进程管理：互斥区原则与并发执行特性

在操作系统课程的第二章进程中，我们深入探讨了进程管理和并发控制的相关概念。章节的核心内容围绕以下几个方面展开： 1. 进程的基本概念： - **程序的顺序执行**：在单道系统中，程序按照固定的顺序执行，每个操作完成后才能进行下一个。这保证了顺序性、封闭性和可再现性，但限制了并发。 - **前驱图**：通过有向无环图（DAG）表示程序中各部分之间的依赖关系，有助于理解程序执行的逻辑结构。 2. 进程的并发执行及其特征： - **并发性**：允许多个程序在同一时间分享处理机资源，形成相互制约，提高系统的利用率。 - **失去封闭性**：并发执行下，多个程序可以同时改变共享资源，导致资源状态的不确定性，使得结果不再受初始条件的严格控制，丧失了封闭性。 - **不可再现性**：由于封闭性的丧失，程序的并发执行可能导致结果不一致，例如两个并发执行的循环程序A和B可能导致输出的m值变化无常。 3. 进程同步与通信： - 解决进程间互斥问题的方法： - **平等协商**：竞争各方自行协商资源使用，但这需要较高的协调能力，尤其在无中心协调者的情况下。 - **进程管理者**：引入进程调度器或操作系统作为协调者，确保互斥资源的公平分配和正确使用。 4. 进程管理的关键点： - **进程的状态和转换**：理解进程的生命周期，包括创建、就绪、执行、阻塞、结束等状态以及它们之间的转换规则，这对于进程控制至关重要。 5. 进程与程序的区别： - **进程**：运行中的程序实例，有自己的内存空间和独立的执行上下文，可以并发执行。 - **程序**：一组指令的集合，没有执行状态，等待在处理器上被调度。 总结来说，本章主要讨论了进程管理中的基本概念、程序执行模式的转变、并发特性及其带来的挑战，以及如何通过进程调度和协调机制来处理资源竞争，确保系统的稳定性和一致性。学习这些内容对于理解操作系统底层原理和设计高效的并发系统至关重要。