2014025631 《嵌入式程序设计》第五周学习总结
一.什么是进程
进程(Process)是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的基本单位，是操作系统结构的基础。在早期面向进程设计的计算机结构中，进程是程序的基本执行实体，在当代面向线程设计的计算机结构中，进程是线程的容器。程序是指令、数据及其组织形式的描述，进程是程序的实体。
二.进程的特征
（1）动态性：进程的实质是程序在多道程序系统中的一次执行过程，进程是动态产生，动态消亡的。
（2）并发性：任何进程都可以同其他进程一起并发执。
（3）独立性：进程是一个能独立运行的基本单位，同时也是系统分配资源和调度的独立单位。
（4）异步性：由于进程间的相互制约，使进程具有执行的间断性，即进程按各自独立的、不可预知的速度向前推进。
结构特征：进程由程序、数据和进程控制块三部分组成。
多个不同的进程可以包含相同的程序：一个程序在不同的数据集里就构成不同的进程，能得到不同的结果；但是执行过程中，程序不能发生改变。
三.进程的状态
运行中的进程可能具有以下三种基本状态。
1）就绪状态（Ready）：
进程已获得除处理器外的所需资源，等待分配处理器资源；只要分配了处理器进程就可执行。就绪进程可以按多个优先级来划分队列。例如，当一个进程由于时间片用完而进入就绪状态时，排入低优先级队列；当进程由I/O操作完成而进入就绪状态时，排入高优先级队列。
2）运行状态(Running)：
进程占用处理器资源；处于此状态的进程的数目小于等于处理器的数目。在没有其他进程可以执行时(如所有进程都在阻塞状态)，通常会自动执行系统的空闲进程。
3）阻塞状态(Blocked)：
由于进程等待某种条件（如I/O操作或进程同步），在条件满足之前无法继续执行。该事件发生前即使把处理机分配给该进程，也无法运行。
四.区别
程序：
程序是指令和数据的有序集合，其本身没有任何运行的含义，是一个静态的概念。而进程是程序在处理机上的一次执行过程，它是一个动态的概念。
程序可以作为一种软件资料长期存在，而进程是有一定生命期的。程序是永久的，进程是暂时的。
进程更能真实地描述并发，而程序不能；
进程是由进程控制块、程序段、数据段三部分组成;
进程具有创建其他进程的功能，而程序没有。
同一程序同时运行于若干个数据集合上，它将属于若干个不同的进程。也就是说同一程序可以对应多个进程。
在传统的操作系统中，程序并不能独立运行，作为资源分配和独立运行的基本单元都是进程。
线程：
通常在一个进程中可以包含若干个线程，它们可以利用进程所拥有的资源。在引入线程的操作系统中，通常都是把进程作为分配资源的基本单位，而把线程作为独立运行和独立调度的基本单位。由于线程比进程更小，基本上不拥有系统资源，故对它的调度所付出的开销就会小得多，能更高效的提高系统内多个程序间并发执行的程度。
因而近年来推出的通用操作系统都引入了线程，以便进一步提高系统的并发性，并把它视为现代操作系统的一个重要指标。
五.引起创建进程的事件：
(1)用户登录：为终端用户建立一进程
(2)作业调度：（不是进程调度）为被调度的作业建立进程
(3)提供服务：如要打印时建立打印进程
(4)应用请求：由应用程序建立多个进程
课后实验总结：
fwrite()函数和fread()函数
1.函数功能
用来读写一个数据块。
2.一般调用形式
fread(buffer,size,count,fp);
fwrite(buffer,size,count,fp);
3.说明
（1）buffer：是一个指针，对fread来说，它是读入数据的存放地址。对fwrite来说，是要输出数据的地址。
（2）size：要读写的字节数；
（3）count:要进行读写多少个size字节的数据项；
（4）fp:文件型指针。
4.例：
1.fread(&id,1,10,f)就是把f里面的值读到id里面，每次读1个字节，一共读10次，或者把id里面的值都读完，不到10次也会停止。
