《操作系统》课件-2
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《操作系统介绍》PPT课件-2024鲜版
16
04
现代操作系统特性分析
2024/3/27
17
多用户多任务处理能力
多用户支持
现代操作系统允许多个用户同时 使用同一台计算机，每个用户都 有自己的工作空间和资源，互不
干扰。
多任务处理
操作系统可以同时管理多个任务， 通过时间片轮转或优先级调度算 法，实现多个任务的并发执行。
进程与线程管理
操作系统通过进程和线程的概念 来管理任务，进程是程序的执行 实例，线程是进程内的执行单元， 操作系统负责创建、调度和终止
适用于多种品牌和型号的手机和平板电脑。
2024/3/27
27
移动端Android和iOS操作系统比较
稳定的系统性能
经过苹果公司严格测试和优化，提供流畅的 系统运行体验。
与Apple生态紧密集成
与iPhone、iPad、Mac等设备无缝集成， 实现数据同步和共享。
统一的界面设计
采用统一的界面风格和操作方式，易于学习 和使用。
功能
提供计算机硬件与软件之间的接口；管 理计算机系统的资源；提供用户与计算 机之间的交互界面。
2024/3/27
4
发展历程
第一代（1940s-1950s）
真空管和穿孔卡片，无操作系统概念。
第二代（1950s-1960s）
晶体管和批处理系统，如IBM的OS/360。
第三代（1960s-1980s）
集成电路和多道程序系统，如UNIX和 Windows。
进程同步与通信
协调多个进程之间的执行顺序和 资源共享，避免竞态条件和死锁
等问题。
9
内存管理
内存空间分配
为进程分配内存空间，包括连续分配和离散 分配两种方式。
内存映射
04
现代操作系统特性分析
2024/3/27
17
多用户多任务处理能力
多用户支持
现代操作系统允许多个用户同时 使用同一台计算机，每个用户都 有自己的工作空间和资源，互不
干扰。
多任务处理
操作系统可以同时管理多个任务， 通过时间片轮转或优先级调度算 法，实现多个任务的并发执行。
进程与线程管理
操作系统通过进程和线程的概念 来管理任务，进程是程序的执行 实例，线程是进程内的执行单元， 操作系统负责创建、调度和终止
适用于多种品牌和型号的手机和平板电脑。
2024/3/27
27
移动端Android和iOS操作系统比较
稳定的系统性能
经过苹果公司严格测试和优化，提供流畅的 系统运行体验。
与Apple生态紧密集成
与iPhone、iPad、Mac等设备无缝集成， 实现数据同步和共享。
统一的界面设计
采用统一的界面风格和操作方式，易于学习 和使用。
功能
提供计算机硬件与软件之间的接口；管 理计算机系统的资源；提供用户与计算 机之间的交互界面。
2024/3/27
4
发展历程
第一代（1940s-1950s）
真空管和穿孔卡片，无操作系统概念。
第二代（1950s-1960s）
晶体管和批处理系统，如IBM的OS/360。
第三代（1960s-1980s）
集成电路和多道程序系统，如UNIX和 Windows。
进程同步与通信
协调多个进程之间的执行顺序和 资源共享，避免竞态条件和死锁
等问题。
9
内存管理
内存空间分配
为进程分配内存空间，包括连续分配和离散 分配两种方式。
内存映射
操作系统ppt课件完整版
分时操作系统
分时操作系统采用时间片轮转的方式处理 多个用户的请求，保证了每个用户都能得 到及时的响应。
网络操作系统
网络操作系统具有强大的网络管理功能， 支持多种网络协议和网络服务，使得计算 机网络更加高效、可靠、安全。
实时操作系统
实时操作系统能够在规定的时间内对外部 输入的信息做出处理，并控制所有实时设 备和实时任务协调一致地工作。
动态分区
根据作业的大小动态地建 立分区，使分区大小正好 适应作业的需要。
分区的分配与回收
采用一定的算法将空闲分 区分配给请求者，当作业 完成后将作业占用的分区 回收。
页式存储管理
01 02
基本思想
