【操作系统原理】进程的执行

        处理器的分配对象大多是进程。进程是程序的一次执行，进程的实体是由程序段、数据段和进程控制块组成，程序没有进程就无法执行。可是进程究竟是怎么执行的？

PS:下面的栗子，来源于个人对进程的理解与生活体验假设认为不合适，请见谅

一、进程的运行模式：

       单道程序系统中，程序是顺序执行的。其过程就像这样，举个栗子：拿起筷子。夹起饭菜，送到嘴里。这个过程必须一步接着一步来。能够反复实现（就可以在现性），可是在这个吃饭过程中，你不能再在做作业之类的，吃饭这个动作独占你的全部资源（即封闭性）。

所以说程序顺序执行不利于提高资源利用率。

       多道程序系统中，程序是并发运行的。一个计算机仅仅有一个处理器，可是作业的个数能够多于处理器，这些作业在处理器中同一时候运行，是不对的说法，在每个瞬间仅仅有一个程序在运行，在一个在运行的时候，另外一个的运行已经開始了就像这样一个过程，举个栗子：起床之后。在烧水等待的同一时候，能够去刷牙洗脸，在榨汁机运行的同一时候能够去准备早餐的食材等。

所以说程序并发运行能够极大的提高资源利用率。

        对于上面的资源不好理解，能够比喻成时间，能够更好的理解。

       并发程序尽管非常好，可是并非全部的程序都能够并发运行，举个栗子：你不可能一边刷牙。一边吃饭。

于是程序的并发执行是须要条件的。来一个公式：

P1：a=x+y;                 R(P1)={x,y}               W(P1)={a}

P2 : b=z+1;                  R(P2)={z}                  W(P2)={b}

R(P1)和W(P2)，W(P2)和R(P2)，W(P1)和 W(P2)都不能有交集（注意。不是全部的都要符合无交集的条件）。

为啥会这样呢？

        个人理解：我们可能会常常去买票看电影，可是会有一个问题，当这个座位还没人买，大家的选择界面上都能够选择，未刷新之前大家是能够选的，提交之后，有时候会发现票已经被买走。我们都能够买票。所以不是全部的都不能有交集，可是一个座位的票仅仅有那一张，同一段资源不能被同一时候占有，可是还是有其它选择，所以存在不能有交集的情况。

二、进程的运行状态

        既然进程能够并发执行，那么他们是在程序执行是什么状态呢？不同的系统可能会有不同的状态，下面为大多数情况：

进程一般存在三种情况：

（1）就绪状态：我已经准备好，给我处理器，我就能够运行，这时的进程状态就是就绪状态；

（2）运行状态：我已经获得资源。而且正在工作中。这时的进程状态就是运行状态；

（3）堵塞状态：我刚刚正在工作，突然“断电”了，我被迫停止。这时的进程状态就是堵塞状态。

可是，不是说我处于一种状态就会不变，正在运行的总会做完。被迫停止的也能够又一次開始。

关于三种状态，举个栗子：

在食堂买饭，有人已经买上饭菜了坐了正在吃，有人正在排队买菜，有人买好了可是没有座位，正在等待。

三、进程的控制

       进程控制主要是负责进程的创建与撤销，进程状态之间的切换以及进程之间的通信等。

当然这也是系统的基本功能，在内核中的对应程序中完毕。

 可是什么是操作系统内核？

      操作系统内核是指扩充计算机硬件的第一层，广泛採用层次式结构，通常将一些与硬件密切相关的模块，比方中断处理程序。设备驱动程序，存储器管理等安排在紧靠硬件的软件层。而且让他们常住在内存中，施以保护。内核在实现实现其基本功能时基本常採用原语操作。

什么是原语？

       能够简单的看作是命令。

主要介绍一下进程控制语言。主要包含进程的创建与撤销、堵塞与唤醒、刮起与激活等六个原语。

（1）进程创建原语：进程通过调用进程创建原语来创建一个子进程。步骤为：申请空暇的PCB（进程控制模块），为子进程获得新的标识-->为子进程分配诸如内存空间的资源-->初始化进程控制模块-->将新进程插入到PCB的就绪队列中。创建ok。

（2）进程撤销原语：撤销原语在撤销进程时。连同该进程的子孙进程一同撤销。步骤为：依据被撤销的进程的标识符从PCB检索表中找到该进程的PCB，并获得该进程的状态-->若进程处于运行状态，马上终止其运行。而且将其逻辑值重置；若进程不是运行状态，直接将其从状态队列中删去-->递归的处理该进程的子孙进程-->撤销进程时，将全部资源归位。注销其资源描写叙述清单-->释放该进程的PCB。撤销ok,可是假设其逻辑值为真，则会转入进程调度程序。

（3）进程堵塞原语：当进程请求某个事件尚未出现时，进行步骤：终止调用者自身的运行-->该进程调用进程堵塞原语使其从运行状态变为堵塞状态-->把调用者进程的PCB插入到对应的堵塞队列-->然后转入进程调度程序。

（4）进程唤醒原语：运行的进程释放某资源之后，调用进程唤醒原语将因等待该资源而堵塞的进程唤醒成就绪状态。进行步骤：找出对应被唤醒的进程的内部标识-->把该标识从堵塞队列中移去-->重设该状态为就绪-->将该进程插入到就绪队列中去。

了解以上信息对于进程的执行就有了一些大致的理解，这是对于了解执行中出现的相互排斥和同步问题的基础。