进程并发执行特性：间断性、封闭性与同步机制详解

在操作系统课程中，第二章主要探讨了程序并发执行的特性及其管理，这是操作系统的核心内容之一。程序并发执行的特点首先表现为间断性，即程序在共享资源或协作完成任务时表现出交替执行与暂停的现象，形成“执行-暂停-执行”的模式，体现了并发程序之间的制约关系。 失去封闭性是另一个关键特性，由于并发程序共享系统资源，一个程序的操作可能影响到其他程序的状态，使得每个程序的执行结果不再独立，结果的可再现性因此受到影响。这意味着即使环境和初始条件相同，多次运行也可能得到不同的结果。 教学要求中强调了进程管理的重要性，学生需要理解进程引入的必要性，掌握进程的基本概念如定义、状态转换和进程控制块（PCB），理解进程上下文。内核的功能，包括对“挂起”和“激活”操作的理解，以及创建、撤消、阻塞、唤醒等进程控制原语的运用，以及线程的概念、线程的优势和应用场景。 进程间的制约关系和临界资源、临界区的理解是关键，要学会进程同步和同步机制，包括硬件支持的同步技术。信号量机制是重要的同步工具，包括记录型信号量和P、V操作，以及它们在实现进程互斥、同步和描述前驱关系中的作用。解决生产者-消费者问题等同步问题也是学习重点。 此外，教学还涵盖了进程间的高级通讯机制，如共享存储器、消息传递系统和管道通信系统，特别是消息缓冲队列通信机制。处理机调度，包括作业调度和进程调度，以及不同调度算法的选择和应用，如抢占式和非抢占式调度，以及避免死锁的方法，如银行家算法、资源分配图分析和解除死锁策略。 操作系统结构方面，如模块接口法、层次结构法和客户/服务器结构，以及Windows2000等具体平台的进程和线程控制API函数，也是教学内容的一部分。 这一章节深入剖析了程序并发执行的特性及其管理，旨在帮助学生理解和解决多道程序设计中的并发问题，提升计算机资源的利用率，并为实际操作系统设计和开发提供理论基础。