进程的基本状态及其转换
2.2 进程的状态及转换
2.2 进程的状态及转换进程是操作系统中的基本执行单元，它的状态及其转换对于系统的正常运行具有重要的意义。
在本文中，我们将讨论进程的状态及各种状态之间的转换，以便更好地理解进程的运行机制。
进程的状态一般分为五种：（1）创建态（new）：当进程被创建但还未被执行时，它处于创建态。
此时，操作系统会为进程分配必要的资源，比如代码段、数据段、堆栈等，以便其能够执行。
（2）就绪态（ready）：当进程已经准备好执行时，但由于当前处理机正忙于执行其他进程，导致该进程无法执行时，它处于就绪态。
此时进程已经将所有必要的资源准备好，只需要分配到CPU才能运行。
（3）运行态（running）：当进程获得处理器时间并开始执行指令时，它处于运行态。
此时，进程会按照指令进行操作。
（4）阻塞态（blocked）：当进程由于某些原因无法继续执行时，它进入阻塞态。
比如，进程需要等待某个资源（如读取磁盘数据），或者它正在等待输入输出操作的结果。
（5）终止态（terminated）：当进程执行完毕或被强制终止时，它进入终止态。
此时，操作系统会释放进程所持有的资源，以便其他进程使用。
进程的状态之间可以相互转换。
在操作系统中，许多事件都可能导致进程状态的转换，比如中断请求、操作系统的调度、进程自身的请求等等。
下面我们来看几个具体的转换：（1）创建态-->就绪态：当操作系统为进程分配到必要的资源之后，进程会从创建态转换到就绪态。
此时进程已经准备好执行，只是没有获取到CPU的时间片。
（3）运行态-->就绪态：当进程执行完毕所有指令并主动释放CPU时间片时，它会从运行态转换到就绪态，等待下一次操作系统调度。
（4）运行态-->阻塞态：当进程需要等待某个事件发生时，它会从运行态转换到阻塞态。
比如，读取磁盘数据时就需要等待磁盘完成读取操作。
（5）阻塞态-->就绪态：当进程等待的事件已经发生或操作系统主动为其分配资源时，它会从阻塞态返回到就绪态，等待下一次操作系统调度。
电子科技大学 UNIX_Linux操作系统内核结构6章
一个进程的上下文包括五个方面： ①、被进程正文所定义的进程状态 ②、进程所使用的全局变量和数据结构的值 ③、机器寄存器的值 ④、进程表项proc结构和user结构中的值 ⑤、用户堆栈和核心堆栈中的值
“执行一个进程”——指系统在该进程的上下文中执行， 也就是进程的上下文确定和限制了进程的运行环境和空间。
可以随进程状态的变化而在内外存之间交换的进程控制信 息中的其余部分。
为了方便进程映像在内外之间交换，UNIX系统中把进程非 常驻内存部分作为一个整体，占用连续的存贮区，其顺序是： 首先是user结构（进程扩充控制块）和核心栈，然后是数据段 和用户栈。
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进程user结构和核心栈合并构成进程的“本进程数据区— —ppda区（per process data area）。
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在进程映像占用的内存被分配给其他进程之前，不但该进 程的程序和数据需要调出内存，该进程的控制信息也被调出内 存。但为了该进程能够再次被调入内存，内存中需要保留一部 分必要的信息，这就把进程控制信息也分成了常驻内存和非常 驻内存两部分： 常驻内存控制信息块
是系统需要经常查询以及恢复整个进程映象时所不可缺少 的信息。 非常驻内存控制信息块
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3、进程的解释
