进程并发控制:挂起原因与调度策略解析

需积分: 37 2 下载量 78 浏览量 更新于2024-08-25 收藏 3.14MB PPT 举报
在"引入挂起状态的原因-进程与并发"这一主题中,我们探讨了进程管理和并发控制的重要概念。首先,进程是一个程序在计算机中的一次执行实例,它具有生命周期,包括不同状态的转换,如就绪、运行、挂起等。进程状态的转变是根据特定的事件,如终端用户的请求、父进程的控制、系统负荷调节、操作系统监控或内存资源管理的需要。 挂起状态通常在以下情况下出现:当用户请求暂时停止进程执行,以便于处理其他任务;当系统负载过高,需要暂停非关键进程以确保核心服务的稳定;或者操作系统需要检查进程资源使用情况,进行性能分析或审计。在多道程序设计(Multiprogramming)中,引入挂起状态旨在提高系统的资源利用率和响应性,允许多个程序并发执行,尽管CPU资源是有限且不可分配的,需通过调度机制公平分配。 并发是计算机科学的核心概念,它描述了多个程序或进程在同一时间段内独立运行,虽然它们可能并非按预定顺序执行。并发分为应用级和系统级,前者涉及用户级别的应用程序并发,后者则是操作系统内部的并发,如操作系统内核的并发执行。 在进程调度中,如何处理并发程序之间的通信至关重要。这涉及到正确传递消息,避免数据竞争和死锁,确保每个用户程序能得到相对公平的CPU时间。例如,飞机订票系统的并发例子展示了两个进程T1和T2同时读取和修改共享资源x,这就需要同步机制来防止数据不一致。 为了管理并发环境中的资源,操作系统采用了一种资源申请-分配-使用-回收的机制。在CPU调度方面,只有占用CPU的进程才能申请其他资源,否则需排队等待。此外,通过前趋图(有向无环图)来表示程序执行的依赖关系,有助于理解和管理并发过程中的控制流。 理解挂起状态在进程管理和并发控制中的作用,以及如何有效处理并发中的通信、资源分配和同步问题,对于开发高效、稳定的多任务系统至关重要。通过这些概念和技术,可以优化系统性能,提高用户体验,并避免常见的并发问题,如死锁和竞态条件。