并发环境下的进程管理与高级通讯原语

"这篇资料主要讨论了操作系统中的进程管理和高级通信原语，特别是P.V操作与Send/Receive原语在进程间的通信角色。" 在操作系统中，进程是系统进行资源分配和调度的基本单位，它是具有独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动。进程的创建通常发生在几种情况下：当提交一个批处理作业、用户登录系统、操作系统为了提供服务（如打印文件）而创建、已存在的进程创建新的子进程，甚至一个用户程序可以被创建为多个并发执行的进程。 进程的生命周期包括创建、执行、等待、就绪和终止等阶段。进程的中止可能是因为批处理作业发出暂停请求、用户命令、操作系统调度策略或异常情况。在并发环境下，多个进程可以同时处于开始运行但尚未结束的状态，这种执行方式带来了以下特征： 1. 结果的不可再现性：并发程序的执行结果依赖于它们的执行速度和相对次序，因此结果是不确定的。 2. 间断性执行：进程的执行过程可能被中断，由操作系统调度其他进程执行。 3. 资源共享：系统资源被多个进程共同使用，可能导致竞争条件。 4. 独立性和制约性：各进程可以有独立的执行速度和起始时间，但可能通过直接或间接的方式相互影响。 5. 程序与计算的关系不再一对一：一个程序的执行可能涉及多个计算活动。 在通信原语方面，P.V操作属于低级通信原语，主要用于进程间的同步和互斥，通过信号量机制传递简单的信号。然而，当需要在进程间交换大量信息时，就需要使用更高级的通信原语，如Send/Receive。Send/Receive原语允许进程将复杂的数据结构或大量信息传递给另一个进程，提供了更强大的交互能力。 并发环境与并行环境不同，后者通常指在同一时刻，多个处理器执行不同的程序或同一程序的不同部分。并发环境强调的是在一段时间内，多个任务看起来好像是同时进行，而并行环境则强调真正的同步执行。 通过引入并发，可以提高资源利用率，提升系统效率。例如，在并发环境下，CPU和其他设备（如DEV1和DEV2）的利用率可以显著提高，因为它们可以在不同进程之间快速切换，而不是依次执行。 总结来说，这篇资料深入探讨了操作系统中的进程管理和高级通信原语，阐述了进程的特性、创建与中止条件，以及并发环境下资源利用率的提升，并对比了并发与并行的概念。同时，它还介绍了P.V操作和Send/Receive原语在进程通信中的应用，展示了不同通信级别在信息传递中的差异。