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CONTENTS01进程管理基础05进程的并发控制02进程调度06进程管理案例分析03进程同步与通信04进程的内存管理
PARTONE进程管理基础
进程的定义程序是静态的指令集合，而进程是程序的动态执行实例，具有生命周期和状态变化。程序与进程的区别01进程由程序代码、数据集合、进程控制块（PCB）和资源集合组成，是系统进行资源分配和调度的基本单位。进程的组成要素02进程在执行过程中会经历创建、就绪、运行、阻塞和终止等状态转换，反映了进程的动态性。进程状态转换03
进程的状态创建状态进程创建后，系统为其分配资源，但尚未执行，此时进程处于创建状态。就绪状态进程已获得除CPU外的所有必要资源，等待系统分配处理器以便执行。运行状态进程获得CPU时间片，正在执行指令，是进程生命周期中的活跃阶段。终止状态进程完成执行或因错误被强制终止，系统回收其占用的所有资源。阻塞状态进程因等待某个事件发生而暂时停止执行，如等待输入输出操作完成。
进程的控制块进程控制块记录进程当前状态，如就绪、运行、阻塞等，是操作系统调度进程的依据。进程状态信息每个进程控制块都有唯一的进程标识符（PID），用于操作系统识别和管理不同进程。进程标识符控制块中包含进程所占用资源的信息，如CPU时间、内存空间等，用于资源管理和回收。资源分配信息010203
PARTTWO进程调度
调度的概念调度的目标调度的定义调度是操作系统中决定哪个进程获得CPU时间的过程，以优化系统性能。调度的主要目标是提高CPU利用率，减少进程响应时间，实现公平性和资源平衡。调度的分类根据不同的标准，调度可以分为多种类型，如长程调度、中程调度和短程调度。
调度算法FCFS是最简单的调度算法，按照进程到达的顺序进行调度，容易实现但可能导致饥饿现象。先来先服务（FCFS）算法SJF选择预计执行时间最短的进程进行调度，能有效减少平均等待时间，但对长作业不利。短作业优先（SJF）算法根据进程的优先级来调度，优先级高的进程先执行，可能导致低优先级进程长时间等待。优先级调度算法RR为每个进程分配一个时间片，进程在时间片内运行，时间片用完则切换到下一个进程。时间片轮转（RR）算法
调度策略FCFS是最简单的调度策略，按照进程到达的顺序进行调度，容易实现但可能导致饥饿现象。01先来先服务（FCFS）SJF调度策略选择预计执行时间最短的进程进行调度，能有效减少平均等待时间，但对长作业不利。02短作业优先（SJF）
调度策略根据进程的优先级进行调度，高优先级进程先执行，适用于实时系统，但可能导致低优先级进程饿死。优先级调度01RR调度策略将时间分为固定长度的时间片，轮流让进程执行，适用于分时系统，保证了响应时间。时间片轮转（RR）02
PARTTHREE进程同步与通信
同步机制信号量是一种广泛使用的同步机制，通过计数器控制多个进程对共享资源的访问。信号量（Semaphore）条件变量允许进程在某些条件未满足时挂起，直到其他进程改变条件并发出通知。条件变量（ConditionVariables）互斥锁用于控制对共享资源的互斥访问，确保同一时间只有一个进程可以使用资源。互斥锁（Mutex）01、02、03、
通信方式进程间通过共享内存进行通信，数据直接在内存中交换，速度快，但需要同步机制防止冲突。共享内存进程间通过消息队列传递信息，可以实现不同进程间的异步通信，适用于分布式系统。消息传递管道是一种最基本的IPC（进程间通信）机制，允许一个进程和另一个进程进行数据传输。管道通信信号量是一种广泛使用的同步机制，通过PV操作控制对共享资源的访问，实现进程间的同步。信号量机制
死锁问题01死锁的定义死锁是指两个或两个以上的进程在执行过程中，因争夺资源而造成的一种僵局。03死锁的预防策略通过破坏死锁产生的四个必要条件之一，可以预防死锁的发生，如资源预分配、资源有序分配等。02死锁产生的条件死锁的产生通常需要满足四个条件：互斥条件、请求与保持条件、不剥夺条件和循环等待条件。04死锁的检测与恢复系统可以定期检测死锁的发生，并采取措施如进程终止或资源剥夺来恢复系统正常运行。
PARTFOUR进程的内存管理
内存分配在编译时确定内存大小，如全局变量和静态变量，适用于内存需求固定的场景。静态内存分配运行时根据需要分配内存，如使用malloc和new操作符，适用于内存需求变化的场景。动态内存分配操作系统采用最佳适应、最差适应等策略来管理内存，以提高内存利用率。内存分配策略通过压缩或合并内存碎片来优化内存空间，提高内存分配效率。内存碎片整理
分页与分段分页机制的基本概念分页