将程序的逻辑地址空间划分为固定大小的页，而物理内存划分为同样大 小的页框。程序加载时，可将任意一页放入内存中任意一个页框，实现 离散分配。
中断处理的概念
中断处理是指当设备发出中断请求时，CPU暂 停当前任务并转去处理中断请求的过程。
ABCD
设备驱动程序的功能
包括设备的初始化、设备的打开和关闭、设备的 读写以及设备的状态查询等。
中断处理的流程
包括中断请求的响应、中断服务程序的执行以及 中断返回等步骤。
06
操作系统安全与保护
操作系统安全概述
THANKS
感谢观看
访问控制与安全策略
访问控制机制
操作系统通过用户认证、文件权限、访问控制列表（ACL）等机制 实现访问控制，防止未经授权的访问。
安全策略实施
操作系统应实施强制访问控制（MAC）、自主访问控制（DAC） 等安全策略，确保只有经过授权的用户才能访问敏感资源。
审计与监控
操作系统应具备审计和监控功能，记录用户的操作行为，以便事后分 析和追责。
《操作系统第二章》PPT课件
文件的逻辑结构与物理结构
文件的逻辑结构
从用户观点出发所观察到的文件组织形式，是用户可以直接处理的数据及其结构，它独立 于文件的物理特性，又称为文件组织。
文件的物理结构
又称文件的存储结构，是指文件在外存上的存储组织形式。这不仅与存储介质的存储性能 有关，而且与所采用的外存分配方式有关。
文件的逻辑结构与物理结构之间的关系
实时操作系统
是指当外界事件或数据产生时，能够接受并以足够快的速度予以处理， 其处理的结果又能在规定的时间之内来控制生产过程或对处理系统作出 快速响应，并控制所有实时任务协调一致地运行。
操作系统的分类与特点
网络操作系统
是基于计算机网络的，是在各种计算 机操作系统上按网络体系结构协议标 准开发的软件，包括网络管理、通信 、安全、资源共享和各种网络应用。
设备分配算法
常用的有先来先服务（FCFS）、优先级高者优先（HPF）等算法 ，根据实际需求选择合适的算法进行设备分配。
设备回收机制
在用户进程使用完设备后，及时回收设备资源，以便其他进程使用 。
设备驱动程序与中断处理
设备驱动程序
与硬件直接交互的软件模块，提供对 设备的控制和管理功能。驱动程序需 要处理设备的初始化、数据传输、错 误处理等问题。
构。
PCB中包含了进程标识符、处理 器状态信息、进程调度信息、进
程控制信息等。
操作系统通过PCB对进程实施管 理和控制，如进程的创建、撤销 、阻塞、唤醒等操作都需要修改
PCB中的信息。
进程调度算法
01
进程调度算法是操作系统用来确定处理器分配给哪个进程使 用的策略和方法。
02
常见的进程调度算法包括：先来先服务FCFS、短作业优先 SJF、优先级调度算法PSA、时间片轮转RR等。
2024年度第2章(win10版)操作系统PPT课件
3
个性化
更改桌面背景、主题、颜色、锁屏界面等个性化 设置
2024/3/24
17
配置Windows 10操作系统的基本设置
设备
管理连接到计算机的设 备，如打印机、鼠标、
键盘等
2024/3/24
应用和功能
管理已安装的应用程序 和功能，添加或删除程
序和功能
系统
查看和管理计算机的基 本信息，如设备规格、 系统信息、存储、声音
许可协议等。
28
应用程序的安装与卸载
通过控制面板卸载
用户可以在控制面板的“程序和功能”选项中找到已安装的应用程序列表，并选择需要卸载的程序进行卸载。
通过应用商店卸载
对于从应用商店安装的应用程序，用户可以直接在应用商店中将其卸载。
2024/3/24
29
应用程序的启动与退
通过开始菜单启动
用户可以在开始菜单中找到已安装的应 用程序，并单击其图标来启动程序。
等
18
隐私
配置隐私设置以保护个 人数据，如位置、相机 、麦克风、语音识别等
03
Windows 10操作系统界面与操 作
2024/3/24
19
Windows 10操作系统界面介绍
01
02
03
04
桌面
显示各种图标、快捷方式以及 背景图片，是用户与系统交互
的主要界面。
任务栏
位于桌面底部，显示当前打开 的应用程序和窗口，提供快速
重命名文件和文件夹
