进程管理：多道程序并发与进程控制关键

进程的引入是操作系统课程的重要章节，主要针对多道程序设计技术下程序并发执行的特点和挑战展开讨论。首先，章节介绍程序的独占处理机顺序执行特性，包括顺序性、封闭性和可再现性。然而，当引入并发执行时，这些问题如程序结果的不可再现性变得显著，因此需要进程这一概念来管理和控制并发的程序执行。 进程被定义为程序在并发执行环境中的执行实例，它具有自己的独立执行环境，即进程控制块（PCB），包含了进程状态信息、资源信息以及与系统交互所需的元数据。进程的三个基本状态通常包括就绪、运行和阻塞，它们之间通过特定的控制原语进行转换，如创建、撤消、阻塞和唤醒等操作。 进程控制模块（PCB）是进程存在的唯一实体，包含了进程状态信息、程序执行上下文（包括寄存器值和堆栈信息）等，这对于系统能够精确地管理进程至关重要。同时，章节还涉及了内核的功能，尤其是对进程“挂起”和“激活”操作的状态管理和控制原语。 在进程间同步方面，教学要求学生理解临界资源和临界区的概念，掌握信号量机制，包括记录型信号量和P、V操作，以及如何利用它们实现进程间的互斥和同步。此外，还会涉及进程同步机制，如解决生产者-消费者问题，以及进程同步分析方法。 进程通讯是另一个关键主题，涵盖共享存储器系统、消息传递系统和管道通信系统等高级通信机制，如消息缓冲队列通信。这有助于进程间有效地交换信息和协调工作。 处理机调度也是重要概念，包括作业和进程调度，探讨了不同的调度方式和算法，如抢占式调度、优先级调度等，以及如何预防和解决死锁问题。学生需要理解死锁的四个必要条件，熟悉银行家算法和资源分配图在死锁避免中的应用。 最后，章节介绍了操作系统结构的多样性，如模块接口法、层次结构法和客户/服务器结构，并以Windows2000为例，展示了操作系统内部的进程和线程控制机制，以及相关的API函数。 这一章内容深入且全面，涵盖了进程的基本概念、管理、控制、同步、通信以及调度等多个关键领域，对于理解和应用操作系统原理具有重要意义。