学习操作系统已经有两年了，惭愧的是至今没有好好复习一下课本上关于进程这一章节的内容，以至于到现在很多概念性的东西，很多深层次的东西理解起来总是不通顺，所以我决定花自己一个下午的时间，好好把这一章节整理出来，给自己总结一下，也供自己以后回顾，也希望各位童鞋能给我些指导，让我有更深层次的理解。
1、进程的特征与状态
首先明确第一个问题，
进程与程序的区别：
1 进程是一个动态的概念，进程的实质是程序的一次执行过程，动态性是进程的基本特征，同时进程是有一定的生命期的；
而程序只是一组有序指令的集合，本身并无运动的含义，是静态的。
2 并发性，
并发性是进程的重要特征，引入进程的目的正是为了使其程序和其它程序并发执行；而程序(没有建立进程)是不能并发执行的。
3 独立性，是
指进程一个能独立运行、独立分配资源和独立调度的基本单位；凡未建立进程的程序，都不能作为一个独立的单位参加运行。
４
不同的进程可以包含同一个程序，同一个程序在执行中也可以产生多个进程。
进程的几个特性：
动态性（由创建而产生，由调度而执行，由撤销而消亡）
并发性（往上看5行）
独立性（往上看5行）
异步性（进程按照各自独立的、不可预知的速度向前推进，或说进程实体按异步方式运行）
进程的静态描述：进程实体由三部分组成：
PCB、有关程序段 和 该程序段对其进行操作的数据结构集。
各部分的作用：
1 进程控制块：
用于描述进程情况及控制进程运行所需的全部信息，一会我们重点要研究他。
2 程序段：
是进程中能被进程调度程序在CPU上执行的程序代码段。
3 数据段：
一个进程的数据段，可以是进程对应的程序加工处理的原始数据，也可以是程序执行后产生的中间或最终数据。
进程的三种基本状态：
1．就绪状态（Ready）
当进程已经分配到除CPU以外的所有必要的资源后，只要能再获得处理机，就可以立即执行。这时的进程的状态称为就绪状态。
2．执行状态（Running）（运行状态）
指进程已获得处理机，其程序正在执行。在单处理机系统中，只能有一个进程处于执行状态。（在多处理机中，可能有多个进程处于执行状态）
3．阻塞状态（Block）（等待状态）
进程因为发生某个事件而暂停执行时的状态（如：请求I/O、申请缓冲空间等），进程受到阻塞，称这种暂停状态为阻塞状态，有时也称“等待”状态或“睡眠”状态。
进程三种状态间的转化：
①就绪→执行：调度
②执行→等待：等待某个事件发生而睡眠
③等待→就绪：因等待的时间发生而唤醒
④执行→就绪：时间片用完
2、进程控制块
为了描述和控制进程的运行，系统为每个进程定义了一个数据结构——进程控制块（PCB），他是进程实体的一个部分，是操作系统中最重要的记录型数据结构。PCB中记录了操作系统所需要的，用于描述进程的当前情况以及控制进程运行的全部信息。进程控制块的作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序（含数据），称为一个能独立运行的基本单位，一个能与其它进程并发执行的进程。或者说，os是根据PCB来对并发执行的进程进行控制和管理的。例如，当操作系统要调度某进程执行时，要从该进程的pcb中查询出其现行状态和优先级，在调度到某些进程后，要根据其pcb中的程序和数据的内存初始地址，找到其程序和数据；进程在执行过程中，当需要和与之合作的进程实现同步，通信或访问文件时，也都需要访问PCB；当进程由于某种原因而暂停执行时，又须将其断点的处理机环境保存在PCB中。可见，在进程整个生命中，系统总是通过PCB对进程进行控制的，也就是说，系统是根据进程的PCB而不是任何别的什么而感知到进程的存在的。所以说，PCB是进程存在的唯一标识。
由于PCB经常被系统访问，尤其是被 运行频率很高的进程及分派程序访问，故PCB应该常驻内存。。。系统将所有的PCB组织成若干链表（或队列），存放在操作系统中专门开辟的PCB区内，例如linux系统中用task_struct 数据结构来描述每个进程的程序控制块，在windows操作系统中则使用一个执行体进程块（eprocess）来表示进程对象的基本属性。
进程控制块内的信息介绍：
1.进程标识符： 进程标识符用于唯一的标识一个进程。
内部标识符：在所有的OS中，都为每一个进程赋予一个唯一的整数，作为内部标识符，主要方便系统使用。
外部标识符。由创建者提供，通常是由字母、数字组成，往往是用户（进程）访问该进程使用。如：计算进程、打印进程、发送进程、接收进程等。
2.处理机状态：处理机状态信息主要是由处理机各种寄存器中的内容所组成。处理机在运行时很多信息都放在寄存器中，
当处理机被中断时，所有这些信息都必须保存在pcb中。
通用寄存器。又称为用户可视寄存器，可被用户程序访问，用于暂存信息。
指令寄存器。存放要访问的下一条指令。程序状态字PSW。其中含有状态信息。（条件码、执行方式、中断屏蔽标志等）
