周志遠教授作業系統_chap０3＿Operating System Chap3 Processes Concept.pdf

Process Concept

An operating system concurrently executes a variety of programs (e.g Web browser, text editor, etc)

• Program 硬盘中的二进制程序
• Process 在主存中的正在执行的程序

进程包括：

• 代码段 （编译好的segment，直接送到CPU）
• 数据部分-全局变量（声明好的）
• 栈-存放Local variable （function里）
• 堆- 动态分配空间，存放allocate出来的变量，要自己reallocate释放（malloc…）
• 实时活动（PC，寄存器内容）
• resource-一系列分配好的资源

线程

• A.k.a 一个轻量进程：最小的的CPU使用/执行单元
• 同一进程的线程共享
  • code section，data section，OS 资源（打开文件，共同使用指针操作）…
• 每个线程都有独立的
  • 线程ID，PC，寄存器组，栈

进程状态

状态

• New：进程被创建，调整状态（load，allocate…）
• Ready：等待CPU使用
• Running：CPU在执行指令
• Waiting：I/O sleep…
• Terminated：进程完成，释放资源

Diagram

Process Control Block(PCB)

• 存储进程状态信息
• 在kernel里

Context Switch 上下文切换

• kernel保存旧进程状态，加载已存储新进程状态
• 坏处：浪费CPU
  • 办法：减少Switch时间（1-1000ms）
    • 内存速度
    • 寄存器数量
    • 特殊指令（一条保存/加载所有register）
    • HW support：sets of register

Process Scheduling 进程调度

• 多道（Multiprogramming）：CPU一直运行进程已最大化利用率
• 分时（Time-sharing）：频繁上下文切换使用户和运行的程序互动
• 进程要等待直到CPU空闲才能被再Scheduling

Process Scheduling Queues 进程调度队列

有专门的Queue处理不同状态Process

• Job Queue（New State）
• Ready Queue（Ready State）
• Device Queue（Wait State）