进程

进程就是正在执行的程序。包括程序计数器（PC），寄存器，变量的当前值等。从数据结构上来说，包括代码段（Text），数据段（Data，存储静态变量和全局变量）和堆栈段。

在逻辑上，每个进程都运行在自己的虚拟CPU上，因为我们在编写代码时，并没有考虑进程间的切换，而就认为我们的代码会连续执行，这是计算机中一种重要的抽象。

而在实际物理上，多个进程是通过切换共享物理CPU（为了简单，这里只考虑单CPU情形）。CPU根据时间片（time slides）和某种调度算法来考虑是否该切换进程，但由于在计算机中，时间片一般很短（10ms左右），人类总是感觉计算机是多个程序同时执行，因此才有了多进程的概念。

上下文切换

那么，CPU是如何从一个进程切换到另一个进程的呢？这里涉及到的概念是Context switch。

所谓上下文切换，就是CPU在从一个进程到另一个进程时，需要记下当前进程的状态，然后再运行新的进程，这样，下次就可以直接从之前中断的地方重新运行。这是一种很自然的解决方法。

注意：the time it takes is dependent on hardware support, and the time is overhead; the system does no useful work while switching.

因此，科学家想了很多办法来降低上下文切换中的系统效率损失，在这里不做介绍。

模式切换（Mode Switching）是只用户态（user mode）和内核态（kernel mode）之间的切换。因此，我们知道，如果进行了上下文切换，则一定会发生模式切换。而模式切换并不一定意味着上下文切换。请看下面的例子：

此图中，p3到p2发生的是上下文切换，而p2由于中断信号，交给kernel去处理，处理结束后又回到p2，这就是发生的模式切换。

每个进程有用自己的逻辑程序计数器，而CPU只有一个物理程序计数器，当进程被运行时，将该进程的逻辑计数器装入物理程序计数器中，而程序暂时中止运行时，将物理计数器中的值保存在该进程的逻辑计数器中。

process control block，是由操作系统维护的用来记录进程相关信息的一块内存。

每个进程在OS中的登记表项，OS根据此PCB来对进程进行管理。

PCB位于核心段中，通常不能由应用程序自身的代码来直接访问，需要通过系统调用或UNIX中的进程文件系统（/proc）直接访问进程映像。

PCB中主要包括以下几部分内容：