用户栈指针。每个用户进程有一个或若干个与之相关 的系统栈，用于存放过程和系统调用参数及调用地址。栈指针指向该栈的栈顶。
3.进程调度： 在PCB中还存放了一些与进程调度和进程对换有关的信息。
（1）进程状态。指明进程当前的状态，作为进程调度和对换时的依据。
（2）进程优先级。用于描述进程使用处理机的优先级别的一个整数，优先级高的进程优先获得处理机。
（3）进程调度所需要的其他信息。（进程已等待CPU的时间总和、进程已执行的时间总和）
（4）事件。进程由执行状态转变为阻塞状态所等待发生的事件。（阻塞原因）
4. 进程控制信息
（1）程序和数据的地址。指进程的程序和数据所在的内存或外存（首）地址，以便再调度到该进程执行时，能从PCB中找到其程序和数据；
（2）进程同步和通信机制。指实现进程同步和进程通信时必须的的机制，如，消息队列指针，信号量等。它们可能全部或部分地存放在PCB中；
（3）资源清单。即一张列出了除CPU以外的、进程所需的全部资源及已经分配到该进程的资源的清单；
（4）链接指针。它给出了本进程（PCB）所在队列中的下一个进程的PCB的首地址。
进程控制块的组织方式：
PCB表：
系统把所有PCB组织在一起，并把它们放在内存的固定区域，就构成了PCB表。
PCB表的大小决定了系统中最多可同时存在的进程个数，称为系统的并发度。
常用的组织方式有两种：
链接方式、索引方式。
1.链接方式：
具有相同状态的PCB，用其中的链接字，链接成一个队列。可以形成就绪队列、若干个阻塞队列和空白队列等。其中,就绪队列常按照进程优先权的大小排列，优先权高的进程的PCB排在队列前面
2.索引方式
系统根据所有进程的状态，建立几张索引表。如：就绪索引表、阻塞索引表。把各索引表在内存的首地址记录在内存中的一些专用单元中。每个索引表的表目中，记录具有相同状态的某个PCB在PCB表中的地址。
3、进程控制
父进程与子进程的关系：
子进程可以继承父进程所有的资源，例如，继承父进程打开的文件，继承父进程所分配的缓冲区等。当子进程被撤销时，应将其从父进程哪里获得的资源还给父进程。此外，在撤销父进程时，也必须同时撤销其所有的子进程。为了标识进程之间的家族关系，在pcb中都设置了家族关系表项，以标明自己的父进程及所有的子进程。
进程创建：
在多道程序环境中，只有（作为）进程（时）才能在系统中 运行。因此为使进程能运行，就必须为它创建进程，导致一个进程去创建另一个进程的典型事件，可以有以下四类：
用户登录：
在分时系统中，用户在终端键入登录命令后，若是合法用户，系统建立一个进程，并插入就绪队列。
作业调度：
批处理系统中，作业调度程序调度到某个作业以后，就把这个作业装入内存，并分配必要的资源，创建进程，插入就绪队列。
提供服务：
运行中的用户向系统提出请求后，系统专门建立一个进程为用户服务。（打印请求）由操作系统核心（系统程序模块）创建
应用请求：
根据应用进程的需要，由它自己创建一个新进程，使新进程以并发运行方式完成特定任务。 由父进程创建
一旦操作系统发现了要求创建新进程的事件后，便调用进程创建原语（create()） ，按照如下步骤创建进程：
1、申请空白的PCB，为新进程申请获得唯一的数字标识符，并从PCB集合中索取一个空白PCB。
2、为新进程分配资源,为新进程的程序和数据以及用户栈分配必要的内存空间。显然，此时操作系统必须知道新进程所需的内存大小。
3、初始化进程控制块。PCB的初始化包括：a初始化标识信息，将系统分配的标识符和和父进程标识符填入新PCB中；b初始化处理机状态信息，使程序计数器指向程序入口的地址，使栈指针指向栈顶；c初始化处理机控制信息，将进程的状态设置为就绪状态或静止状态，对于优先级，通常是将它设置为最低优先级，除非用户以显示方式提出高优先级要求。
4、将新进程插入就绪队列，如果进程就绪队列能接纳新进程，便将新进程插入就绪队列。
2 进程的终止（撤消进程）：
引起进程终止的事件
正常结束：计算机系统中，都有一个表示进程已经运行完成的指示。（批处理，Halt。分时系统中，Logs Off）
异常结束： 越界错误、保护错、特权指令错、非法指令错、运行超时、等待超时、算术运算错、 I/O故障
外界干预：
操作员或操作系统干预
父进程请求
父进程终止
进程终止的过程：
1、根据被终止的进程标识符，从PCB集合中检索出该进程的PCB，从中读出该进程的状态。
2、若被终止进程正处于执行状态，应立即终止该进程的执行，并置调度标志为真，用于指示该进程被终止后应该重新进行调度。
3、若该进程还有子孙进程，还应该将其所有子孙进程予以终止，以防他们成为不可控的进程。
4、将被终止的进程的全部资源或者归还给其父进程，或者归还给操作系统。
5、将被终止进程（PCB） 从所在队列（或链表）中移出。等待其他程序来搜集信息。
