进程并发管理：调度、同步与资源分配

在程序并发执行引发的问题的经济学课件中，主要探讨了以下几个关键知识点： 1. **进程管理与调度** - **进程描述与控制**：进程是程序在计算机系统中的一次独立执行实例，每个进程都有自己的执行上下文和状态。进程控制涉及到创建、管理和销毁进程，以及控制其执行顺序。 - **进程调度**：决定哪个进程获得处理器的时间片，包括高级调度（如作业调度，决定哪些作业进入内存）和低级调度（如进程调度，确定内存中的进程执行顺序）。 - **互斥与同步**：在多道程序设计环境下，进程间共享资源可能导致数据竞争，互斥技术用于确保同一时间只有一个进程访问特定资源，同步机制则协调多个进程间的执行。 - **死锁与饥饿**：并发执行中可能会出现死锁，即多个进程互相等待对方释放资源导致僵局，而饥饿是指某些进程长期得不到执行的机会。 2. **进程与线程** - **线程**：比进程更小的执行实体，一个进程可以包含多个线程，共享相同的地址空间。线程提高了并发性和响应速度，但调度和通信相对复杂。 - **线程概念**：线程是进程中可并发执行的最小单位，具有独立的局部变量和栈。 - **线程与进程的关系**：线程是进程的一部分，共享进程的资源，但有自己的执行上下文。线程之间的切换开销较小，适合轻量级并发。 3. **Linux进程管理** - **Linux进程**：在Linux系统中，进程是操作系统的基本运行单元，通过系统调用进行管理，包括进程创建、状态跟踪和控制。 - **进程生存过程**：Linux进程经历了创建、运行、阻塞、唤醒、结束等阶段。 - **链接信息**：Linux使用链接信息（如信号量、管程等）来实现进程间的通信和同步。 4. **多道程序设计环境的特点** - **资源并发性**：多个程序可以同时在内存中运行，CPU根据调度算法轮流执行，打破程序的独占性和顺序性。 - **制约关系**：程序间共享资源导致相互制约，间接制约如优先级抢占，直接制约如信号量保护。 - **状态多变性与不可再现性**：进程在运行过程中会根据外部条件变化状态，且结果可能因并发执行的随机性而不同。 理解这些概念对于深入学习操作系统、并发编程和系统性能优化至关重要。通过掌握这些知识，开发人员可以有效地设计和管理并发系统，以充分利用硬件资源并保证系统的稳定性和可靠性。