2.1 进程

伪并行：严格的说，在一瞬间，CPU只能运行一个进程，但是在多道程序设计系统中，每个进程各运行几十或几百毫秒，那一秒内CPU就可以同时运行多个进程，给人产生了并行的错觉。

进程模型

一个进程就是一个正在执行程序的实例， 包括程序计数器、 寄存器和变量的当前值。

在任何一个给定的瞬间仅有一个进程真正在运行。

一个进程是某种类型的一个活动， 它有程序、输入、 输出以及状态。 单个处理器可以被若干进程共享， 它使用某种调度算法决定何时停止一个进程的工作， 并转而为另一个进程提供服务。

进程创建与终止

有4种主要事件导致进程的创建：

1)系统初始化。

2)执行了正在运行的进程所调用的进程创建系统调用。

3)用户请求创建一个新进程。

4)一个批处理作业的初始化。

迟早新的进程会终止， 通常由下列条件引起：

1)正常退出（自愿的）

2)出错退出（自愿的）

3)严重错误（非自愿）

4)被其他进程杀死（非自愿）

进程的层次结构

当进程创建了另一个进程后， 父进程和子进程就以某种形式继续保持关联。 子进程自身可以创建更多的进程， 组成一个进程的层次结构。 进程只有一个父进程，但是可以有零个、 一个、 两个或多个子进程。

在UNIX中， 进程和它的所有子女以及后裔共同组成一个进程组。当用户从键盘发出一个信号时， 该信号被送给当前与键盘相关的进程组中的所有成员。

Windows中没有进程层次的概念， 所有的进程都是地位相同的。 惟一类似于进程层次的暗示是在创建进程的时侯， 父进程得到一个特别的令牌（称为句柄），该句柄可以用来控制子进程。 但是， 它有权把这个令牌传送给某个其他进程， 这样就不存在进程层次了。

进程的状态

可以看到显示进程的三种状态的状态图。 这三种状态是：

1)运行态（该时刻进程实际占用CPU）。

2)就绪态（可运行， 但因为其他进程正在运行而暂时停止）。

3)阻塞态（除非某种外部事件发生， 否则进程不能运行）。

进程的实现

为了实现进程模型， 操作系统维护着一张表格（一个结构数组），即进程表（process table）。每个进程占用一个进程表项，有些作者称这些表项为进程控制块（process control block）。该表项包含了进程状态的重要信息，包括程序计数器、堆栈指针、内存分配状况、所打开文件的状态、账号和调度信息，以及其他在进程由运行态转换到就绪态或阻塞态时必须保存的信息，从而保证该进程随后能再次启动，就像从未被中断过一样。

中断处理和调度的过程：

多道程序设计模型

从概率的角度来看CPU的利用率。 假设一个进程等待I/O操作的时间与其停留在内存中时间的比为p。 当内存中同时有n个进程时， 则所有n个进程都在等待I/O（此时CPU空转）的概率是 p n p^n pn。 CPU的利用率由下面的公式给出：
CPU利用率= 1 − p n 1 - p^n 1−pn