进程阻塞与控制：理解进程特征与状态

在第2章进程描述与控制中，阻塞状态是一个关键概念，当正在执行的进程因遇到某个事件（如I/O操作）而暂停处理机，无法继续执行时，它会进入阻塞状态。在这种状态下，进程放弃了CPU，等待外部事件完成后再恢复执行。进程的阻塞是操作系统中进程管理的重要组成部分，它体现了进程在并发环境中的动态行为。 进程是现代操作系统的核心概念，用于管理和组织计算机系统的并发执行。在早期的单道程序设计中，程序表现为顺序执行，具有封闭性和可再现性的特点。然而，随着多道程序设计的出现，程序的执行特性发生了变化，原有的程序模型不再适用。在一个共享资源（如变量N）的多任务环境中，比如两个循环程序A和B，它们的并发执行可能导致输出结果的不确定性，这正是进程引入的原因。 进程的引入旨在解决程序的封闭性和可再现性问题，因为并发执行打破了程序的线性顺序，使得程序的执行依赖于执行的调度顺序，而非单一的代码流。为了描述和控制这些并发活动，操作系统定义了进程，它是程序在执行过程中的一个实例，包含了程序的状态信息、资源分配以及执行上下文。 进程有以下特征： 1. **动态性**：进程的创建、执行和销毁是动态的，它们可以在系统中独立存在并进行交互。 2. **并发性**：多个进程可以同时存在于处理器的不同时间片上，共享资源并相互影响。 3. **异步性**：进程之间的通信和协作可能不按照程序设计的预期顺序进行，因为每个进程都有自己的执行路径。 4. **独立性**：每个进程都有自己的独立状态，即使共享资源，也能在各自的进程中执行而不互相干扰。 2.1 进程的定义通常包括： - **独立性**：进程是程序的一次执行实例，有自己的地址空间和独立的数据结构。 - **并发性**：进程可以同时执行，共享资源但互不影响。 - **并发执行的描述**：通过进程控制块（PCB，Process Control Block）来记录进程的元数据，如程序状态、资源持有情况和上下文切换信息。 理解阻塞状态及其与进程控制的关系有助于我们更好地掌握操作系统如何管理和优化并发程序的行为。通过掌握这些概念，开发者可以编写出更高效、可扩展和健壮的多任务应用程序。