在UNIX系统中进程的概念包含什么意义？
在较高级的方面 进程是一个重要的组织概念。可以把计算机系统看作是若
干进程组合的活动。进程是系统中活动的实体，它可以生成和 消灭，申请和释放资源，可以相互合作和竞争，而真正活动的 部件如处理机和外部设备则是看不见的。
在较低级方面 进程是不活动的实体，而处理机则是活动的，处理机的任
核心从一个进程转到另一个进程执行时，叫做“上下文切
换”，也就是系统从一个进程上下文确定的环境换到另一个进
进程的三个基本状态及其转换
进程的三个基本状态及其转换
摘要：
1.进程基本状态的定义
2.进程状态的转换
3.进程状态转换的实际应用
正文：
1.进程基本状态的定义
在计算机科学中，进程是指正在运行的程序的实例。
进程具有一定的基本状态，这些状态可以反映进程的运行情况。
进程的三个基本状态是：运行（Running）、就绪（Ready）和等待（Waiting）。
- 运行状态：进程正在执行，计算机资源被占用。
- 就绪状态：进程已经准备好执行，但计算机资源尚未分配。
- 等待状态：进程因为等待某项操作完成而暂停执行，如等待输入输出操作完成。
2.进程状态的转换
进程在运行过程中，会根据其所处的环境和操作完成情况，在三个基本状态之间进行转换。
以下是进程状态转换的一些常见情况：
- 就绪状态转运行状态：当进程分配到计算机资源时，它将从就绪状态转换为运行状态，开始执行。
- 运行状态转就绪状态：当进程执行完毕或者遇到等待操作时，它会从运行状态转换为就绪状态，等待下一次执行。
- 等待状态转就绪状态：当进程等待的操作完成时，它会从等待状态转换为就绪状态，等待执行。
- 运行状态转等待状态：当进程需要执行某项操作（如输入输出）时，它会从运行状态转换为等待状态，等待操作完成。
3.进程状态转换的实际应用
了解进程状态转换对于编写高效的程序具有重要意义。
例如，在编写操作系统的调度算法时，需要考虑进程状态转换的规律，以便合理分配计算机资源，提高系统性能。
此外，在编写并发程序时，了解进程状态转换也有助于避免死锁等错误，保证程序正确运行。
进程的基本状态及转换原因
进程的基本状态及转换原因一、引言进程是计算机操作系统中的一个重要概念，指的是正在运行的程序实例。
进程的状态及其转换原因对于操作系统的设计和开发具有重要意义。
二、进程的基本状态1.创建状态创建状态指的是操作系统为一个新进程分配资源并初始化其数据结构的过程。
在这个过程中，操作系统会为新进程分配一些必要资源，如内存空间、文件描述符等，并将其标记为创建状态。
2.就绪状态就绪状态指的是进程已经准备好执行，但还没有被调度器选中执行的状态。
在这个阶段中，进程已经完成了所有必要准备工作，并等待CPU资源分配。
3.运行状态运行状态指的是进程正在执行代码并占用CPU资源的状态。
在这个阶段中，操作系统会将CPU资源分配给该进程，并按照其优先级和时间片等因素控制其执行时间。
4.阻塞状态阻塞状态指的是由于某些原因（如等待I/O操作完成或等待锁）导致进程无法继续执行而暂停运行的状态。
在这个阶段中，操作系统会将该进程从CPU资源列表中移除，并将其标记为阻塞状态。
5.终止状态终止状态指的是当一个进程完成了其任务或由于某些原因被强制终止而结束运行的状态。
在这个阶段中，操作系统会释放该进程所占用的资源，并将其从系统中删除。
三、进程状态的转换原因1.创建状态到就绪状态创建状态到就绪状态的转换是由于操作系统为新进程分配了必要资源并初始化其数据结构，使其准备好执行。
2.就绪状态到运行状态就绪状态到运行状态的转换是由于CPU资源被调度器分配给该进程，使其可以开始执行代码。
