进程的定义、组成、组织方式、特征
进程的定义
程序：一个指令序列 早期的计算机只支持单道程序
系统为每个运行的程序配置一个数据结构，称为进程控制块（PCB），用来描述进程的各种信息（如程序代码存放的位置）
PCB、程序段、数据段三部分构成了进程实体（进程映像），一般来说，进程实体简称进程，创建进程实际上是创建进程中的PCB，撤销进程则是撤销进程中的PCB；PCB是进程存在的唯一标志。进程强调动态性。
进程是进程实体的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。
注：严格来说，进程实体和进程是不一样的，进程实体是静态的，进程是动态。
进程的组织
进程的组织方式：连接方式、索引方式
连接方式：按照进程状态将PCB分为多个队列；操作系统持有指向各个队列的指针。
索引方式：根据进程状态不同，建立几张索引表；操作系统持有指向各个索引表的指针。
进程的特征
- 动态性：进程是程序的一次执行过程，是动态的产生变化和消亡的
- 并发性：内存中有多个进程实体，各进程可并发执行
- 独立性：进程是能够独立进行，独立获得资源、独立接受调度的基本单位
- 异步性：各进程按照各自独立的，不可预知的速度向前推进，操作系统要提供“进程同步机制”来解决异步问题
- 结构性：每个进程会配置一个PCB，结构上看，进程由程序段、数据段、PCB组成
进程的状态和转换
进程的三种基本状态：运行态、就绪态、阻塞态
运行态：占有CPU，并在CPU上运行
就绪态：已经具备运行条件，由于没有空闲CPU，而暂时不能运行
阻塞态：因等待某一事件而暂时不能运行
另外两种状态：创建态、终止态
创建态：进程正在被创建，操作系统为进程分配资源，初始化PCB
终止态：进程正在从系统中撤销，操作系统会回收进程拥有的资源，撤销PCB
进程的转换
就绪态—运行态：进程被调度
运行态—就绪态：时间片到，或CPU被其他高优先级的进程抢占
运行态—阻塞态：等待系统资源分配，或等待某事件发生（主动行为）
阻塞态—就绪态：资源分配到位，等待的事件发生（被动行为）
创建态—就绪态：系统完成创建进程的相关工作
运行态—终止态：进程运行结束，或运行过程中遇到不可修复的错误
进程控制
进程控制的主要功能是对系统中所有进程所实施的有效管理，具有创建新进程、撤销已有进程、实现进程状态转换等功能（就是实现进程状态的转换）
用原语实现进程控制，原语的特点的执行过程中不允许被中断，只能一气呵成。不可中断的操作称为原子操作。
原语采用关中断指令和开中断指令实现
相关原语：进程的创建、终止、阻塞、唤醒、切换（阻塞和唤醒成对出现）
进程通信
进程通信指的是进程之间的信息交换
共享存储
基于数据结构（低级）和存储器的共享
两个进程对共享空间的访问必须是互斥的
消息传递
直接、间接通信方式
进程之间的数据交换以格式化的消息为单位，进程通过操作系统提供的“发送消息/接收消息”两个原语进行数据交换
直接通信方式：消息直接挂到接收进程的消息缓冲队列上
间接通信方式：消息先要发到中间实体（信箱）中，也称“信箱通信方式”，例如：电子邮件系统
管道通信
管道是指用于链接读写进程的一个共享文件，又名pipe文件，其实是在内存中开辟一个大小固定的缓冲区
管道只能采用半双工通信，某一时间段内只能单向传输，若想实现双向传输，需要设置两个管道。
线程概念和多线程模型
传统进程机制中，进程是资源分配调度的基本单位，引入线程机制后，进程是资源分配的基本单位，线程是调度的基本单位；
传统进程机制中，只能线程间并发进行，引入线程后，各个线程之间也能并发进行，提升了并发度；
传统的进程间并发，需要切换进程的运行环境，系统开销很大，线程间并发，如果是同一进程内的线程切换，则不需要切换进程环境，系统开销小
线程的属性
多线程模型
多对一：多个用户及线程映射到一个内核级线程。每个用户级线程，只对应一个内核级线程。
优点：用户级线程的切换在用户空间即可完成，不需要切换到核心态，线程管理的开销小，效率高。
缺点：当一个用户级线程被堵塞后，整个进程都会被堵塞，并发度不高。多个线程不可在多核处理机上并行运行。
一对一：一个用户及线程映射到一个内核级线程，每个用户进程有与用户级线程同数量的内核级线程。
优点：当一个线程被阻塞后，别的线程可以继续执行，并发能力强，多线程可以在多核处理机上并行执行。
缺点：一个用户进程，会占用多个内核级线程，线程切换有操作系统内核完成，需要切换到核心态，县城管理成本高，开销大。
多对多：n用户及线程，映射到m个内核级线程，（n>=m），每个用户进程对应m个内核级进程。
克服了多对一模型并发度不高的缺点，又克服了一对一模型中用户进程占用太多内核级线程，开销太大的缺点。
成，需要切换到核心态，县城管理成本高，开销大。
多对多：n用户及线程，映射到m个内核级线程，（n>=m），每个用户进程对应m个内核级进程。
克服了多对一模型并发度不高的缺点，又克服了一对一模型中用户进程占用太多内核级线程，开销太大的缺点。
