操作系统进程管理：进程控制原语与调度策略

"进程控制原语是操作系统中用于管理和控制进程的关键机制，包括阻塞和唤醒原语。在多道程序设计环境下，进程并发执行时，可能会遇到需要等待特定事件的情况，这时就需要通过进程控制原语来协调进程状态的转换。 进程控制原语包括： 1. **阻塞原语(block)**：当一个进程需要等待某个事件（如I/O操作完成）时，它会调用阻塞原语主动将自己的状态从运行态变为活动阻塞态。在这一过程中，进程暂停执行，其PCB（进程控制块）被更新以反映新状态，并被放入与等待事件相关的阻塞队列中。之后，操作系统会调用进程调度程序，重新分配处理机资源。 2. **唤醒原语(wakeup)**：当被阻塞的进程等待的事件发生时（如I/O完成），相应的处理程序或其他进程会调用唤醒原语。这将把该进程从阻塞队列移到就绪队列，PCB的状态相应地从活动阻塞态变为活动就绪态或静止阻塞态变为静止就绪态，准备再次获得CPU执行。 操作系统课程对学习者的要求包括： - 理解引入进程的原因，掌握进程的定义、特征以及进程的三个基本状态（就绪、运行、阻塞）及其转换关系。 - 了解进程控制块（PCB）的重要性和进程上下文的概念。 - 熟悉内核的功能，理解进程在五状态模型下的转换，包括挂起和激活操作。 - 掌握创建、撤销、阻塞、唤醒、挂起和激活等进程控制原语。 - 理解线程的概念，知道线程引入的优势和应用场景。 此外，还需要掌握进程间的同步和通信： - 明确临界资源和临界区的概念，理解进程同步的机制，如硬件支持的解决方案。 - 精通信号量机制，包括记录型信号量和P、V操作，能用其解决进程互斥和同步问题。 - 了解不同类型的进程通信机制，如共享存储器、消息传递和管道通信。 处理机调度方面： - 理解作业调度和进程调度的原理，熟悉各种调度算法及其适用场景。 - 掌握死锁的概念、产生原因和四个必要条件，了解预防死锁的方法，如银行家算法，以及死锁的检测和解除策略。 最后，理解操作系统的设计结构，如模块接口法、层次结构法和客户/服务器架构，以及具体的操作系统如Windows 2000的框架。 整个进程管理的内容涵盖了从进程的引入到进程的控制，再到并发执行中可能出现的问题和解决方案，是操作系统学习的核心部分。"