操作系统进程讲解
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操作系统:进程的概念和与程序的区别进程的概念和与程序的区别1、进程的定义进程是允许某个并发执⾏的程序在某个数据集合上的运⾏过程。
进程是由正⽂段、⽤户数据段及进程控制块共同组成的执⾏环境。
正⽂段存放被执⾏的机器指令,⽤户数据段存放进程在执⾏时直接进⾏操作的⽤户数据。
进程控制块存放程序的运⾏环境,操作系统通过这些数据描述和管理进程。
2、进程的特征进程是操作系统管理的实体,对应了程序的执⾏过程,具有以下⼏个特征。
并发性。
多个进程实体能在⼀段时间间隔内同时运⾏。
并发性是进程和现代操作系统的重要特征。
动态性。
进程是进程实体的执⾏过程。
进程的动态性表现在因执⾏程序⽽创建进程、因获得CPU⽽执⾏进程的指令、因运⾏终⽌⽽被撤销的动态变化过程。
此外,进程在创建后还有进程状态的变化。
独⽴性。
在没有引⼊线程概念的操作系统中,进程是独⽴运⾏和资源调度的基本单位。
异步性。
是指进程的执⾏时断时续,进程什么时候执⾏、什么时候暂停都⽆法预知,呈现⼀种随机的特性。
结构特征。
进程实体包括⽤户正⽂段、⽤户数据段和进程控制块。
3、进程与程序的⽐较3.1、进程与程序的区别程序是静态的,进程是动态的,程序是存储在某种介质上的⼆进制代码,进程对应了程序的执⾏过程,系统不需要为⼀个不执⾏的程序创建进程,⼀旦进程被创建,就处于不断变化的动态过程中,对应了⼀个不断变化的上下⽂环境。
程序是永久的,进程是暂时存在的。
程序的永久性是相对于进程⽽⾔的,只要不去删除它,它可以永久的存储在介质当中。
3.2、进程与程序的联系进程是程序的⼀次执⾏,⽽进程总是对应⾄少⼀个特定的程序。
⼀个程序可以对应多个进程,同⼀个程序可以在不同的数据集合上运⾏,因⽽构成若⼲个不同的进程。
⼏个进程能并发地执⾏相同的程序代码,⽽同⼀个进程能顺序地执⾏⼏个程序。
关于进程和程序的区别,《现代操作系统》中⽤了⼀个⽐喻形象说明:⼀位有⼀⼿好厨艺的计算机科学家正在为他的⼥⼉烘制⽣⽇蛋糕。
他有做⽣⽇蛋糕的⾷谱,厨房⾥有所需要的原料,在这个⽐喻中,做蛋糕的⾷谱就是程序(即⽤适当形式描述的算法),计算机科学家就是处理机(CPU),⽽做蛋糕的各种原料就是输⼊数据。
操作系统进程的定义操作系统进程的定义1、引言操作系统进程是计算机系统中最基本的执行单位。
在操作系统中,进程是指一个正在执行中的程序实例,在运行过程中占有一定的资源,并且能够并行执行。
进程的概念是计算机科学中的重要概念之一,本文将详细介绍操作系统进程的定义及其相关概念。
2、进程的基本概念2.1 进程的定义进程是计算机中正在执行的程序实例。
每个进程都有自己的程序计数器、寄存器集合、堆栈和相关的系统资源。
进程可以并发执行,相互之间相互独立。
进程可以被操作系统创建、调度、终止或挂起。
2.2 进程的特性- 并发性:多个进程可以同时执行。
- 独立性:每个进程都是相互独立的,进程之间不能直接访问其他进程的内部数据。
- 动态性:进程的创建、调度和终止都是动态的过程。
2.3 进程的状态- 运行状态:进程正在执行。
- 就绪状态:进程已经准备好执行,等待分配处理器资源。
- 阻塞状态:进程等待某些事件的发生,例如等待输入/输出完成。
3、进程控制块(PCB)3.1 PCB的定义进程控制块是操作系统中管理进程的重要数据结构。
每个进程都有一个与之对应的PCB,用于记录进程的状态、进程的标识符、进程的优先级等信息。
3.2 PCB的内容PCB包含以下几个方面的信息:- 进程标识符:用于唯一标识进程的编号。
- 进程状态:记录进程的当前状态,如运行状态、就绪状态或阻塞状态。
- 进程优先级:用于调度算法决定进程的执行顺序。
- 程序计数器:记录进程当前执行的地质。
- 寄存器集合:保存进程的寄存器信息。
