操作系统中的进程描述与控制 - 中断与并发执行

本文主要介绍了操作系统中的进程描述与控制，特别是与中断相关的术语，并探讨了进程引入的原因及其特征。 在操作系统中，中断扮演着至关重要的角色。中断源是指触发中断事件的发生，例如硬件故障、外部设备请求或者定时器到期等。中断响应是CPU在检测到中断请求后，停止当前程序的执行，转而执行中断处理程序的过程。中断响应确保了系统能及时处理突发事件，提高系统的响应速度。关中断和开中断则是控制中断是否能够被CPU响应的机制。当关中断时，系统将忽略任何新的中断请求，直到开中断后，CPU才重新开始接收并处理中断。 进程是操作系统的核心概念，它代表了一个正在执行的程序的实例，具有独立的资源和执行路径。在多道程序设计中，进程的并发执行带来了新的挑战，因为它打破了程序执行的顺序性和封闭性。进程的三种基本状态包括就绪、运行和阻塞，这些状态转换反映了进程在操作系统中的生命周期。 进程的描述主要由进程控制块（PCB，Process Control Block）完成，它包含了进程的状态、优先级、资源分配情况等信息，是操作系统管理进程的主要手段。进程控制包括创建、撤销、阻塞、唤醒等操作，这些操作通过修改PCB来实现。 线程是进程内的执行单元，可以共享进程资源，使得多任务在单一进程中并发执行变得更加高效。在对称多处理器（SMP，Symmetric Multi-Processing）环境下，多个处理器可以同时执行不同的线程，进一步提升系统性能。 引入进程概念的目的是为了适应多道程序设计的需求，使得多个程序可以并发执行，提高系统资源的利用率。在并发执行中，由于程序的执行不再是顺序的，因此产生了不确定性，这被称为非确定性。为了解决这个问题并确保系统的正确运行，操作系统引入了进程，每个进程都有自己的独立运行空间，通过调度算法控制进程的执行顺序，以保证系统的稳定和效率。 中断与进程控制是操作系统中不可或缺的部分，它们共同保证了系统的响应能力、并发性和资源的有效利用。理解这些概念对于深入理解操作系统的工作原理至关重要。