3.运行状态到阻塞状态运行状态到阻塞状态的转换是由于进程需要等待某些事件（如I/O操作）完成而无法继续执行。
4.阻塞状态到就绪状态阻塞状态到就绪状态的转换是由于进程等待的事件已经完成，可以重新开始执行。
5.运行态到终止态运行态到终止态的转换是由于进程已经完成了其任务或者被强制结束（如出现致命错误），需要从系统中删除并释放所占用的资源。
6.阻塞态到终止态阻塞态到终止态的转换是由于进程被强制结束或者等待时间过长而被操作系统强制杀死，需要从系统中删除并释放所占用的资源。
什么叫进程
10、一进程入睡时其断点落在何处？
一进程被唤醒后从何处继续原来的执
行？
一个进程入睡是指该进程由于缺乏资源不能占用CPU，进入等 待状态。一个进程由程序、数据集合和进程控制块（PCB）组 成。PCB是进程存在的唯一标志。PCB中包括如下内容：进程 标志号、进程状态（执行/就绪/等待）、进程标志、进程优先 数、程序地址、现场保护区（通常被保护的信息有程序计数器、 程序状态字、各个工作寄存器等）、通信机构、其他信息等。
（3）使用一种不对称的解法，即奇数号的哲 学家先拿左手边的筷子，而偶数号的哲学家先 拿右手边的筷子。
17、有一个阅览室，共有100个座位，读 者进入时必须先在一张登记表上登记，该 表为每一座位列一表目，包括座号和读者 姓名等，读者离开时要消掉登记的信息， 试问： （1）为描述读者的动作，应编写几个程序， 设置几个进程？ （2）试用PV操作描述读者进程之间的同 步关系。
答：每个进程中访问临界资源的那 段程序称为临界区（临界资源是一 次仅允许一个进程使用的共享资 源）。每次只准许一个进程进入临 界区，进入后不允许其他进程进入。
12、试说明进程互斥、同步和 通信三者之间的关系。
答：进程的同步与互斥是指进程在推进时的相 互制约关系。在多道程序系统中，由于资源共 享与进程合作，这种进程间的制约称为可能。 为了保证进程的正确运行以及相互合作的进程 之间交换信息，需要进程之间的通信。
基本状态： 1、就绪态：进程具备运行条件，但尚未占用
CPU 2、执行态：进程正在占用CPU 3、等待态：进程由于等待某个事件不能享用
CPU
进程的三个基本状态及转换
进入
释放资源 得到资源
等待态
（不能占用 CPU）
资源不足
就绪
进程的状态转换
进程的状态转换
三态模型：在多道程序系统中，进程在处理器上交替运⾏，状态也不断地发⽣变化。
进程⼀般有3种基本状态：运⾏、就绪和阻塞。
（1）运⾏状态(ready)：当⼀个进程在处理机上运⾏时，则称该进程处于运⾏状态。
处于此状态的进程的数⽬⼩于等于处理器的数⽬，对于单处理机系统，处于运⾏状态的进程只有⼀个。
在没有其他进程可以执⾏时（如所有进程都在阻塞状态），通常会⾃动执⾏系统的空闲进程。
（2）就绪状态(running)：当⼀个进程获得了除处理机以外的⼀切所需资源，⼀旦得到处理机即可运⾏，则称此进程处于就绪状态。
就绪进程可以按多个优先级来划分队列。
例如，当⼀个进程由于时间⽚⽤完⽽进⼊就绪状态时，排⼊低优先级队列；当进程由I／O操作完成⽽进⼊就绪状态时，排⼊⾼优先级队列。
（3）阻塞/等待状态(wait)：也称为等待或睡眠状态，⼀个进程正在等待某⼀事件发⽣（例如请求I/O⽽等待I/O完成等）⽽暂时停⽌运⾏，这时即使把处理机分配给进程也⽆法运⾏，故称该进程处于阻塞状态。
值得注意的是，处于运⾏状态的进程因请求某种服务⽽变为等待状态，但当该请求完成后，等待状态的进程并不能恢复到运⾏状态，它通常是先转变为就绪状态，再由调度程序来调度。
说明进程在三个基本状态之间转换的典型原因
说明进程在三个基本状态之间转换的典型原因
