2.2.1 进程的概念概述
本课核心知识点整理
本节导学
进程管理是操作系统章节的主线之一。它回答的问题是：一个程序运行起来以后，操作系统怎样识别它、给它资源、暂停它、恢复它、让它和其他程序并发推进。
程序和进程的区别必须先建立起来：程序是静态的指令集合，可以长期放在磁盘上；进程是程序的一次动态执行过程，会占用内存、CPU 时间、打开文件等资源，也会经历创建、运行、等待、终止等状态变化。同一个程序可以产生多个进程，例如同一个应用打开多个运行实例。
程序、进程与 PCB
| 概念 | 直觉 | 考试关键词 |
|---|---|---|
| 程序 | 存在磁盘上的静态代码和数据 | 静态、指令集合、尚未运行 |
| 进程 | 程序的一次运行活动 | 动态、资源分配、调度、状态变化 |
| PCB | 操作系统管理进程的数据结构 | 进程控制块、状态、现场、资源、调度信息 |
进程通常由程序段、数据段和 PCB 组成。程序段是要执行的指令，数据段是运行时使用的数据，PCB 是操作系统“认识并管理这个进程”的依据。没有 PCB，操作系统就无法知道进程当前处于什么状态、执行到哪条指令、占用了哪些资源、被暂停后如何恢复。
进程为什么是动态概念
进程会创建、运行、暂停、等待资源、被唤醒、终止。它不是一个固定文件，而是一个不断变化的执行实体。后面的三态模型和五态模型，正是为了描述这种动态变化。
这种动态性也是并发的基础。单 CPU 同一时刻只能运行一个进程，但操作系统可以通过快速切换，让多个进程在宏观上同时推进。切换时必须保存当前进程的现场，再恢复另一个进程的现场；这些现场信息仍然离不开 PCB。
进程的基本特征
| 特征 | 含义 | 容易误解的点 |
|---|---|---|
| 动态性 | 有生命周期，会创建、执行、等待、终止 | 程序静态，进程动态 |
| 并发性 | 多个进程可宏观同时推进 | 单 CPU 上不是微观真正同时 |
| 独立性 | 进程通常是资源分配和保护的基本单位 | 调度执行单位可进一步细化到线程 |
| 异步性 | 进程推进速度不可预知 | 调度、I/O、资源等待都会打断进程 |
与后续知识的关系
进程状态图解释“进程什么时候运行、什么时候等 CPU、什么时候等事件”；调度算法解释“就绪队列里谁先拿到 CPU”；PV 操作解释“并发进程如何互斥与同步”；死锁解释“多个进程持有资源并互相等待时为什么卡住”。这些内容都建立在“进程是动态执行实体，操作系统通过 PCB 管理它”的前提上。
做题路线
- 题干说磁盘上的代码、静态指令集合，判断为程序。
- 题干说正在运行、申请资源、等待 CPU、被调度，判断为进程。
- 题干说操作系统识别和管理进程的数据结构，选 PCB。
- 题干问资源分配基本单位，通常选进程；问更细的调度执行单位，要联想到线程。
例题
关于程序和进程的关系，正确的是：
操作系统识别和管理进程的主要数据结构是：
进程有创建、运行和结束过程，体现了进程的：
自查要点
- 为什么说进程不是程序本身？
- PCB 中为什么必须保存进程状态和现场？
- 一个程序能不能对应多个进程？