进程的调度和执行

进程引入原因： 1）程序概念已刻划不清系统的并发特征，反映不了它们的活动规律和状态变化。

进程的定义

进程是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次可以并发执行的运行活动。

进程与程序的关系：（了解）

进程是动态的，程序是静态的。进程是暂时的，程序是永久的。进程的组成包括程序、数据和进程控制块。进程能逼真地描述并发活动，而程序则不明显。进程具有创建其他进程的功能，而程序不能创建新的程序。进程与程序是密切相关的。通过多次执行，一个程序可以对应多个进程；通过调用关系，一个进程可以包括多个程序。

Ⅰ、系统进程和用户进程。

Ⅱ、父进程和子进程。

引入原因：操作系统为了管理和控制一个进程。

组成：1、进程标识信息。如进程的标识（内标识、外标识），进程的产生者标识(父进程标识)；用户标识。2、处理机状态信息。1)用户可用寄存器。2）控制和状态寄存器，3）栈指针。3、进程控制信息。1）调度和状态信息。2）进程间通信信息。3）存储管理信息。4）进程所用资源列表。5）有关数据结构链接信息。

在操作系统中，每个程序都有唯一的内部数字标识符，它可以是地址，也可以是索引。

在操作系统中，一般根据进程的不同状态，把进程放在不同的队列

创建过程：初始化信息、优先级。申请进程控制块表信息。初始化进程控制块表。产生描述进程的数据结构。进程数据初始化，保护现场。设置好进程关系。准备就绪状态。挂入进程就绪表。

结束过程：进程状态变为结束状态。关闭所有资源。脱离其他进程关系。计入日志文件。清理进程关系。释放资源。调用进程调度将处理机转移到其他进程。

进程运行状态

运行状态(Running)：当一个进程正在处理机上运行时。

就绪状态(Ready)：一个进程获得了除处理机之外的一切所需资源，一旦得到处理机即可运行.

等待状态又称阻塞状态(Blocked)：一个进程正在等待某一事件而暂停运行时。如等待某资源，等待输入/输出完成。

创建状态(New)：一个进程正在被创建，还没被转到就绪状态之前的状态。

结束状态(Exit)：一个进程正在从系统中消失时的状态，这是因为进程结束或由于其他原因所导致。

进程模式

进程模式分为两种：特权模式和非特权模式，特权模式指核心态，非特权模式指用户态。

进程模式的切换

为什么需要切换：进程在调用某些资源的时候，资源的权限不同，所有必须切换进程模式，模式的切换一般采用中断的形式，进程模式的切换不会改变进程运行的环境。

进程之间的切换

进程之间的切换会涉及资源和环境的切换。

进程的调度

概念：调度就是选择的意思，当用多个线程进入，请求有限的资源的时候，操作系统必须对不同的进程进行选择，使得资源合理的利用。

进程调度的方式：有非剥夺和剥夺两种方式

非剥夺的方式：外界不去干扰进程的执行，让进程自己放弃处理机的方式。

剥夺的方式：外界强加干扰进程的执行，让进程被迫放弃处理机。

不能进程线程调度的情况：1、正在中断的过程中。2、进程进入到临界资源过程中（进入临界资源需要加锁）。3、原子操作。

需要调度的情况：一般是进程执行到一定程度不能执行下去的情况，比如说中断结束，自陷结束之类的。

先来先服务的调度算法（FCFS）：这是一种非剥夺的调度算法，对所有的进程都是公平的，但是对后来服务时间短的进程又是不公平的。
优先级调度算法：这是一种既可以非剥夺有可以剥夺的算法;非剥夺的情况直到一个高的优先级进程执行完成，才轮到下一个优先级进程进行。剥夺的情况：当一个进程执行的时候，又来了一个比当前进程高的优先级进程，这个时候当前进程就必须把处理机让给比它高的进程，这种情况下的处理方式可能会让进程出现饿死的情况。
时间片轮转算法：将处理机进行分片处理，按照先来先服务的原则，这样没每个进程都能被执行，这种算法非常适合于分时系统的使用。
短进程优先调度算法：把占用处理机短的进程优先进入，这样导致的结果可能是大进程等待的时间非常的久，时间难以估计，甚至出现饿死的情况。
最短剩余时间优先调度算法：把“进程运行到完成时所需时间最短”的进程优先处理。
最高响应比优先调度算法：响应比=（等待时间+要求服务时间）/要求服务时间
多级反馈队列调度算法：设置多条就绪队列,进程被调度执行后,在被剥夺或放弃处理机后而在就绪时，可以改变其就绪队列。