- 内存管理信息:记录进程的内存使用情况,如分配的内存地质和内存大小。
- 文件管理信息:记录进程使用的文件资源情况。
4、进程的创建与终止4.1 进程的创建进程的创建是指在系统中创建一个新的进程。
通常情况下,进程的创建是由已经存在的进程调用系统调用来完成的。
操作系统会为新创建的进程分配资源,并初始化进程的PCB。
4.2 进程的终止进程的终止是指一个进程的执行结束或被操作系统终止。
操作系统进程的定义操作系统进程的定义1.引言在计算机系统中,进程是操作系统进行任务调度和资源管理的基本单位。
本文将介绍操作系统进程的定义及相关概念。
2.进程的概念2.1 进程的定义进程可以被定义为正在执行的程序实例。
每个进程都有自己的地质空间、内存和资源使用情况等属性,并且可以独立地执行和运行。
2.2 进程的特征进程具有以下特征:- 动态性:进程是动态和消亡的,可以动态地创建、终止和切换。
- 并发性:多个进程可以同时运行,实现操作系统的并发执行。
- 独立性:进程之间是独立的,相互之间不会干扰彼此的执行。
- 异步性:进程是独立运行的,它们的执行速度不受外部事件的干扰。
- 结构性:进程由程序、数据和资源组成,具有结构性。
3.进程的状态进程在运行过程中会有不同的状态,常见的进程状态包括:3.1 创建状态:进程正在被创建,但尚未开始执行。
3.2 就绪状态:进程已经准备好运行,正在等待分配CPU资源。
3.3 运行状态:进程正在执行中,占用CPU资源。
3.4 阻塞状态:进程由于某些原因无法继续执行,暂时阻塞。
3.5 终止状态:进程执行完成或被终止,进程即将结束。
4.进程的调度进程调度是操作系统的重要功能,通过调度算法将就绪状态的进程分配给CPU进行执行,并根据优先级和进程的状态进行相应的调度操作。
5.进程间的通信5.1 进程间通信的定义进程间通信(IPC)是指在进程间传输数据或共享信息,实现进程之间的协作和资源共享。
5.2 进程间通信的方式常见的进程间通信方式包括共享内存、消息传递、管道、信号量和套接字等。
6.进程的同步与互斥为了确保进程间数据的一致性,需要进行进程的同步与互斥控制。
同步是指协调进程之间的执行顺序,互斥是指防止多个进程同时访问共享资源。
7.附件本文档无涉及附件。
8.法律名词及注释8.1 进程:指操作系统中正在执行的程序实例。
8.2 地质空间:进程的内存地质范围,用于存储程序和数据。
8.3 资源:进程所需的各种系统资源,如CPU、内存、文件等。
Windows7操作系统启动过程详解,一般顺序为:BIOS→MBR→Bootmgr→BCD→Winload.exe→内核加载1)开机后,BIOS进行开机自检(POST),然后选择从硬盘进行启动,加载硬盘的MBR并把控制权交给MBR(MBR是硬盘的第一个扇区,它不在任何一个分区内);2)MBR会搜索64B大小的分区表,找到4个主分区(可能没有4个)的活动分区并确认其他主分区都不是活动的,然后加载活动分区的第一个扇区(Bootmgr)到内存;3)Bootmgr寻找并读取BCD,如果有多个启动选项,会将这些启动选项反映在屏幕上,由用户选择从哪个启动项启动。
4)选择从Windows7启动后,会加载C:\windows\system32\winload.exe,并开始内核的加载过程,内核加载过程比较长,比较复杂,这里就不一一讲了。
在这个过程中,bootmgr和BCD存放在Windows7的保留分区里,而从Winload.exe开始,就开始进入到C盘执行内核的加载过程了。
整个过程没有出现扫描整个磁盘或者系统盘的情况,加载内核的大致模式是地址搜索(或者说指针搜索)不会出现大范围扫描,而且WIN7的内核只有那么小小小小的一丢丢。
内核加载成功后会出现华丽的开机图片和音乐,这里可能会有等待提示,这个时间的长短是不一样的而且确实是在加载,加载的是开机启动项(杀毒软件、360全家、各种驱动控制模块如声卡显卡高档鼠标、输入法、开机运行QQ),上层应用(桌面特效、边栏工具、华丽的主题以及背景图片),桌面图标们(这个是加载桌面太慢的头号帮凶)。
