操作系统练习：进程控制与并发概念解析

"操作系统练习题21" 操作系统是计算机系统的核心组成部分，负责管理和调度系统资源，确保多任务的高效执行。本练习题主要涵盖了操作系统的一些关键概念，包括进程控制块（PCB）、进程与程序的区别、原语操作、临界区管理、进程状态转换、信号量机制以及线程和资源分配等。 1. 进程控制块（PCB）是操作系统为每个进程创建的专用数据结构，存储了关于进程的重要信息，如进程状态、内存分配情况、优先级等。每个进程都有且只有一个PCB，它常驻内存，供操作系统进行进程调度和管理。 2. 进程和程序是不同的概念。程序是一组指令的集合，是静态的；而进程则是程序的动态执行过程，具有生命周期，包括新建、就绪、运行和终止等状态。 3. 原语是操作系统内核中的基本操作，它由一系列操作组成，这些操作在执行过程中不可被中断，保证了操作的原子性。 4. 临界区是指进程中访问共享资源的那段代码，为了防止多个进程同时访问，必须采用互斥机制，即一次只有一个进程能进入临界区。 5. 信号量是一种同步机制，用于解决进程间的并发控制问题。P操作（减操作）通常表示进程申请资源，V操作（加操作）表示进程释放资源。 6. 在进程状态转换中，当进程因为申请CPU未果时，可能会变为等待态，等待态的进程需要等待某个事件发生才能继续执行。反之，当等待事件发生，等待态的进程会变成就绪态，等待操作系统调度执行。 7. 线程是操作系统调度的基本单位，而进程是资源分配的基本单位。线程共享进程的资源，但在某些系统中，线程间的通信和同步比进程间更为高效。 8. 当进程发出I/O请求后，通常会被阻塞，直到I/O操作完成，此时操作系统可以调度其他进程执行。 9. 临界区的管理对于避免数据竞争和死锁至关重要。例如，题目中的15和25题都在讨论多个进程之间的互斥关系。 10. P/V操作是基于信号量的进程同步原语，P操作对应减操作，V操作对应加操作，它们都是原子操作，用于控制对临界资源的访问。 以上内容涉及到操作系统中的基础概念和核心机制，理解和掌握这些知识点对于学习和使用操作系统至关重要。通过解答这些题目，可以深化对操作系统原理的理解，并提升解决实际问题的能力。