在资源管理器中右键点击空白处，选择“ 新建”可创建新文件或文件夹。
选中目标文件或文件夹，右键点击选择“ 重命名”，输入新名称即可。
复制、粘贴和移动文件和文件夹
操作系统课件 第2章 进程
第二章 进 程 管 理
对于具有下述四条语句的程序段： S1: a∶=x+2 S2: b∶=y+4 S3: c∶=a+b S4: d∶=c+b 请画出前趋关系图。
S1 S3 S2 S4
第二章 进 程 管 理
2.2 程序并发执行时的特征
1) 间断性 相互制约性)－后面的模块等待前面的模块 间断性(相互制约性 － 相互制约性 传来的结果，然后才执行（如打印模块等待 计算模块完成）。走走停停。 2) 失去封闭性 ：多个程序共享系统中的各种资源， 因而这些资源的状态将由多个程序来改变， 致使程序的运行已失去了封闭性。 结果是一个程序运行时会受到另一个程序的 结果是 影响。 3) 不可再现性 ：程序在并发执行时，由于失去了封 闭性，也将导致失去其可再现性
第二பைடு நூலகம் 进 程 管 理
新进程
接纳
就绪 时间片完 I/O完成 进程调度
阻塞 I/O请求
执行
完成
结束
图 2-5 进程的三种基本状态及其转换
(教材讲5种)
第二章 进 程 管 理
作业调度
作业后备队列
阻塞队列
外存
进程就绪队列
一些 阻塞队列
内存
处理器 (CPU)
第二章 进 程 管 理
3.7五状态 五状态进程模型 五状态
第二章 进 程 管 理
3.4进程与程序的区别 进程与程序的区别
程序是静态的， 1)程序是静态的 进程是动态的; 是根本区别） 1)程序是静态的，进程是动态的;（是根本区别） 程序是有序代码的集合；进程是程序的执行。 程序是有序代码的集合；进程是程序的执行。 2)进程和程序不是一一对应的 2)进程和程序不是一一对应的 ; • 一个程序可对应多个进程 即多个进程可执行同一程序 ; 一个程序可对应多个进程,即多个进程可执行同一程序 • 一个进程可以执行一个或几个程序 3)进程是暂时的 程序的永久的：进程是一个状态变化的过程， 进程是暂时的， 3)进程是暂时的，程序的永久的：进程是一个状态变化的过程， 程序可长久保存。 程序可长久保存。 4)进程与程序的组成不同 进程的组成包括程序、 进程与程序的组成不同： 4)进程与程序的组成不同：进程的组成包括程序、数据和进程 控制块（即进程状态信息）。 控制块（即进程状态信息）。 5)进程具有创建其他进程的功能 而程序没有。 进程具有创建其他进程的功能， 5)进程具有创建其他进程的功能，而程序没有。
计算机操作系统教程(第四版)PPT课件：第2章 操作系统用户界面
接耦合方式的原理如图2.3所示。
图2.3 直接耦合输入方式
4. SPOOLING系统
SPOOLING又可译作外围设备同时联机操作。SPOOLING系统的工作原理如图2.4 所示。
在SPOOLING系统中，多台外围设备通过通道或DMA器件和主机与外存连接起来。 作业的输入输出过程由主机中的操作系统控制。操作系统中的输入程序包含两个 独立的过程，一个过程负责从外部设备把信息读入缓冲区；另一个是写过程,负责 把缓冲区的信息送到外存输入井中。这里，外围设备既可以是各种终端,也可以是
vi 编辑文件 ：wq filename 保存文件 ：q! 不保存退出
Gcc test.c 编译test.c 生成a.out 文件 ./a.out 运行a.out
Find / -name ls 在根目录下查找ls文件 Grep –F test /etc/passwd 查找test用户
建立并且运行一个脚本
的编译、链接、装入和执行等。
作业说明书主要包含三方面内容，即作业的基本描述、作业控制描述和资源要求 描述。作业基本描述包括用户名、作业名、使用的编程语言名、允许的最大处理 时间等。而作业控制描述则大致包括作业在执行过程中的控制方式。资源要求描 述包括要求内存大小、外设种类和台数、处理机优先级、所需处理时间、所需库
其他的输入设备，例如纸带输入机或读卡机等。
图2.4 SPOOLING系统
5. 网络输入方式
