操作系统复习:进程描述与控制
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更新于2024-07-20
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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。
2023-07-13 上传
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