进程创建详解：状态转换与并发控制关键

进程的创建是操作系统中一项核心功能，它涉及到进程生命周期的初始化阶段。当系统需要启动一个新的任务时，通常遵循以下步骤： 1. **进程申请与分配**：首先，调用进程创建原语，系统会从进程控制块池（PCB）中申请一个空白PCB（进程控制块），这是进程存在的基本结构，包含了进程的基本信息和状态。 2. **资源分配**：为新进程分配所需的资源，这包括内存空间。新进程的程序代码和数据存储在内存中，同时为其设置一个用户栈，以保存局部变量和函数调用信息。 3. **进程控制块初始化**： - **标识信息**：设置进程标识符，如PID（进程ID），以便于系统识别和管理。 - **处理机状态信息**：设置程序计数器（Program Counter，PC）以指示程序的入口地址，栈指针（Stack Pointer，SP）指向栈顶，以便控制程序执行的上下文切换。 - **处理机控制信息**：初始化进程状态（如就绪、运行、阻塞等）和优先级，这些属性影响进程调度的决策。 4. **进程插入就绪队列**：创建完成后，新进程被放置到就绪队列中，等待操作系统将其调度到处理器上执行。 在多道程序设计中，系统的目标是允许多个程序并发执行，以提高系统资源的利用率。这涉及到几个关键点： - **并发环境**：并发环境允许多个程序在同一时间段内运行，但执行顺序不确定，分为应用级并发（应用程序之间的并发）和系统级并发（操作系统内核的并发）。 - **进程控制与调度**：操作系统需管理进程的调度，保证公平地分配CPU时间，同时处理并发程序间的消息传递和资源竞争。 - **进程间通信**：采用共享内存、消息传递等方式，确保并发程序之间的数据交换正确且同步。 - **死锁预防与避免**：处理并发过程中可能出现的死锁问题，通过资源分配策略和锁机制防止死锁的发生。 以飞机订票系统的例子来看，两个终端（进程T1和T2）并发执行读取和修改数据的操作，强调了并发执行下程序控制的复杂性。此外，讨论了顺序执行与并发执行的区别，前者严格按照指令顺序执行，后者则可能在多个任务之间交错进行。 总结来说，进程的创建是实现并发的关键环节，涉及资源分配、状态管理和调度，而并发控制则需要处理好多个进程的交互、资源分配和调度，以实现高效、稳定和安全的多任务执行。