操作系统处理机管理：概念与进程控制

"操作系统 处理机管理" 操作系统中的处理机管理是操作系统核心功能之一，主要关注如何有效地调度和控制处理器资源，确保多个进程能够并发执行并高效利用系统资源。以下是对处理机管理相关知识点的详细说明： 1. 进程描述： - 进程的静态描述包括三个部分：进程控制块（PCB）、程序部分和相关的数据结构集。PCB是操作系统感知进程存在的关键，它包含了进程的状态、优先级、资源分配等信息。程序部分是实现进程功能的代码，而数据结构集是进程运行时所需的工作区和操作对象。 2. 进程控制： - 进程控制块（PCB）是进程存在的标志。操作系统通过PCB中的信息来管理和控制进程的状态，例如，创建、撤销、阻塞和唤醒进程。 3. 并发执行与进程概念： - 程序的并发执行是现代操作系统的基本特征，为描述这种特性引入了“进程”概念。进程代表了一个程序的执行实例，具有独立的生命周期和状态。 4. 进程控制原语： - 常见的进程控制原语包括创建原语、撤消原语、阻塞原语和唤醒原语。这些原语允许操作系统在不同状态间切换进程，如从就绪状态到运行状态，或者从运行状态到等待状态。 5. 进程状态转换： - 新创建的进程初始处于就绪状态，经过进程调度程序的选择后进入运行状态。当进程需要等待资源或完成I/O操作时，会从运行状态变为等待状态。 6. 进程调度方式： - 进程调度分为可剥夺和非剥夺两种方式。可剥夺方式允许高优先级进程随时抢占处理机，而非剥夺方式则让进程在完成前保持对处理机的使用权。 7. 轮转调度算法： - 轮转法主要用于分时系统，它将CPU时间划分为固定的时间片，依次分配给就绪队列中的进程，以保证每个进程都有机会运行，从而提供良好的响应时间和公平性。 8. 进程调度策略： - 除了轮转法，还有多种调度策略，如先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、优先级调度等，每种策略都有其适用场景和优缺点。 9. I/O与进程交互： - 在进程等待I/O操作完成时，操作系统通常会将其挂起，释放处理机给其他进程，待I/O完成后再恢复进程的执行。 10. 死锁预防和避免： - 在多进程环境中，死锁是一个重要问题，需要通过资源分配策略、银行家算法等方法来预防或解决。 以上内容涵盖了操作系统处理机管理的基础知识，包括进程的定义、状态转换、调度策略以及并发执行的概念。理解和掌握这些知识点对于深入理解操作系统的工作原理至关重要。