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1 多个进程使用CPU的图像
思考：
如何使用CPU？
让程序执行起来
如何充分利用CPU？
启动多个程序，交替执行
启动了的程序就是进程，所以是多个进程推进
OS只需要把这些进程记录好，要按照合理的次序推进(分配资源，进行调度)，这就是多进程图像
用户只关心实际的多进程运行的如何，而OS负责具体的多进程推进
多进程图形从机器启动到关机结束
在机器启动过程时，main.c函数中，main初始化各种设备后，将使用fork()创建第一个进程，即shell/Windows来提供给用户使用计算机，shell/Windows再启动其它进程，一个命令启动一个进程，返回shell再启动其它进程
Windows中通过任务管理器观察进程：
OS通过管理进程来管理用户对计算机的使用
2 多进程如何组织
操作系统感知与组织进程全靠PCB，PCB用来记录进程信息的数据结构
多进程通过PCB将进程放在不同队列中，用状态转化来推进多进程
由于CPU只有一个，同一时刻只能为一个进程服务，可以类比为食堂打饭排队，每个同学是一个进程，队列最前面的同学正在打饭，即有一个进程正在被CPU服务，后面有一系列进程等待，它们处于就绪队列，还有一些同学虽然在队列里，但是他们找不到饭卡就不能打饭，即该进程需要等待某事件，才能得到CPU的服务
多进程的组织：PCB+状态+队列
进程状态图：
为了更好管理这些进程，根据它们的状态进行分类，类比银行中，窗口中正在办理业务的就处于运行态，座位上等待的人处于就绪态，人太多去门口等座位的处于阻塞态，结束服务的处于终止态，刚到银行想办理业务的处于新建态，这些状态全都是由OS来管理的，OS管理好这些状态，对进程的状态进行改变，就整体推进了多进程
进程状态图能给出进程生存期的清晰描述，它是认识操作系统进程管理的一个窗口
3 多进程如何交替切换
交替的三个部分：队列操作+调度+切换
OS通过schedule()来进行进程间的切换：
schedule()中最为重要的是 getNext()，它将从就绪队列中取出一个进程，接下来swithc进行当前进程和取出的进程切换，CPU转去服务取出的进程，getNext负责极为重要的 调度，调度有若干种方式
4 进程调度
交替的三个部分：队列操作+调度+切换，调度是最为重要的
调度的两种简单方式：
1，FIFO(先到先出)：
FIFO是公平的策略，但却没有考虑到进程执行任务
2，Priority(优先级)：
FIFO过于简单，可以为各个进程赋予优先级，如简单进程优先处理，但优先级该如何设定，且优先级会使某些进程饥饿，仍是问题
5 进程切换
切换进程可以类比为，大脑是CPU，你正在读书即进程1，突然有电话接入，这时需要将读书的位置即第几页第几行记住保存在大脑中，即对应进程1的PCB1中，这时来电话的是同事，他向你询问工作上的一些问题即进程2，你需要将这些信息从这段回忆的PCB2中拿出来，放到大脑中进行处理，等到处理完这些事，取出PCB1的内容，大脑得知书读到了第几页第几行，继续进程1的处理
切换通过switch_to(pCur，pNew)实现：
其核心是寄存器内的值的保存与赋值
6 多进程之间如何影响
由于多个进程之间的程序都放在内存中，当多个进程同时存在时会产生一些问题：
对于上面问题的解决方法：限制对地址100的读写，通过映射表进行多进程的地址空间分离
各个进程通过各自的进程映射表来访问真实的物理内存，从而实现地址空间分离，使得多进程在内存中和平相处
多进程的地址空间分离是内存管理的主要内容，进程管理连带内存管理形成多进程图像
7 多进程之间如何合作
对于一个打印的工作过程：
1，应用程序提交打印任务
2，打印任务被放进打印队列
3，打印进程从队列中取出任务
4，打印进程控制打印机打印
对于这个待打印文件队列，有的进程想要打印一个.pdf，有的进程想打印一个.word，这些进程的PCB向待打印文件队列存放，打印机的打印进程来取，一个个根据调度来处理，这就完成了多进程之间的合作
对于待打印队列中的7号空位置，进程1和进程2想要处理打印任务，如果不合作可能一开始进程1将它的一部分信息存入，切换到进程2，进程2将一部分信息存入一部分，如果进程间不合作，那么就会乱套
8 消费者和生产者问题
将上面打印的问题抽象一下，将向待打印队列中放的进程作为生产者，将从待打印对列中取的进程作为消费者，将待打印队列作为共享数据
生产者生产数据存入共享数据，消费者从共享数据中取出数据处理，共享数据的容量有限作为缓冲区使用
生产者进程向缓冲区中送入数据(in)，消费者从缓冲区中取出数据(out)，生产者和消费者进行合作操作缓冲区，缓冲区的大小为BUFFER_SIZE，其中counter的存在控制了缓冲区中数据的个数以防止缓冲区溢出，造成数据出错
但多个进程都放在内存中交替执行，counter就会出问题：
上面生产者和消费者对counter处理的理想情况是，counter初始值为5，当生产者送入1个数据到缓冲区，消费者从缓冲区中取出一个数据，counter=counter+1-1=5
但由于多进程交替执行可能会出现：
上面是一种可能的执行过程，初始时刻counter=5，当生产者向buffer中送入了数据后，生产者对应的counter寄存器+1，但是还没来得及将counter+1写入counter内，就切换到了消费者进程，此时消费者的counter寄存器得到的counter值仍是5，消费者取出数据，将counter-1存放到消费者counter寄存器中，但此时又切换到了生产者进程，生产者将counter+1写入counter中，此时counter=6，但又切换到了消费者进程，消费者将counter-1写入counter中，此时counter=4，但实际上counter=5，这样就造成了缓冲区的混乱，进程之间的合作就会乱套
9 进程间合作在于进程同步(合理的推进顺序)
对于上述的生产者和消费者问题中counter的问题，为了解决多进程切换对counter的改动，所以在写counter时阻断其它进程访问counter
OS对于多进程的推进不是随意推进，而是合理的推进