# Process

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## Process


Process就是前面提到的Job跟Task，Process是執行中的程式。

當Process被建立時，主要組成包括下列：

|Section|內容|
|-|-|
|Code Section(Text Section)|就是Program code部分。|
|Data Section|Containing the global variables。|
|Stack|包含temporary data(例如Function Parameters、Local variables、return address)。|
|Heap|包含Memory dynamically allocated during run time(例如pointer變數的需求空間)。|
|Programming counter & other registers|會有下一條指令的所在位置。|

Process的內容在Memory中如下：


Memory會分配一塊區間給Process，而最低的放Code Section跟Data Section，之後heap往上長而Stack由上往下長。

## PCB

PCB的全名是Process Control Block，就是在Process被建立時，kernel會建立一個表格，紀錄有關該Process的資訊，以便之後切換不同process時還可以正常運作。

PCB主要紀錄的資訊有：

|項目|內容|
|-|-|
|Process NO.|unique Process ID.|
|Process State|ready, new, running, wait state,etc.|
|CPU Register|accumulator, Stack Top pointer, Index register,etc.|
|CPU Scheduling Info|process優先權值, PCB pointer,etc.|
|Memory Management Info|Base limit register值 or page Table or Segment Table, base on OS memory management.|
|Program Counter|Next instruction address.|
|Accounting Info|Process使用CPU Time的最大值, 目前使用了多少CPU Time, 多少資源, etc.|
|I/O-Status Info|目前配給process之I/O-Device為何，已發出哪些I/O-request，完成多少I/O-request,etc.|

## State Transition


前面說紀錄PCB的目的就是為了能夠切換不同的process，所以每個Process都會需要在不同的state中切換，就有了以下的State Transition Diagram：


建立好Process後，分配完Memory後進入ready state，拿到CPU後進入running state，中間會來回切換執行別的process，執行完成之後就terminated，如果執行中間需要進行I/O或是意外狀況，則進入waiting state等待完成。


這種類型的State Transition Diagram是考慮了Memory不夠的狀況，這時候有些process會swap進入disk，等到Memory夠用或是該輪到他的時候再從disk移出來。

## Scheduler

提到了process會輪流執行，那麼就要介紹有甚麼挑選process的方式，以下會介紹三種Scheduler：

|種類|內容|
|-|-|
|Long-Term Scheduler|又稱為Job Scheduler，目的在於從Job Queue中抓Job進入Memory中以便執行。因為執行的頻率最低，所以稱為Long-Term。|
|Short-Term Scheduler|又叫做CPU Scheduler或Process Scheduler。目的在於從Ready Queue中抓Process給CPU執行。因為執行頻率最高，所以稱為Short-Term。|
|Medium-Term Scheduler|當Memory空間不夠時，要把Process swap out到disk中，直到空間足夠時再將Process swap in到Memory。因為執行頻率在中間，所以稱為Medium-Term。|


## What's Next?

這邊介紹了PCB以及會有不同的State，後面會介紹在切換不同的process時會發生甚麼事情，以及一些酷東西XDD

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|[System Call & OS架構](https://hackmd.io/@dZfCcN4hT8aUuDPv3B8CWQ/Hk99oy0-F)|[Child Process](https://hackmd.io/@dZfCcN4hT8aUuDPv3B8CWQ/SyQiqR8zF)