Что такое процесс в операционной системе Linux и какова история его создания?

Процесс в Linux — это выполняющаяся программа. Он представляет собой экземпляр программы в памяти, содержащий:

• Код программы.
• Данные программы (переменные, константы).
• Стек вызовов функций.
• Кучу (динамически выделяемая память).
• Дескрипторы файлов.
• Состояние процессора (регистры).
• Информацию о планировании (приоритет, статус).

Идентификатор процесса (PID) уникален в системе. Процессы могут порождать дочерние процессы. Каждому процессу также присваивается идентификатор родительского процесса (PPID).

История создания концепции процесса в операционных системах уходит корнями во времена многозадачных систем. Первыми системами, поддерживающими многозадачность, были:

• CTSS (Compatible Time-Sharing System) в начале 1960-х. Ввела понятие разделения времени между пользователями.
• Multics (разрабатывалась в 1960-х). Была одной из первых ОС, где явно было формализовано понятие процесса как единицы выполнения с собственным адресным пространством и ресурсами.

Linux, будучи Unix-подобной системой, унаследовал модель процессов из Unix. В Unix, разработанном в Bell Labs в конце 1960-х и 1970-х, концепция процесса стала фундаментальной. Такие системные вызовы как fork() и exec() для создания и выполнения процессов были определены именно в Unix и используются в Linux до сих пор.

Ключевые особенности модели процессов в Linux, унаследованные из Unix:

• Многозадачность с вытеснением (preemptive multitasking): Ядро управляет распределением процессорного времени между процессами.
• Копирование при записи (copy-on-write - COW): При создании дочернего процесса через fork(), страницы памяти родительского процесса копируются только при попытке записи в них. Это оптимизирует создание процессов.
• Сигналы: Механизм межпроцессного взаимодействия.
• Пайпы и сокеты: Еще один механизм взаимодействия.

Разработка Linux, начатая Линусом Торвальдсом в 1991 году, строилась на принципах и архитектуре Unix, включая модель процессов. Это позволило Linux быстро развиваться и стать мощной многозадачной операционной системой.