想加快开机速度,从上面三个方面入手解决吧,桌面图标建议都整理到一个文件夹里放着,还可以美化一下所以说,系统盘里安装这些软件不会造成开机过慢,而且各大优化软件在提升开机速度方面都没有说要求把应用软件转移到非系统盘去。
-----在运行过程中,系统可能会在CPU使用率低的时候进行磁盘扫描,目的是发现并及时屏蔽错误磁道,这是NTFS格式磁盘的基本功能,不会造成系统运行效率变低。
操作系统中的进程状态转换机制详解操作系统是计算机硬件和应用软件间的重要中介,它管理着计算机系统中的所有资源,需要协调和进行多种任务。
其中,进程和进程状态转换机制是操作系统的重要组成部分,也是操作系统的核心内容之一。
一、进程的定义及特点进程是指在计算机系统中正在运行的一个程序,它是操作系统分配资源和控制资源的基本单位。
进程具有以下几个特点:1. 动态性:进程是动态的,它的存在和执行是一种动态的过程。
当一个程序被加载到内存中,并被系统调用时,就会形成一个新的进程。
2. 独立性:进程具有独立性,每个进程都是独立运行的,不会相互干扰。
每个进程都有自己的内存空间和资源。
3. 并发性:计算机系统中同时能够存在多个进程在运行,它们之间通过操作系统进行资源的分配和控制。
4. 随机性:操作系统不能预测进程的执行顺序,每个进程的执行顺序是随机的。
二、进程状态转换机制在操作系统中,进程执行的状态不是一个单一的状态,而是在多个状态之间转换。
进程的状态转换机制在操作系统中扮演着重要的角色。
在进程生命周期的不同阶段,进程的状态也会不断发生变化。
下面对进程的状态转换机制进行详细的解析:1. 进程的五种状态在操作系统中,进程可以从五个不同的状态中进行转换,这五个状态分别是:运行状态(Running)、就绪状态(Ready)、等待状态(Blocked)、创建状态(New)和终止状态(Terminated)。
1.1 运行状态在运行状态下的进程正在执行中,此时操作系统会为其分配好运行所需的资源,如CPU、内存等。
当进程停止执行后,它就会变成就绪状态,等待操作系统重新分配资源,进程变成运行状态,再进行执行。
1.2 就绪状态在就绪状态下的进程已经准备好执行,但是由于操作系统的资源分配原则,进程暂时无法获得所需的资源。
当操作系统分配好资源后,进程则可以转换到运行状态。
1.3 等待状态在等待状态下的进程,也称为阻塞状态,此时进程因为等待某个事件的发生而暂停了执行。
操作系统-进程概念⼀、定义(Process) 进程是具有独⽴功能的程序关于某个数据集合上的⼀次运⾏活动,是系统进⾏资源分配和调度的独⽴单位1、进程是程序的⼀次执⾏过程,是对CPU的抽象,是正在运⾏的程序的抽象2、每个进程具有独⽴的地址空间3、操作系统通过调度将CPU的控制权交给某个进程⼆、进程控制块PCB(Process Control Block) ⼜称进程描述符,进程属性,是操作系统⽤于管理控制进程的⼀个专门的数据结构,记录进程的各种属性PCB是系统感知进程存在的唯⼀标志,进程与PCB是⼀⼀对应的 进程表:所有进程的PCB集合三、PCB包含哪些信息 进程描述信息进程标识符PID,唯⼀,整数,进程名(不唯⼀),⽤户标识符userID,进程组关系(兄弟⽗⼦关系) 进程控制信息当前状态,优先级,代码执⾏⼊⼝,运⾏统计信息,进程间同步和通信,进程队列指针,进程消息队列指针 所拥有的资源和使⽤情况虚拟地址空间的状况,打开⽂件列表 CPU现场信息进程不运⾏时的寄存器值和指向该进程的页表的指针四、进程状态及状态转换 运⾏态(Running)占有CPU,并在CPU上运⾏ 就绪态(Ready)已经具备运⾏条件,但由于没有空闲CPU,⽽暂时不能运⾏ 等待态(Waiting/Blocked)或叫阻塞态,封锁态,睡眠态,因等待某⼀事件⽽暂时不能运⾏ 