2.fwrite(&id,1,10,f)就是把id里面的值读到f里面，每次读1个字节，一共读10次或是fread(&id,10,1,f)就是把id里面的值读到里面，每次读10个字节，一共读1次。
fork()函数
（1）fork入门知识
一个进程，包括代码、数据和分配给进程的资源。fork（）函数通过系统调用创建一个与原来进程几乎完全相同的进程，
也就是两个进程可以做完全相同的事，但如果初始参数或者传入的变量不同，两个进程也可以做不同的事。
（2）一个进程调用fork（）函数后，系统先给新的进程分配资源，例如存储数据和代码的空间。然后把原来的进程的所有值都
复制到新的新进程中，只有少数值与原来的进程的值不同。相当于克隆了一个自己。
exit（）和_exit()
exit和_exit函数都是用来终止进程的。当程序执行到exit或_exit时，系统无条件的停止剩下所有操作，清除包括PCB在内的各种数据结构，并终止本进程的运行。但是，这两个函数是有区别的。
exit()函数的作用是：直接使用进程停止运行，清除其使用的内存空间，并清除其在内核中的各种数据结构；exit()函数则在这一基础上做了一些包装。在执行退出之前加了若干道工序。exit()函数与_exit()函数最大区别就在于exit()函数在调用exit系统之前要检查文件的打开情况，把文件缓冲区的内容写回文件。
由于Linux的标准函数库中，有一种被称作“缓冲I/O”的操作，其特征就是对应每一个打开的文件，在内存中都有一片缓冲区。每次读文件时，会连续的读出若干条记录，这样在下次读文件时就可以直接从内存的缓冲区读取；同样，每次写文件的时候也仅仅是写入内存的缓冲区，等满足了一定的条件（如达到了一定数量或遇到特定字符等），再将缓冲区中的内容一次性写入文件。
这种技术大大增加了文件读写的速度，但也给编程代来了一点儿麻烦。比如有一些数据，认为已经写入了文件，实际上因为没有满足特定的条件，它们还只是保存在缓冲区内，这时用_exit()函数直接将进程关闭，缓冲区的数据就会丢失。因此，要想保证数据的完整性，就一定要使用exit()函数。
Exit的函数声明在stdlib.h头文件中。
_exit的函数声明在unistd.h头文件当中。
wait（）和waitpid（）函数
当一个进程正常或异常终止时，内核就向其父进程发送SIGCHLD信号。因为子进程终止是个异步事件，这种信号也是内核向父进程发的异步通知。父进程可以忽略该信号，或者提供一个该信号发生时即被调用执行的函数(信号处理程序)。
父进程同步等待子进程退出时则调用wait函数，此时父进程可能会有如下三种情形：
(1)阻塞(如果其所有子进程都还在运行)。
(2)带回子进程的终止状态立即返回(如果已有一个子进程终止，正等待父进程取其终止状态)。
(3)出错立即返回(如果它没有任何子进程)。
wait（等待子进程的中断和结束）
waitpid（等待子进程的中断和结束）
wait和waitpid两函数的说明
如果父进程的所有子进程都还在运行，调用wait将使父进程阻塞，而调用waitpid时，如果在options参数中指定WNOHANG可以使父进程不阻塞而立即返回0。
wait等待第一个终止的子进程，而waitpid可以通过pid参数指定等待哪一个子进程。
当pid=-1、option=0时，waitpid函数等同于wait，可以把wait看作waitpid实现的特例。
可见，调用wait和waitpid不仅可以获得子进程的终止信息，还可以使父进程阻塞等待子进程终止，起到进程间同步的作用。如果参数status不是空指针，则子进程的终止信息通过这个参数传出，如果只是为了同步而不关心子进程的终止信息，可以将status参数指定为NULL。
waitpid函数提供了wait函数没有提供的三个功能：
（1）waitpid等待一个特定的进程，而wait则返回任一终止子进程的状态 。
（2）waitpid提供了一个 wait的非阻塞版本，有时希望取得一个子进程的状态， 但不想进程阻塞。
（3）waitpid支持作业控制。
