操作系统进程管理：并发与同步

"操作系统第三章（2） 大三计算机专业各种课件 985院校" 本资源主要探讨了操作系统中的进程管理，特别是聚焦在进程的互斥和同步问题。这一部分的内容对于理解多任务环境下的并发执行、资源管理和数据一致性至关重要。 首先，进程互斥是指在同一时刻只有一个进程能访问共享资源，以防止数据的不一致性和冲突。例如，在进程间的关系中，一个简单的例子是堆栈管理，当两个进程同时尝试修改堆栈状态（如getaddr和reladdr操作）时，如果没有适当的互斥机制，可能会导致数据错误或混乱，如序号3和4所示的执行顺序。这需要采用互斥算法来解决，比如信号量机制，它可以用来控制对临界区的访问，确保任何时候只有一个进程能够进入。 信号量是P(V)操作的一种实现，其中P操作（wait）表示请求资源，V操作（signal）表示释放资源。当信号量的值为正时，表示有可用资源，P操作会将其减1；若减后为负，则进程进入等待状态，直到其他进程执行V操作将信号量加1并唤醒等待的进程。 接着，进程同步是关于如何协调多个并发进程的执行，以达到预期的顺序和结果。经典进程同步问题包括生产者消费者问题、哲学家就餐问题、读者写者问题等。管程是一种高级的进程同步机制，它提供了一个结构化的方法来定义和管理临界区，通过封装共享变量和相关操作，避免了死锁和活锁的发生。 在Windows NT这样的操作系统中，提供了多种原生的进程互斥和同步机制，如事件对象、临界区、互斥量等，它们为开发者提供了更灵活的工具来处理并发问题。 最后，操作系统的基本特性在这一章中也有所提及，包括并发性（允许多个任务同时执行）、资源共享（进程之间可以访问共同的数据）、异步性（进程执行的不确定性）以及虚拟性（通过时间片调度等技术使用户感觉拥有独占资源）。这些特性使得多进程和多线程成为现代操作系统的核心特征，同时也带来了进程管理的复杂性，特别是如何保证并发执行的安全性和正确性。 这个资源涵盖了操作系统中进程管理的关键概念，包括进程互斥和同步的原理、实现方法以及实际案例分析，对于深入理解操作系统以及进行多线程编程具有很高的学习价值。