网络输入方式以上述几种输入方式为基础。当用户需要把在计算机网络中某一台 主机上输入的信息传送到同一网中另一台主机上进行操作或执行时，就构成了网 络输入方式。因为网络输入方式涉及到不同计算机间的通信问题，且该问题的讨
脚本基础
哪个Shell来执行脚本？
图2.3 直接耦合输入方式
4. SPOOLING系统
SPOOLING又可译作外围设备同时联机操作。SPOOLING系统的工作原理如图2.4 所示。
在SPOOLING系统中，多台外围设备通过通道或DMA器件和主机与外存连接起来。 作业的输入输出过程由主机中的操作系统控制。操作系统中的输入程序包含两个 独立的过程，一个过程负责从外部设备把信息读入缓冲区；另一个是写过程,负责 把缓冲区的信息送到外存输入井中。这里，外围设备既可以是各种终端,也可以是
vi 编辑文件 ：wq filename 保存文件 ：q! 不保存退出
Gcc test.c 编译test.c 生成a.out 文件 ./a.out 运行a.out
Find / -name ls 在根目录下查找ls文件 Grep –F test /etc/passwd 查找test用户
建立并且运行一个脚本
的编译、链接、装入和执行等。
作业说明书主要包含三方面内容，即作业的基本描述、作业控制描述和资源要求 描述。作业基本描述包括用户名、作业名、使用的编程语言名、允许的最大处理 时间等。而作业控制描述则大致包括作业在执行过程中的控制方式。资源要求描 述包括要求内存大小、外设种类和台数、处理机优先级、所需处理时间、所需库
其他的输入设备，例如纸带输入机或读卡机等。
图2.4 SPOOLING系统
5. 网络输入方式
网络输入方式以上述几种输入方式为基础。当用户需要把在计算机网络中某一台 主机上输入的信息传送到同一网中另一台主机上进行操作或执行时，就构成了网 络输入方式。因为网络输入方式涉及到不同计算机间的通信问题，且该问题的讨
脚本基础
哪个Shell来执行脚本？
第2章 操作系统Windows 10ppt课件
2.1.1 操作系统概述
2． 操作系统的分类 操作系统的种类很多，可从简单到复杂，可从手机的嵌入式OS到超级计算机大型OS。可以从
不同角度对操作系统进行分类：
目前常见的操作系统有Windows、UNIX、Linux、Mac OS、Android、iOS 和 Chrome OS等 。
2.1.2 控制OS的两种方式-鼠标和键盘
2.3.1 桌面图标
【实训2-2】在桌面创建一个图标，指向文件夹D:\我的资料\旅游照片。有以下多种操作方法。
方法一：用鼠标右键将图标拖放到桌面上，在弹出的快捷菜单中选择“在当前位置创建快捷方式”。 方法二：按住<Alt>键的同时将图标拖到桌面上。 方法三：直接发送到桌面生成图标。
2.3.1 桌面图标
● 进程管理（Processing management） ● 内存管理（Memory management） ● 文件系统（File system） ● 网络通信（Networking） ● 安全机制（Security） ● 用户界面（User interface） ● 驱动程序（Device drivers） 操作系统的各种角色通常都围绕着“良好的共享” 这一中心思想。操作系统负责管理计算机的资 源，而这些资源通常是由使用它们的程序共享的；多个并发执行的程序将共享内存，依次使用 CPU，竞争使用I/O设备的机会；操作系统将担任现场监视角色，确保每个程序都能够得到执行的 机会。
在“开始”菜单中依次单击“设置”→“个 性化”→“任务栏”可以打开任务栏属性设置窗 口，可从中对任务栏进行个性化定制。
2.3.3 “开始”菜单
鼠标左键单击“开始”按钮 或按下键盘左下角的<Win>键即可打开“开始” 菜单。它是用户进行系统操作 的起始位置。
操作系统2PPT课件
控制器 运算器
存储器
系统总线
中央处理器
内存储器
适配器 I/O端口
操作系统涉及到计算机科学很多领域
计算机体系结构/硬件 软件设计 程序设计语言 数据结构 算法 网络
学习核心技术并能在其他地方应用
