1. 进程的概念

  • 程序是静态的，就是存放在磁盘里的可执行文件，一系列的指令集合
  • 进程是动态的，是程序的一次执行过程

2. 进程的组成

程序段、数据段、PCB三部分组成了进程实体，引入进程实体的概后，可以把进程定义为：进程是进程实体的与运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。

2.1 PCB

  • 当进程被创建时，OS会为该进程分配一个唯一不重复的编号PID
  • 进程所属用户ID（UID）
  • 分配了哪些资源
  • 进程的运行情况
  • 处理机相关信息
  • 这些信息都被保存在PCB中，PCB是进程存在的唯一标志，当进程被创建时，OS为其创建PCB；当进程结束时，会回收PCB

2.2 程序段

  • 程序段：包含程序指令

2.3 数据段

  • 数据段：包含运行过程中产生的各种数据

3. 进程的特征

  • 动态性
  • 并发性
  • 独立性
  • 异步性
  • 结构性

4. 五状态模型

4.1 创建态（New）

进程正在被创建时的状态，在这个阶段OS会为进程分配资源，初始化PCB

4.2 就绪态（Ready）

进程创建完成后便进入就绪态，此时进程已经具备运行条件，但是由于没有空闲CPU，就暂时不能运行。一个系统中可能有很多处于就绪态中的进程

4.3 运行态（Running）

一个进程在CPU上运行，那么这个进程处于运行态，CPU会执行该进程对应的程序（执行指令序列）。单CPU情况下，同一时刻只会有一个进程处于运行态，多核CPU情况下可能有多个进程处于运行态

4.4 阻塞态（Waiting/Blocked）

在进程运行的过程中，可能会请求等待某个事件的发生，在这个事件发生之前，进程无法继续往下执行，此时操作系统会让这个进程下CPU，进入阻塞态，当CPU空闲时，就又会选择另一个就绪态进程上CPU运行

4.5 终止态（Terminated）

一个进程可以执行 exit 系统调用，请求OS终止该进程。此时该进程会进入终止态，OS会让该进程下CPU，并回收内存空间等资源，最后还要回收PCB，当终止进程工作完成后，该进程就从OS中彻底消失了

进程状态的转换过程如下图所示：

Fig 1. 进程状态的转换

可见，运行态到阻塞态是进程自身主动做出的行为，阻塞态到就绪态不是进程自身控制的，是一种被动行为。不能直接从阻塞态到运行态，也不能直接从运行态到阻塞态，都要经过就绪态这一中间状态。

在进程PCB中，会有一个变量state来表示进程的当前状态，如：1表示创建态，2表示就绪态等。为了对同一个状态下的各个进程进行统一的管理，操作系统会将各个进程的PCB组织起来。

5. 进程的组织

5.1 链接方式

Fig 2. 链接方式组织PCB

5.2 索引方式

Fig 3. 索引方式组织PCB