操作系统通常将进程状态分为多种模型,这⾥给出三状态和五状态五、进程队列1、操作系统为每⼀类进程建⽴⼀个或多个队列2、队列元素为PCB3、伴随进程状态的改变,其PCB从⼀个队列进⼊另⼀个队列上图中,⼀个进程创建后经许可(提交)进⼊就绪队列,经过调度进⼊CPU,如果正常处理完毕会释放,如超时重新进⼊就绪队列如果还有各种等待事件,则进⼊各类等待事件队列,当相应的事件发⽣后再次进⼊就绪队列,等待调度进⼊CPU六、上下⽂切换定义:CPU硬件状态从⼀个进程换到另⼀个进程的过程进程在运⾏时,其硬件状态保存在CPU上的寄存器中(只有⼀套)进程不运⾏时,这些寄存器的值保存在进程控制块PCB中,当操作系统要运⾏⼀个新的进程时,需要将这个进程的PCB中的值送到对应的寄存器中,这也是下⼀篇要讲的线程的概念。
操作系统-进程的概念计算机中,CPU是最宝贵的资源,为了提⾼CPU的利⽤率,引⼊了多道程序设计的概念。
当内存中多个程序存在时,如果不对⼈们熟悉的“程序”的概念加以扩充,就⽆法刻画多个程序共同运⾏时系统呈现出的特征。
⼀、进程的引⼊多道程序系统中,程序具有:并⾏、制约以及动态的特征。
程序概念难以便是和反映系统中的情况:1. 程序是⼀个静态的概念程序是完成某个功能的指令集和。
系统实际上是出于不断变化的状态中,程序不能反映这种动态性。
2. 程序概念不能反映系统中的并⾏特性例如:两个C语⾔源程序由⼀个编译程序完成编译,若⽤程序概念理解,内存中只有⼀个编译程序运⾏(两个源程序看作编译程序的输⼊数据),但是这样⽆法说明⽩内存中运⾏着两个任务。
程序的概念不能表⽰这种并⾏情况,反映不了他们活动的规律和状态变化。
就像不能⽤菜谱(程序)代替炒菜(程序执⾏的过程)⼀样(这句话我稍微修改了⼀下,感觉应该是这样表诉才对)⼆、进程的定义进程:⼀个具有⼀定独⽴功能的程序关于某个数据集合的⼀次运⾏活动,是系统进⾏资源分配和调度运⾏的基本单位三、进程与程序的差别1. 进程是⼀个动态的概念进程是程序的⼀次执⾏过程,是动态概念程序是⼀组有序的指令集和,是静态概念2. 不同的进程可以执⾏同⼀个程序区分进程的条件:所执⾏的程序和数据集合。
两个进程即使执⾏在相同的程序上,只要他们运⾏在不同的数据集合上,他们也是两个进程。
例如:多个⽤户同时调⽤同⼀个编译程序编译他们编写的C语⾔源程序,由于编译程序运⾏在不同的数据集合(不同的C语⾔源程序)上,于是产⽣了⼀个个不同的进程3. 每个进程都有⾃⼰的⽣命周期当操作系统要完成某个任务时,它会创建⼀个进程。
当进程完成任务之后,系统就会撤销这个进程,收回它所占⽤的资源。
从创建到撤销的时间段就是进程的⽣命期4. 进程之间存在并发性在⼀个系统中,同时会存在多个进程。
他们轮流占⽤CPU和各种资源5. 进程间会相互制约进程是系统中资源分配和运⾏调度的单位,在对资源的共享和竞争中,必然相互制约,影响各⾃向前推进的速度6. 进程可以创建⼦进程,程序不能创建⼦程序7. 从结构上讲,每个进程都由程序、数据和⼀个进程控制块(Process Control Block, PCB)组成四、进程的重要特征1. 动态特征:进程对应于程序的运⾏,动态产⽣、消亡,在其⽣命周期中进程也是动态的、2. 并发特征:任何进程都可以同其他进程⼀起向前推进3. 独⽴特征:进程是相对完整的调度单位,可以获得CPU,参与并发执⾏4. 交往特征:⼀个进程在执⾏过程中可与其他进程产⽣直接或间接关系5. 异步特征:每个进程都以相对独⽴、不可预知的速度向前推进6. 结构特征:每个进程都有⼀个PCB作为他的数据结构进程最基本的特征是并发和共享特征五、进程的状态与转换1. 进程的三种基本状态a. 运⾏状态:获得CPU的进程处于此状态,对应的程序在CPU上运⾏着b. 阻塞状态:为了等待某个外部事件的发⽣(如等待I/O操作的完成,等待另⼀个进程发来消息),暂时⽆法运⾏。