操作系统是目前最复杂的软件系统
课程的地位及特点
本课程地位 专业核心课程 考研核心课程 技术开发的理论基础
课程的特点 实践性强（从实践总结出原理） 涉及面广（并行程序，性能问题，结构问题，程 序方法论，软件工程等等） 错综复杂：纵横交错
但是，不论是什么计算环境，我们所指的并发都 是在一个操作系统的统一指挥下的并发。
2、共享性
是指操作系统程序与多个用户程序共享系 统中的各种资源。
并发和共享是操作系统两个最基本的特性，它 们互为依存。
1、资源的共享是由于程序的并发执行而引起 的，若系统不允许程序并发执行，自然就不存 在资源共享问题。
参考书
1. 操作系统基础
屠立德 屠祁
清华大学出版社
2. 现代操作系统陈向群等译机械工业出版社3. 操作系统
吴企渊 梁燕
清华大学出版社
4. 计算机操作系统
徐甲同等
西安电科大出版社
5. 操作系统教程
孟庆昌
西安电科大出版社
6. 计算机操作系统教程 张尧学 史美林 清华大学出版社
7. 计算机操作系统教程 周长林 左万历 高等教育出版社
有的硬件和软件资源，使之可以得到更加有效 合理的利用。 2、操作系统能合理地组织计算机系统的工作 流程，增强系统的处理能力。 3、操作系统提供了用户与裸机之间的接口， 使用户更方便地使用计算机。
两个简单有趣的定义
1、购买“操作系统”时，零售商所装 的所有东西。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
. 就绪队列：系统中所有处于就绪状态的进程的PCB排成一队，称其为“就 .
绪队列”。一般地，就绪队列里会有多个进程的PCB排在里面，它们形成处理机 分配的侯选对象。 阻塞队列：所有处于阻塞状态的进程的PCB，应该根据阻塞的原因进行排 队，每一个都称为一个“阻塞队列”。
运行队列头指针 运行队列： 就绪队列头指针 就绪队列： 阻塞队列1头指针 阻塞队列1： 阻塞队列2头指针 阻塞队列2： PCB10 PCB9 PCB4 -1 PCB5 PCB8 -1 PCB2 PCB3 PCB7 PCB6 -1 PCB1
. .
2. 进程与程序的区别
. 每个进程都有自己的生命期。一个进程创建后，系统就感知到它的存在；撤消
后，系统就无法再感知到它。于是，从创建到撤消，这个时间段就是一个进程的“生 命期”。 进程之间具有并发性。系统中多个进程对应的多个程序同时在系统中运行，轮 流占用CPU和各种资源。 进程间会相互制约。进程是系统中资源分配和运行调度的单位，因此在对资源 共享和竞争中，必然会相互制约，影响着各自向前推进的速度。
.
. .
2.2 进程控制块
2.2.1 进程的三个组成部分
PCB
程序 数据集合
.
程序
.
数据集合
.
进程控制块
为管理和控制进程，系统在创建一个进程时，都为其开辟一个专用的 存储区，随时记录它在系统中的动态特性；当一个进程被撤消时，系统收 回分配给它的存储区。把这一存储区称作为该进程的“进程控制块PCB” 。
2.2.2 进程控制块的内容
. 标识信息：代表了一个进程的身份，是系统内部区 分不同进程的依据 。 . 说明信息：随时反映进程的情况 。 . 现场信息：进程暂时让出处理机时，须把当前各种
现场信息保存在PCB的固定单元里。这样，当进程再次获 得处理机时，就可以把这些信息置入处理机的相应寄存器 中，恢复到被中断时的原有状态，保证进程正常执行。 管理信息：系统通过这些信息管理、调度进程，使 它们有条不紊地工作。
2. 进程状态的变迁
一个进程的状态，可随自身的推进和外界环境的变化而变化，从一种状态变迁 到另一种状态。进程状态变迁图中，箭头表示状态变迁的方向，文字是引起这种状态 变迁的原因。 一个处于运行状态的进程，比如会由于提出输入/输出请求而使自己的状态变 成为阻塞。这属于进程自身推进过程中引起的状态变化。 在输入/输出操作完成后，会使某个进程的状态由阻塞变为就绪。这属于由于 外界环境的变化而引起的状态变化。
第2章 处理机管理
本章讲述内容： 1. 进程与线程概念的引入；
2.
