进程管理：并发执行与进程概念的引入

在操作系统中，进程是一个核心概念，它是程序并发执行的基础。引入进程的主要目的是为了实现多任务处理和提高系统的效率。传统程序在单任务环境下运行，不具备并发性，它们不能在同一时刻与其他程序共享资源或并行执行。当一个程序被转换成一个进程后，它能够在操作系统中独立地执行，并且具有生命周期，即创建、执行、暂停和终止。 程序并发执行的间断性特征源于进程的共享性质。并发执行的程序由于相互之间可能争夺系统资源，如CPU时间、内存、I/O设备等，导致资源状态的不确定性，从而使得程序运行的封闭性丧失，即每次执行的结果可能因为并发影响而不同，这就是可再现性的损失。这种特性使得进程管理变得复杂，需要操作系统提供有效的调度算法和同步机制来协调。 进程的引入带来的影响是显著的。一方面，它提高了资源利用率，通过并发执行多个程序，减少了CPU空闲时间，提升了系统吞吐量。另一方面，进程管理需要付出内存管理和上下文切换等开销，包括维护进程控制块（PCB），以及支持进程间通信和同步，这些都增加了系统的复杂性和管理难度。 进程与程序在动态性、并发性和独立性上存在显著区别： 1. 动态性：进程是动态的，具有生命周期，它随着创建、执行、暂停和撤销而变化。程序则是静态的，只是一组静态指令，不涉及生命周期。 2. 并发性：进程具备并发性，可以在同一时间段内与其他进程共存并行执行，这是程序无法实现的。操作系统通过调度和资源管理支持进程并发。 3. 独立性：进程是独立的执行单元，可以单独获取资源和被调度。未被转化为进程的程序，无法作为独立单位参与并发执行。 进程是操作系统实现并发和多任务的关键，虽然带来了复杂性，但正是这种复杂性使得操作系统能够更好地管理硬件资源，提升系统的灵活性和响应能力。理解并掌握进程管理是操作系统学习的核心内容之一。