操作系统中的进程并发执行与控制

"进程描述与控制.ppt" 操作系统中的进程是计算机系统中执行程序的抽象，代表了系统中运行的活动实体。并发执行是操作系统的一个核心特性，它指的是多个程序或程序段在逻辑上独立，但在执行时可以互相重叠，从而提高系统资源的利用率和效率。 在并发执行中，前趋图是一种表示程序段之间依赖关系的工具，它是有向无环图（DAG）。图中的每个节点代表一个程序段，有向边表示一个程序段（前趋）必须在另一个程序段（后继）之前完成。例如，如果Pi指向Pj，那么Pi是Pj的前趋，Pj是Pi的后继。前趋关系定义了程序执行的顺序约束。 程序的顺序执行具有三个特点：顺序性（指令按顺序执行），封闭性（程序执行不会受到其他程序的影响），以及可再现性（相同的输入总是产生相同的输出）。而在并发执行中，这些特性可能发生改变。例如，由于并发，程序的执行可能会被中断（间断性），导致程序不再封闭，因为它们可能受到其他并发执行程序的影响，从而失去封闭性和可再现性。 并发执行有两种主要方式：多道程序的并发，即多个不同的程序在同一时间内运行，以及某道程序内部n个程序段的并发，即同一个程序的不同部分可以同时执行。例如，一个程序可能包含读取数据、进行计算和打印结果等不同步骤，这些步骤在并发环境下可以不按照严格的顺序执行。 并发执行的实现需要操作系统进行调度和控制，确保正确性和资源的有效利用。这通常涉及到进程的创建、同步、通信和调度。操作系统通过各种机制如信号量、互斥锁、条件变量等来解决并发执行中的冲突和同步问题，保证进程的正确执行。 在给定的例子中，展示了两个并发执行的程序A和B。每个程序都由一系列操作构成，例如程序A的N:=N+1操作。在并发环境中，这两个程序可能与其他进程并行运行，共享资源，这需要操作系统进行管理和协调，以防止竞争条件和死锁等问题的发生。 总结来说，进程描述与控制是操作系统理论中的关键概念，涉及进程的创建、状态转换、同步与通信，以及调度策略。并发执行增加了系统的复杂性，但同时也带来了性能提升和更好的资源利用率。理解和掌握这些概念对于理解操作系统的工作原理至关重要。