第三章 进程管理
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第三章 进程管理
3.1 进程的基本概念
进程的定义
进程是程序的一次执行过程，是系统进行资源分配和调度的基本单位。
Note
进程与程序的区别：进程是动态的，程序是静态的。一个程序可以对应多个进程。
进程的组成
- PCB（进程控制块）：进程存在的唯一标志
- 程序段：存放要执行的代码
- 数据段：存放程序运行时使用的数据
进程的状态与转换
进程的五种基本状态：
| 状态 | 含义 |
|---|---|
| 创建态 | 进程正在被创建 |
| 就绪态 | 进程已获得除 CPU 之外的所有资源 |
| 运行态 | 进程正在 CPU 上执行 |
| 阻塞态 | 进程因等待某事件而暂停运行 |
| 终止态 | 进程正在从系统中消失 |
状态转换关系：
创建态 → 就绪态 → 运行态 → 终止态 ↑ ↓ └── 阻塞态 ←┘Tip
重点考点：就绪态 → 运行态（进程调度）、运行态 → 就绪态（时间片到）、运行态 → 阻塞态（请求 I/O）、阻塞态 → 就绪态（I/O 完成）
3.2 进程调度算法
FCFS（先来先服务）
def fcfs(processes): """先来先服务调度算法""" processes.sort(key=lambda p: p.arrival_time) current_time = 0 for p in processes: if current_time < p.arrival_time: current_time = p.arrival_time p.start_time = current_time p.wait_time = current_time - p.arrival_time current_time += p.burst_time p.finish_time = current_time return processesSJF（短作业优先）
短作业优先算法选择运行时间最短的作业优先执行：
其中 ， 为完成时间， 为到达时间。
Warning
SJF 存在饥饿问题：长作业可能永远得不到执行。且需要预先知道作业的运行时间。
时间片轮转（RR）
时间片轮转算法的关键参数是时间片 ：
- 太大 → 退化为 FCFS
- 太小 → 上下文切换开销过大
3.3 进程同步与互斥
临界区问题
// 进程 Pi 的通用结构while (true) { entry section; // 进入区：检查并设置标志 critical section; // 临界区：访问共享资源 exit section; // 退出区：清除标志 remainder section; // 剩余区：其他操作}Peterson 算法
bool flag[2] = {false, false};int turn;
void process_i(int i) { int j = 1 - i; flag[i] = true; turn = j; while (flag[j] && turn == j) ; // 忙等待 // 临界区 critical_section(); flag[i] = false;}信号量机制
Note
考研高频考点：用信号量实现生产者-消费者问题、读者-写者问题、哲学家进餐问题。务必熟练掌握！
本章是操作系统的核心章节，建议结合王道考研视频 + 课本例题反复练习。
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