SMP系统中的进程描述与控制：多处理器并发挑战

在第2章"进程描述与控制"中，主要讨论了对称多处理器（SMP）系统中的进程概念及其在操作系统中的关键作用。SMP的特点包括拥有多个同等地位的处理器和共享主存储器。章节内容分为两部分： 1. **进程的特征和定义**： - 进程是现代操作系统的核心概念，用于管理计算机系统的并发执行。它体现了程序的动态性和并发性，不同于早期单道程序设计中的静态程序概念。 - 进程的特征包括：顺序性（在单道程序环境下）、封闭性（程序独立执行，互不影响）和可再现性（给定相同初始条件，结果一致）。这些特性在多道程序环境下不再适用。 2. **进程的状态与描述**： - 进程有三种基本状态：新建（创建但未开始执行）、就绪（等待CPU调度）和执行（正在处理器上运行）。 - 进程控制通过进程控制块（PCB，Process Control Block）实现，PCB包含了进程的基本信息，如状态、资源分配、堆栈指针等，操作系统以此来管理进程。 3. **进程控制与线程**： - 在SMP系统中，线程是更轻量级的执行实体，可以并发执行在单个处理器上。线程共享进程的资源，但有自己的局部变量，这有助于提高资源利用率和程序性能。 - 与单处理器环境相比，线程的存在使得进程的控制更为复杂，需要考虑上下文切换、同步和通信等问题。 4. **进程引入的必要性**： - 随着多道程序设计的出现，程序的顺序执行被并发执行所取代，封闭性和可再现性的概念不再适用。引入进程的概念是为了处理并发程序的行为和结果的不确定性。 5. **进程的动态特性示例**： - 通过例子展示了并发执行的不确定性和复杂性，比如两个共享变量的循环程序A和B，其结果依赖于程序执行的调度顺序。 6. **进程引入的意义**： - 进程的引入解决了程序执行的动态性和并行性问题，使得操作系统能够有效地控制和协调多个程序的并发执行，保证系统的整体性能和资源利用。 2.1 **进程的定义和特征**： - 经典的进程定义包括：在操作系统环境中独立运行的实体，拥有自身的数据空间和执行流，能在并发环境中与其他进程相互作用。 总结起来，第2章深入探讨了在SMP系统中，进程如何作为操作系统的核心概念来管理并发执行，以及进程的特征、控制方式和引入的原因，重点强调了进程动态性和并发性在现代操作系统中的重要性。