操作系统：进程管理与并发执行

"进程管理-操作系统第二章进程" 在操作系统中，进程管理是核心功能之一，它涉及到程序的执行方式以及处理机的分配策略。本章深入探讨了进程及处理机管理的相关概念。 首先，程序的顺序执行具有三个特征：顺序性、封闭性和可再现性。顺序性意味着程序的指令按照其编写的顺序依次执行；封闭性表示程序执行不受外界影响，其结果仅取决于输入和内部状态；可再现性是指相同的输入和初始条件将导致相同的输出。这种执行模式在单处理器系统中是典型的情况。 进入并发执行的概念，多个程序可以同时进行，即并发执行。这在多处理器和多核心系统中尤为常见。并发性带来了间断性，程序的执行被中断并与其他程序交错，这与顺序执行形成鲜明对比。并发执行还导致程序失去封闭性，因为共享资源可能导致状态的不确定性。例如，两个或更多进程对同一数据进行操作时，结果可能会因进程间的相对执行顺序而变化，造成不可再现性。 在并发执行中，前趋图是一种用于表示进程间依赖关系的工具。它是由有向无环边构成的图，其中每个节点代表一个进程或操作，边表示一个进程必须在另一个进程之前完成的关系。通过前趋图，我们可以分析和理解进程间的交互和同步需求。 处理机调度是进程管理的关键部分，它决定哪个进程应该在何时获得处理机。调度的目标通常包括公平性、响应时间、吞吐量和效率等。不同的调度算法如先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、优先级调度等，适用于不同类型的系统需求。 死锁是并发执行中可能出现的一种严重问题，当两个或更多的进程互相等待对方释放资源而无法继续执行时，就会发生死锁。预防和避免死锁是操作系统设计中的重要任务，通常通过资源预分配、银行家算法等策略来解决。 进程管理涉及程序的顺序与并发执行特性、进程间的通信机制、处理机的调度策略以及死锁的预防和检测。理解这些概念对于设计和优化操作系统至关重要，也对编写高效的并发程序有着深远影响。