进程顺序执行与前趋图解析

在讨论操作系统进程管理时，我们首先关注的是进程的顺序执行及其特性。在单道程序环境下，程序按照严格的线性顺序执行，每个步骤（如输入I、计算C和输出P）完成后才会进行下一个。例如，如图所示： ``` t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 t10 I1 (P1) C1 (P1) P1 I2 (P2) C2 (P2) P2 I3 (P3) C3 (P3) P3 Δt 程序的顺序执行特征： 1. 严格的执行顺序：S1 -> S2 -> S3 2. 直接前趋与后继：程序1的执行步骤I1-C1-P1对后续程序如P2有直接影响，形成前趋关系。 3. 时间间隔：如9个Δt表示程序1执行完后到程序2开始的时间间隔。 在进程管理中，引入了前趋图的概念，这是一种有向无环图(DAG)，用来描述进程间的执行顺序。图中的节点代表程序段、语句或进程，有向边表示前趋关系，即一个进程必须完成后再启动另一个进程。例如，对于两个程序的前趋图： - P1 → P2: 程序1完成后，程序2开始 - P1 → P3, P3 → P5, P5 → P7: 表示程序1对程序3、5和7的执行顺序影响 - 同理，还有P1 → P4, P4 → P6, P6 → P7的关系 前趋图的作用在于清晰地展示进程之间的依赖关系，有助于理解和分析系统中进程调度和同步的问题。在图2-2(a)和(b)中，可以通过集合表示法展示这种关系，例如(a)图可能表示为 {P1 -> P2, P1 -> P3, P3 -> P5, P1 -> P4, P4 -> P6, P6 -> P7}。 本章还将讨论进程的并发执行、进程的特征与状态、进程控制块等概念，以及如何通过进程控制来实现进程同步、进程通信和线程管理，这些都是操作系统高效运作的关键要素。在实际应用中，理解这些概念对于设计并优化并发系统至关重要。