Linux/UNIX进程控制原语详解：内核与同步机制

在Linux/UNIX操作系统中，进程控制原语是实现进程管理和调度的关键组成部分，尤其是在多道程序设计环境下。第二章《进程管理》主要探讨了进程在并发执行环境中的重要性，以及如何通过进程概念解决不可再现性和资源利用效率等问题。 首先，进程引入的必要性在于提高计算机资源的利用率，通过并发执行多个程序，使得系统能同时处理多个任务。进程被定义为并发执行的程序实例，它有独立的执行流和生命周期，包括就绪、运行、阻塞和终止等基本状态。进程控制块（PCB）是进程存在的唯一实体，包含了进程的所有必要信息，如程序地址、堆栈指针、优先级等，以及进程上下文，即当前程序执行所需的状态信息。 章节的核心内容包括： 1. 内核功能：介绍内核如何控制进程，例如增加“挂起”和“激活”状态，以及对应的五种状态图。进程控制原语如创建、撤销、阻塞、唤醒、挂起和激活等在此部分详述，这些都是操作系统底层对进程操作的抽象。 2. 进程间的制约关系和同步：理解临界资源和临界区的概念，进程同步是避免竞态条件的重要手段。信号量机制，尤其是记录型信号量和P、V操作，用于实现进程间的互斥和同步，包括描述前驱关系和解决生产者-消费者问题。 3. 高级通讯机制：进程通讯是实现系统间数据交换的关键，涵盖了共享存储器、消息传递系统和管道通信，以及消息缓冲队列通信等机制。 4. 调度理论：处理机调度是决定进程运行次序的关键。包括作业调度和进程调度，七种常见的调度算法及其适用场景，以及处理机三级调度的概念。 5. 死锁管理：死锁是并发进程可能面临的严重问题，讲解死锁的定义、原因和四个必要条件，以及预防、避免和解除死锁的方法，如银行家算法和资源分配图。 6. 操作系统结构：了解模块接口法、层次结构法和客户/服务器结构等不同的系统设计模式，以及Windows 2000框架图，这些都与进程管理密切相关。 通过学习本章内容，学生将能够深入理解进程控制的原理和实践，并掌握操作系统中进程管理的核心技术，为后续开发和优化多任务系统提供坚实基础。