操作系统进程管理：就绪状态与控制

"就绪(Ready)状态-第2章进程描述与控制" 在操作系统中，进程是系统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实例。本章主要探讨了进程的描述与控制，特别是关注就绪状态。就绪状态是指一个进程已经获得了除CPU之外的所有必要的资源，只需等待处理器时间片来执行。在这种状态下，系统可能会有多个就绪进程，它们被组织成一个就绪队列，由操作系统根据调度算法决定下一个执行的进程。 进程的引入是为了应对多道程序设计环境的需求。在单道程序时代，程序执行是顺序且封闭的，每个程序独占资源，执行结果可预测。然而，多道程序设计引入了并发执行，使得多个程序可以在同一时间内共享处理器，这导致了程序执行的顺序性和可再现性的破坏。例如，两个并发执行的程序可能会因执行顺序的不同而产生不同的结果，如上述的程序A和B的例子，它们共享变量N并对其进行操作，导致打印出的N值不唯一。 进程的特征包括并发性、动态性、独立性、异步性和结构性。并发性指的是多个进程可以在一段时间内同时执行。动态性表示进程的状态会随时间变化，如从就绪状态变为运行状态或阻塞状态。独立性意味着每个进程都有自己的地址空间和其他资源，相互之间相对独立。异步性指的是进程执行的相对顺序无法预知。结构性则体现在每个进程都由进程控制块（PCB）来描述，包含了进程的状态、优先级、资源分配等信息。 进程控制块（PCB）是操作系统用来记录和控制进程状态的关键数据结构。它存储了关于进程的各种信息，包括进程ID、当前状态（如就绪、运行或阻塞）、CPU寄存器的保存值、优先级、调度信息以及资源分配情况等。通过PCB，操作系统能够有效地管理和调度进程，实现进程的切换。 进程控制涉及到创建、撤销和改变进程状态的操作。当创建一个新的进程时，操作系统会分配一个PCB，并为新进程设置初始状态。在进程运行过程中，操作系统根据需要将进程从一种状态转换到另一种状态，比如当进程因为等待I/O操作完成而进入阻塞状态时，操作系统会将其从运行队列移出，并放入相应的阻塞队列。当等待事件发生后，进程会被重新放入就绪队列，等待被调度执行。 除了单核处理器中的进程控制，本章还可能涵盖了多处理器系统（SMP，Symmetric MultiProcessing）中的线程管理。在SMP系统中，多个处理器可以同时执行不同的线程，进一步提高了系统的并行处理能力。线程是进程内的执行单元，线程间的上下文切换比进程间更轻量级，因此可以提高系统效率。 总结起来，"就绪(Ready)状态-第2章进程描述与控制"这部分内容主要讨论了操作系统中进程的概念、引入原因、特征、状态转换，特别是就绪状态的含义以及进程控制块在进程管理中的作用。此外，还涉及了并发执行带来的问题以及进程与线程在多处理器系统中的应用。这些知识对于理解操作系统的内部工作原理至关重要。