1.用图文描述组成进程的要素，并说明其作用。
一、进程概念
引子 程序运行在并发环境中的问题
（1）运行过程不确定
（2）结果不可再现
1.进程定义
进程是程序在某个数据集合上的一次运行活动。数据集合是指软硬件环境，多个进程共存或共享的环境。
2.进程的特征
（1）动态性
进程是程序的一次执行过程，动态产生且动态消亡；
（2）并发性
进程同其他进程一起向前推进；
（3）异步性
进程按照各自的速度向前推进（每一个进程按照自定逻辑，不考虑其他进程的运行，各自占用CPU）；
（4）独立性
进程是系统分配资源和调度CPU的单位（但是有了线程后，操作系统调度CPU的单位就变成了线程）。
3.进程与程序的区别
（1）进程是动态的：程序的一次执行过程；
（2）程序是静态的：一组指令的有序集合；
（3）进程是暂存的：在内存中短期驻留；
（4）程序是长存的：可以在存储介质上长期保存；
（5）一个程序可能有多个进程。
4.进程的分类
（1）按照使用资源的权限进行分类
①系统进程：系统内核相关的进程；
②用户进程：运行于用户态的进程。
（2）按照对CPU的依赖性进行分类
①CPU型进程：主要用于计算；
②I/O型进程：主要用于I/O操作。
二、进程状态
1.进程的状态
（1）运行状态（Running）
进程已经占用CPU，在CPU上运行。
（2）就绪状态（Ready）
具备运行条件但是由于没有CPU可用，所以暂时不能运行。
（3）阻塞状态（Block）也叫等待状态（Wait）
由于等待某项服务完成或者等待某个信号而不能运行的状态，比如等待系统调用，I/O操作等等。
2.进程的三态模型
（1）就绪->运行：进程调度。
（2）运行->就绪：时间片到或者被强占。
（3）运行->阻塞：请求服务后等待响应，或者等待某个信号的到来。
（4）阻塞->就绪：请求的服务已经完成，或者等待的信号已经到来。
3.进程的五态模型
（1）新建状态
用户向系统提交程序后，在进程建立之前的过程。
（2）终止状态
进程撤出系统的过程.
2.用图文描述什么是进程切换，为什么进行进程切换，进程切换的步骤？
进程的切换
为了控制进程的执行，内核必须有能力挂起正在CPU执行的进程，恢复以前挂起的进程执行。
所有进程共享CPU寄存器，进程恢复时必须装入寄存器的一组数据（硬件上下文TSS）。在进程切换时，首先要保存挂起进程的硬件
上下文，同时要装载唤醒进程的硬件上下文。这块linux实现的是使用软件执行进程切换。这样可以通过move指令检查装入寄存器值的合法性。
进程的上下文
Context，指进程运行环境，CPU环境（比如各个寄存器的取值）等等。进程的上下文由三部分组成：用户级上下文（程序、数据、共享
存储区、用户栈，它们占用进程的虚拟地址空间）、寄存器上下文（由各个寄存器组成）、系统级上下文（PCB、核心栈等）。
进程切换的工作过程
1、（中断／异常等触发）正向模式切换并压入PSW／PC 。 （Program Status Word 程序状态字。program counter 程序计数器。指向下一条要执行的指令）
2、保存被中断进程的现场信息。
3、处理具体中断、异常。
4、把被中断进程的系统堆栈指针SP值保存到PCB。（Stack Pointer 栈指针。Process Control Block 进程控制块。）
5、调整被中断进程的PCB信息，如进程状态）。
6、把被中断进程的PCB加入相关队列。
7、选择下一个占用CPU运行的进程。
8、修改被选中进程的PCB信息，如进程状态。
9、设置被选中进程的地址空间，恢复存储管理信息。
10、恢复被选中进程的SP值到处理器寄存器SP。
11、恢复被选中进程的现场信息进入处理器。
12、（中断返回指令触发）逆向模式转换并弹出PSW／PC。
3.用图文描述模式转换、进程切换、进程状态转换三者之间的关系？
◆运行状态（TASK_RUNNING）
指正在被CPU运行或者就绪的状态。这样的进程被成为runnning进程。运行态的进程可以分为3种情况：内核运行态、用户运行态、就绪态。
◆可中断睡眠状态（TASK_INTERRUPTIBLE）
处于等待状态中的进程，一旦被该进程等待的资源被释放，那么该进程就会进入运行状态。
◆不可中断睡眠状态（TASK_UNINTERRUPTIBLE）
该状态的进程只能用wake_up()函数唤醒。
◆暂停状态（TASK_STOPPED）
当进程收到信号SIGSTOP、SIGTSTP、SIGTTIN或SIGTTOU时就会进入暂停状态。可向其发送SIGCONT信号让进程转换到可运行状态。
◆僵死状态（TASK_ZOMBIE）
当进程已经终止运行，但是父进程还没有询问其状态的情况。
4.python练习：
(1)观察父进程、子进程
import time
for i in range(5):
print(i)
time.sleep(3)
(2)观察进程运行状态
import psutil import os os.getpid() psutil.Process(5160)
(3)输入多个作业的作业编号，到达时间，所需CPU时间，形成列表，以备算法使用
jobs=[]
for i in range(3):
job=input('请输入作业编号，到达时间，所需CPU时间:')
jobs.append(job)
for i in range(len(jobs)):
print(jobs[i])