进程的组成与管理；
3. 处理机的调度算法； 4. 处理机的二级调度与作业管理。
2.1 进程
2.1.1 多道程序设计
1. 单道程序设计环境特点
. 资源的独占性 . 执行的顺序性 . 结果的再现性 . . .
程序A 程序B 程序C 0
进程的定义
1. 应该从3个方面来描述进程
2. 进程定义
. . .
进程是程序的一次运行活动； 进程的运行活动是建立在某个数据集合之上； 进程要在获得资源的基础上从事自己的运行活动。
所谓“进程”，是指一个程序在给定数据集合上的一次执行过程，是系统进 行资源分配和运行调度的独立单位。
. 系统进程：操作系统中用于管理系统资源的那些并发程序，它们向用户提供 系统服务，分配系统的资源。 用户进程：可以并发执行的用户程序段，它们是操作系统的服务对象，是系 . 统资源的实际享用者。 . 系统进程间的相互关系由操作系统负责协调；用户进程间的相互关系由用户 自己(在程序中)安排，操作系统向用户提供一定的协调手段(以命令的形式)。 . 系统进程直接管理软、硬件资源的活动；用户进程不得插手资源管理，在需 要使用某资源时，须向系统提出申请，由系统统一调度与分配。 . 系统进程使用资源的级别，高于用户进程。
2.3 进程的调度与管理
2.3.1
进程调度算法
就绪队列 调度 完成 CPU 阻 塞
先来先服务调度算法 1. 基本思想：调度时以到达就 到达 绪队列的先后次序选择占用处理 机的进程。进程一旦占有处理机， 就一直用下去，直至结束或因等 待某事件而让出处理机。 时间片轮转调度算法 2. 基本思想：调度时为进程分 到达 配一个称为“时间片”的时间段， 在使用完一个时间片后，即使进 程没运行完，也要释放处理机， 让给另一个进程使用，自己则排 到就绪队列末尾，等待下一次调 度。
标信息
进程名 进程状态
说明信息
程序存放位置 数据存放位置 通用寄存器内容
现场信息
控制寄存器内容 断点地址
.
管理信息
进程优先数 队列指针
2.2.3 进程控制块队列
何时刻系统里都只有一个进程处于运行状态，因此运行队列里只能有一个PCB 。
. 运行队列：处于运行状态的PCB构成运行队列。在单CPU系统，任
4
2
3 5 4 2 3 3 4
4
6
9
14
18 20
23
图 例：
26
30 时间
打印机输出 CPU执行
2. 多道程序设计环境特点
执行的并发性 相互的制约性 状态的多变性
程序A
(a) 单道程序设计环境
程序B
程序C 0 4 6 9 12 13 15 1718 22 时间
(b) 多道程序设计环境
2.1.2
. .
2.1.4 进程的基本状态
. 运行状态：获得CPU的进程处于此状态， 其对应的程序正在处理机上运行着。 . 阻塞状态：进程为了等待某种外部事件 .
1. 进程的三种基本状态
运行状态 调度 该进程 等待某 事件发生
时间片 用完
的发生（如等待输入/输出操作的完成，等待另 就绪状态 阻塞状态 某事件发生 一个进程发来消息），暂时无法运行。阻塞状 态也称等待状态或挂起状态。 就绪状态：已具备运行所需的一切条件，只是由于别的进程占用处理机而暂 时无法运行。
4. 系统进程与用户进程的区别
3. 进程的分类
2.1.3 进程的特征
1. 进程与程序的关系
进程是程序的一次执行过程，程序是进程赖以存在的基础。这就是说，进程与 程序之间有一种必然的联系。但进程又不等同于程序，它们是两个完全不同的概念。 “进程”是一个动态的概念。进程强调的是程序的一次“执行”过程，因此它 是一个动态的概念；程序是一组有序指令的集合，在多道程序设计环境下，它不涉 及“执行”，因此是一个静态的概念。 不同进程可以执行同一个程序。从进程定义知，区分进程的条件一是所执行的 程序，二是数据集合。因此，即使多个进程执行同一个程序，只要它们运行在不同 的数据集合上，那么它们就是不同的进程。