操作系统复习：进程描述与控制

操作系统是计算机系统的核心组成部分，负责管理和调度系统的硬件和软件资源，确保多个程序能够高效、有序地执行。在操作系统中，进程的描述与控制是至关重要的概念。本篇内容主要涉及了进程的执行顺序、并发执行的特点以及进程的基本状态及其转换。 第二章探讨了进程的描述与控制。首先介绍了前驱图（DAG），这是一种有向无环图，用于表示进程或程序段之间的执行顺序。图中的节点代表进程或程序段，有向边则表示一个进程需要在另一个进程之后执行的关系，即前趋关系。 在程序执行顺序方面，分为顺序执行和并发执行。顺序执行遵循三个特征：顺序性，意味着指令严格按照编程顺序执行；封闭性，程序在独立环境中运行，不受外界影响；可再现性，相同的初始条件和环境将导致相同的结果。而并发执行则引入了新的特性，如间断性，程序执行可能因资源竞争而中断；失去封闭性，资源共享可能导致环境变化；以及不可再现性，由于并发执行的不确定性，同样的程序在不同时间运行可能产生不同结果。 例如，在并发执行的例子中，输入程序I1和计算程序C1可以同时执行，因为他们之间没有前趋关系。对于包含S1到S4的程序段，可以绘制出它们的前趋关系，展示哪些语句可以并发执行，哪些必须按照特定顺序执行。 进程的基本状态包括就绪状态、运行状态和阻塞状态。就绪状态的进程已经准备好运行，只需要CPU即可启动；运行状态的进程正在CPU上执行；阻塞状态的进程因等待某些事件（如I/O操作完成）而暂停，无法继续执行。这些状态之间可以通过事件的发生或系统调度进行转换，比如，运行状态的进程完成其时间片后会变为就绪状态，等待再次被调度。 操作系统通过进程管理机制，如调度算法，确保进程的高效运行和公平访问资源。在并发环境下，操作系统使用同步和互斥机制来解决间断性和不可再现性问题，保证程序的正确执行。例如，信号量和锁机制用于控制对共享资源的访问，避免数据竞争和死锁。 操作系统中的进程描述与控制是复杂而关键的概念，涉及进程的创建、调度、通信以及状态转换等多方面，这些都是理解和设计操作系统的基础。在期中复习中，对这些知识点的掌握有助于深入理解操作系统的本质和工作原理。