进程是操作系统中非常重要的一部分，它把运行中的程序划分为多个基本任务单元，满足一定的调度算法来安排和分配程序占用系统资源的机会。
操作系统将进程分为三种基本状态，分别是运行态、就绪态和阻塞态。
这三种基本状态之间的转换是由一些原因导致的，下面我们就来详细的介绍一下它们的原因。
首先是进程从运行态转换到就绪态的原因。
常见的情况是，当一个程序需要读取设备上的内容时，它就会进入阻塞态，这是因为设备所需要的资源还没准备就绪，所以进程不得不进入就绪态，等待资源准备就绪之后再进入运行态。
其次是进程从就绪态转换到运行态的原因。
这是因为操作系统中的调度器根据一定的算法选择其中一个已经进入就绪态的程序，并分配给它一定的处理机，使之进入运行态，以满足更多的应用程序的需求。
最后是进程从运行态转换到阻塞态的原因。
这个原因很多，但是最常见的一种情况是，当进程需要从设备读取数据或者写入数据时，由于设备速度比处理机慢，所以它就会进入阻塞态，等待此次操作完成后再恢复运行。
综上所述，进程的三种基本状态之间的转换是由多种原因导致的，从运行态到就绪态的原因是因为资源未准备就绪，而从就绪态到运行态转换则是因为处理机分配给它，最后，从运行态到阻塞态的原因则是处理机操作设备速度慢。
进程的三个基本状态及其转换
进程的三个基本状态及其转换
进程的三个基本状态是运行态、阻塞态和就绪态。
这些状态之间的转换有以下几种情况：
1. 就绪态转为运行态：当一个进程被调度器选中，分配到CPU进行执行时，就会从就绪态转为运行态。
2. 运行态转为就绪态：当一个进程在运行时被抢占，或者执行完毕后释放CPU，进入等待调度的状态时，就会从运行态转为就绪态。
3. 运行态转为阻塞态：当一个进程在执行过程中发生某些不可避免的等待事件（如等待用户输入、等待IO操作完成）时，就会从运行态转为阻塞态。
4. 阻塞态转为就绪态：当一个进程等待事件结束后，切换到就绪状态，等待被调度执行时，就会从阻塞态转为就绪态。
5. 阻塞态转为终止态：当一个进程的等待事件永远结束（如等待关闭的设备），或者因为某些异常事件（如访问非法内存）而引发错误，无法继续执行时，就会从阻塞态转为终止态。
以上是进程的基本状态及其转换，不同的操作系统可能会有些差异，但一般都会包括这些状态和转换。
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进程的基本状态及其转换
1．进程基本状态：
1) 运行态（Running）：进程正在占用CPU；
2) 就绪态（Ready）：进程具备运行条件，但尚未占用CPU；
3) 阻塞态（Blocked）：又称等待态，进程由于等待某一事件不能运行时处于阻塞态。
处于阻塞态的进程在逻辑上是不能运行的，即使CPU空闲，它也不能占用CPU。
2．进程状态的转换
处于就绪状态的进程，在进程调度程序为之分配了处理机之后，便由就绪状态转变为执行状态。
正在执行的进程也称为当前进程。
如果因时间片已完而被暂停执行时，该进程将由执行状态转变为就绪状态；如果因发生某事件而使进程的执行受阻（例如，进程请求访问某临界资源，而该资源正被其他进程访问），使之无法继续执行，该进程将由执行状态转变为阻塞状态。
图2-1给出了进程的三种基本状态及各状态之间的转变。
图2-1 进程的三种基本状态及其转换
需要说明的是，处于执行状态的进程因等待某事件而变为阻塞状态时，当等待的事件发生之后，被阻塞的进程并不恢复到执行状态，而是先转变到就绪状态，再由调度程序重新调度执行。
原因很简单，当该进程被阻塞后，进程调度程序会立即把处理机分配给另一个处于就绪状态的进程。
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