进程创建原理与控制：多道程序设计中的并发与状态转换

进程的创建是操作系统中核心的概念之一，它涉及系统如何管理和调度程序在计算机上的并发执行。在《进程的创建-操作系统进程管理》这一章节中，主要内容包括进程的概念、控制以及进程间的交互。 首先，我们从程序的执行模式开始。程序可以按照顺序执行或并发执行。顺序执行是指程序按照其结构中的指令顺序逐一执行，每个程序段之间没有重叠，资源被单一程序独占。这种执行方式具有顺序性、封闭性和可再现性，即执行结果取决于输入和程序逻辑。 并发执行则打破了程序的线性顺序，多个程序或程序段可以在同一时间内共享处理机资源，它们的执行在时间上交错进行。这包括程序间的并发，比如多道程序设计中，多个用户程序可以并行执行，以及程序内部的并发，即程序的多个阶段可以同时进行。并行与并发是两个相关但不同的概念，后者强调的是宏观上的并行性，而微观上仍保持一定的顺序性。 进程作为并发执行的最小单元，是操作系统实现资源管理和调度的基础。进程的创建过程涉及到以下几个关键步骤： 1. **申请一个空闲的PCB（进程控制块）**：这是创建进程的第一步，操作系统需要从进程队列中找到一个未被使用的进程控制块，为新进程预留内存空间。 2. **为新进程分配资源**：这包括内存空间、处理器时间片、I/O设备等，确保新进程有足够的资源来运行。 3. **将新进程的PCB初始化**：设置进程的基本信息，如程序名、当前状态（如就绪、运行或等待）、优先级、栈指针等。 4. **进程状态转换**：新创建的进程通常会被置于就绪队列，等待操作系统调度。当分配到处理机后，可能进一步转为运行状态。 5. **创建原语流图**：这是一种图形化的表示方法，用来展示创建进程的控制流程，有助于理解和设计操作系统内核的这部分功能。 在并发环境下，操作系统需要处理进程间的关系，如同步、互斥、通信等，以确保资源的有效利用和程序的正确执行。这通常通过进程控制原语（如创建、阻塞、唤醒、信号、管道等）来实现。 总结来说，进程的创建是操作系统中至关重要的一环，它涉及到资源的合理分配、进程状态的管理和控制，以及并发执行的调度。理解这些原理对于深入研究操作系统和开发高效并发应用程序都极为重要。