顺序执行的进程特征与并发执行差异

在第二章进程管理中，讨论了程序顺序执行时的特征，这是理解操作系统基本概念的重要部分。首先，程序顺序执行的特征主要包括： 1. **顺序性**：处理机的操作严格遵循程序设计的指令序列，每个操作完成后才会执行下一个操作，确保了执行的线性流程。例如，在单道系统中，如程序段 P1、P2 和 P3 的执行顺序，语句 P2 必须在 P1 完成后，P3 才能在 P2 完成后再执行。 2. **封闭性**：程序在运行期间拥有独占性，它能独立控制计算机的资源，除了初始状态，只有该程序能够修改机器内部资源的状态。这意味着程序的执行结果不会受到外部干扰，一旦启动，结果就确定无疑。 3. **可再现性**：如果程序在相同的环境和初始条件下反复执行，无论执行过程是否中断或连续，最终结果都会保持一致。比如，两条循环程序 A 和 B，尽管并发执行，只要它们的起始条件相同，每次循环的 m 值变化仍具有确定性。 然而，当进入程序并发执行阶段，这些特征会发生变化： - **间断性**：并发执行时，由于资源竞争和任务协作，程序之间的执行会相互影响，导致执行流程不是线性的，可能会出现交替执行或阻塞的情况。 - **失去封闭性**：在并发环境中，多个程序共享资源，这使得资源状态变得动态，一个程序的改变可能会影响到其他程序，破坏了程序的封闭性。 - **不可再现性**：失去封闭性的同时，程序的可再现性也因此受损。比如上面提到的两个循环程序示例，由于执行速度差异，可能导致最终结果不一致。 此外，章节还提到了前驱图（有向无环图）的概念，用于表示程序中各部分之间的依赖关系，这对于理解和管理并发程序的执行顺序至关重要。通过前驱图，可以清晰地描绘出程序的执行流程，有助于分析和优化并发执行的性能。 本章的重点内容包括进程的基本概念，如进程的定义、操作系统引入进程的原因以及进程与程序的区别，还会深入探讨进程的状态和转换，这些都是理解现代操作系统高效管理核心要素的基础。通过学习这些内容，学生将更好地掌握操作系统如何在并发环境中有效地控制和协调程序的执行。