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操作系统 · 02-process

进程的概念与特征

重要度 ★★★★★ 进程动态性并发独立性异步性
速查
进程是程序的一次执行过程,是资源分配和调度的独立单位。由程序段+数据段+PCB 组成,PCB 是进程存在的唯一标志。五个本质特征:动态性(最基本)、并发性、独立性、异步性、结构性。

速查

项目
定义程序的一次执行过程,是资源分配和调度的独立单位
组成程序段 + 数据段 + PCB(进程控制块)
PCB 作用进程存在的唯一标志
本质特征动态性、并发性、独立性、异步性、结构性

核心概念

进程是操作系统中最基本、最重要的概念,是程序在某个数据集合上的一次执行过程,是系统进行资源分配和调度的独立单位。

进程 vs 程序

对比项进程程序
本质动态实体(执行过程)静态指令集合
生命周期有创建、运行、消亡永久存在(直到删除)
并发性多个进程可并发执行程序本身不能并发
组成程序段+数据段+PCB一组有序指令

进程的特征

  1. 动态性(最基本特征):由创建而产生、由调度而执行、由撤销而消亡
  2. 并发性:多个进程实体同存内存,能在一时间段内同时运行
  3. 独立性:独立运行、独立获取资源、独立接受调度
  4. 异步性:各进程按各自独立、不可预知的速度推进
  5. 结构性:由程序段、数据段、PCB 三部分组成

关键性质

特征含义考点
动态性进程有生命周期,是动态变化的进程最基本的特征
并发性多进程在同一时间段内同时推进引入进程的目的之一
独立性独立运行、获取资源、受调度进程是资源分配基本单位
异步性各进程以不可预知的速度推进需同步机制保证正确
结构性PCB+程序段+数据段PCB 是进程存在的标志

常见考法

考法解题套路
进程 vs 程序进程动态、程序静态;进程有 PCB,程序没有
最基本特征动态性是进程最基本特征(区别于程序)
引入进程目的使程序能并发执行,提高资源利用率
PCB 的作用进程存在的唯一标志,无 PCB 即无进程
进程独立性资源分配和调度的基本单位(线程引入后调度→线程)

易错点

注意
  • 进程最基本的特征是动态性,不是并发性(单进程也有动态性)
  • 进程存在的唯一标志是PCB,不是程序段或数据段
  • 引入线程后,进程仍是资源分配基本单位,但CPU 调度单位变为线程
  • 同一程序的多次执行是不同进程
  • 并发 $\neq$ 并行:并发是同一时间段内交替执行,并行是同一时刻同时执行(需多核)

核心结论

必背
  1. 进程是动态的,程序是静态的——这是两者最本质区别
  2. PCB 是进程存在的唯一标志,OS 通过 PCB 感知和管理进程
  3. 五个特征中动态性是最基本特征
  4. 引入进程的目的是使程序能并发执行,提高资源利用率
  5. 同一程序在不同数据集上运行构成不同的进程

记忆卡片

进程最基本的特征?
动态性(区别于程序的静态性)。
进程存在的唯一标志?
PCB(进程控制块)。
进程由哪三部分组成?
程序段 + 数据段 + PCB。
进程和程序的本质区别?
进程是动态的(有生命周期),程序是静态的(指令集合)。
引入线程后进程角色变化?
进程不再是 CPU 调度单位,只保留为资源分配基本单位。

交互动画 · 进程生命周期(体现动态性)

创建态 就绪态 运行态 终止态 阻塞态
点击「创建进程」开始,逐步推进生命周期,体会进程的动态性
运行→阻塞是主动行为;阻塞→就绪由 I/O 完成中断被动触发

相关知识点

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