操作系统：进程创建的触发事件与并发执行

"操作系统进程管理，重点关注进程创建的事件以及进程管理的相关概念" 在操作系统中，进程是进行资源分配和调度的基本单位，它代表了一个正在执行的程序的实例。进程的创建通常是由于以下几个事件引起的： 1. 用户登录：在分时系统中，当用户成功登录时，操作系统会创建一个或多个进程来提供用户界面和服务，以便用户能够交互地使用系统资源。 2. 作业调度：在批处理系统中，作业调度器会根据预定的策略选择作业，并为之创建进程，以便这些作业能够在后台运行。 3. 提供服务：当用户请求系统服务，例如打印文档或网络通信，操作系统会创建特定的进程来处理这些请求。 4. 应用请求：在多任务环境中，一个进程（父进程）可能需要创建新的进程（子进程）来执行特定任务，这在很多应用程序设计中是非常常见的。 了解了进程创建的事件，我们深入探讨一下进程管理的相关概念： 2.1 进程的基本概念 - 程序的顺序执行：程序是一个按照严格次序执行的操作序列。在一个程序的执行过程中，其各个部分严格按照既定顺序执行，且在封闭的环境下运行，独占系统资源。 - 前趋图：前趋图是一种用于表示程序段或进程间执行顺序的有向无环图。结点表示程序段或进程，有向边表示前趋关系，即一个结点（进程）必须在另一个结点（进程）之前完成。 2.1.3 程序并发执行及其特征 - 并发环境：在并发执行中，多个进程可以在同一时间段内开始并推进，尽管它们可能并非在同一时刻执行。这种环境提高了资源的利用率，但也引入了共享资源和同步问题。 并发执行带来了以下特征： - 并行性：在多处理器系统中，多个进程可以在不同的处理器上同时执行，实现真正意义上的并行计算。 - 异步性：进程的执行进度不受其他进程的影响，每个进程可以按自己的节奏运行。 - 资源共享：并发进程可能需要访问相同的资源，导致资源竞争和同步问题。 - 状态转换：进程可以经历新建、就绪、运行、等待和终止等多种状态，状态之间的转换由操作系统控制。 2.2 进程的控制：操作系统通过进程控制块（PCB）来管理和控制进程，包括创建、撤销、阻塞、唤醒、挂起和激活等操作。 2.3 进程同步：当多个进程需要协作完成一项任务时，就需要同步机制来确保正确性。例如，信号量、管程、事件标志等工具用于控制进程间的相互制约和协调。 2.4 经典进程的同步问题：包括生产者-消费者问题、读者-写者问题、哲学家就餐问题等，这些问题展示了进程同步的重要性。 2.5 进程通信：进程间通信（IPC）允许进程之间交换信息，以协调它们的行为。常见的通信方式有管道、消息队列、共享内存和套接字等。 2.6 线程：线程是进程中可并发执行的更小的单元，线程共享同一进程的资源，但有自己的独立运行栈和程序计数器，使得进程内部的多任务执行更加高效。 通过学习这些概念，学生将能够理解并发执行的原理，掌握进程的生命周期和状态转换，以及如何通过同步和通信机制解决并发环境中的问题。