为了描述个和控制进程的运行，系统为每个进程定义了一数据结构——进程控制块PCB（Process Control Block）。PCB中主要包括下述四方面的信息：
进程标识符：内部标识符，外部标识符
处理机状态
进程调度信息
进程控制信息
PCB的作用：
① PCB是系统只为每个进程定义的一个数据结构，是为了使程序（含数据）能独立运行，为之配置的一进程控制块（Process Control Block）；
② PCB、程序段和相关的数据段三部分构成了进程实体，创建进程，实质上是创建进程和实体中的PCB，而撤销进程，实质上是撤销进程的PCB；PCB是为了保证程序的并发执行；
③ PCB使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序（含数据），成为一个能独立运行的基本单位，一个能与其它进程并发执行的进程。
一言以蔽之，使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序（含数据）成为一个能独立运行的基本单位，一个能与其他进程并发执行的进程。
新进程的创建过程
1）申请空白PCB，为新进程申请获得唯一的数字标识符，并从PCB集合中索取一个空白PCB
2）为新进程分配其运行所需的资源
3）初始化PCB
4）如果进程就绪队列能够接纳新进程，便将新进程插入就绪队列。
临界区：每个进程中访问的临界资源的那段代码成为临界区。
信号量进程的同步和互斥问题
界资源与临界区的概念：临界资源就是一次只允许一个进程访问的资源，一个进程在使用临界资源的时候，另一个进程是无法访问的，操作系统也不能够中途剥夺正在使用者的使用权利，正所谓“泼出去的女儿嫁出去的水”。即临界资源是不可剥夺性资源。所谓临界区就是进程中范文临界资源的那段程序代码，注意，是程序代码，不是内存资源了，这就是临界资源与临界区的区别。临界区的使用原则（也即同步机制应遵循的准则）十六字诀：“空闲让进，忙则等待，有限等待，让权等待”。
（1）空闲让进：临界资源空闲时一定要让进程进入，不发生“互斥礼让”行为。
（2）忙则等待：临界资源正在使用时外面的进程等待。
（3）有限等待：进程等待进入临界区的时间是有限的，不会发生“饿死”的情况。
（4）让权等待：进程等待进入临界区是应该放弃CPU的使用。
进程间通常存在着两种制约关系：直接制约关系和间接制约关系，就是所说的进程的同步与互斥。顾名思义，一个是合作关系，一个是互斥关系。进程互斥说白了就是“你用的时候别人都不能用，别人用的时候，你也不能去用”，是一种源于资源共享的间接制约关系。进程同步指的是“我们大家利用一些共同的资源区，大家一起合作，完成某些事情，但是我在干某些小事的时候，可能要等到你做完另一些小事”，是一种源于相互合作的直接制约关系。两者区别在于互斥的进程间没有必然的联系，属于竞争者关系，谁竞争到资源（的使用权），谁就使用它，直到使用完才归还。就比如洗衣房的洗衣机这个资源，去洗衣的同学并不需要有必然联系，可以互不认识，但是谁竞争到洗衣机的使用权，就可以使用，直到洗完走人。而同步的进程间是有必然联系的，即使竞争到使用权，如果合作者没有发出必要的信息，该进程依然不能执行。
信号量是Dijkstra提出的用于解决进程同步的有效工具。信号量是一个数据结构以及对其的操作。除初始化外，仅能通过两个标准的原子操作wait(S)he signal(S)来访问。两个语句在执行到一半的时候不能被中断。
什么是P操作、什么是V操作(P、V操作的处理流程，以记录型信号量为例）
P（S）：wait(S)
每次wait操作，意味着进程请求一个单位的该类资源，使系统可供分配的该类资源数减少一个。
① 将信号量S的值减1，即S.value:=S.value-1；
② 当S.value<0时，表示该类资源分配完毕，进程调用block原语，进行自我阻塞，放弃处理机，并插入到信号量链表中。
V（S）：signal(S)
每次signal操作，表示执行进程释放一个单位资源，使系统中可供分配的该类资源数增加一个
① 将信号量S的值加1，即S.value:=S.value+1；
② 如果S.value<=0，表示在该信号量链表中，仍有等待该资源的进程被阻塞，故还应调用wakeup原语，将链表中的第一个等待进程唤醒。
wait(S){ while(S<=0); S--;}
signal(S){ S++; }
用信号量和P、V操作机制实现互斥和同步的方法，信号量取值的含义
利用信号量和PV操作实现进程互斥时应该注意的是：
（1）每个程序中用户实现互斥的P,V操作必须成对出现，先做P操作，进临界区，后做V操作，出临界区。若有多个分支，要认真检查其成对性。
（2）P,V操作应分别紧靠临界区的头尾部，临界区的代码应尽可能短，不能有死循环。
（3）互斥信号量得初值一般为1
其中信号量S用于互斥，初值为1。
利用信号量和P V操作实现进程同步
PV操作是典型的同步机制之一。用一个信号量与一个消息联系起来，当信号量的值为0时，表示期望的消息尚未产生；当信号量的值非0时，表示期望的消息已经存在。用PV操作实现进程同步时，调用P操作测试消息是否到达，调用V操作发送消息。
使用PV操作实现进程同步时应该注意的是：
（1）分析进程间的制约关系，确定信号量种类。在保持进程间有正确的同步关系情况下，哪个进程先执行，那些进程后执行，彼此间通过什么资源（信号量）进行协调，从而明确要设置那些信号量。
（2）信号量的初值与相应资源的数量有关，也与P,V操作在程序代码中出现的位置有关。
（3）同一信号量的P,V操作要成对出现，但他们分别在不同的进程代码中。
(4)互斥信号量一般要在资源信号量之后。
PV操作特点：简单而且表达能力强能解决任何进程同步问题，缺点：不安全，容易出现死锁现象。
进程是资源拥有者，而线程是为了提高程序并发执行的调度（调度和分派的基本单位）。
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