进程与线程：调度、并发及资源管理深度解析

本章节主要探讨了"线程与进程的比较"这一主题，聚焦于操作系统中的进程管理。首先，从调度的角度出发，强调线程作为操作系统调度和分派的基本单元，相比于进程，线程的系统开销通常更小。进程和线程都具备并发执行的能力，但在资源管理和系统开销上有所差异：进程拥有独立的资源，而线程则继承这些资源。 进程的基本概念是学习的重点，包括程序的顺序执行。程序的顺序执行意味着一个独立的程序占用处理器直到完成，遵循严格的线性结构，具有封闭性和可再现性的特点。然而，这可能导致资源利用率不高。为了更好地理解程序执行的复杂性，引入了前趋图的概念，它是一种有向无环图，用于表示程序段或进程之间的执行顺序，确保了指令的执行依赖关系。 进程的并发执行是另一个关键点，它允许多个程序同时在处理器上运行，尽管它们可能在同一时间点上以不同的速度推进，这被称为并发环境。并发执行的特性包括程序间的并行性和交互性，使得多任务处理成为可能。 难点方面，本章涉及了多道程序设计、进程和并发执行的理解，以及进程同步机制。进程同步是确保并发程序正确运行的关键，如死锁、信号量和互斥锁等技术被用来协调多个进程对共享资源的访问。此外，线程的概念也被纳入教学内容，虽然线程相对轻量级，但理解其与进程的关系以及它们在并发编程中的作用是不可或缺的。 本章通过深入解析进程的基本概念、控制、同步和线程，帮助学生掌握操作系统中进程管理的核心原理，为理解和解决并发编程中的实际问题打下坚实基础。