Windows操作系统进程互斥与同步解析

"该资源是清华大学电子系的Windows操作系统原理课程讲义，主要涵盖了操作系统中的进程与线程、进程互斥和同步、死锁问题、进程间通信以及处理器调度等内容，采用PPT格式进行讲解。" 在Windows操作系统中，进程是系统资源分配的基本单位，而线程则是执行单元。每个进程都有自己的地址空间，包含代码、数据和栈等。线程则共享同一进程的资源，使得多任务在同一进程内并发执行，提高了系统效率。 进程互斥和同步是多进程环境下保证数据一致性的重要机制。互斥是指对于临界资源，任何时刻只有一个进程能访问。例如，在飞机订票系统的例子中，两个终端进程T1和T2访问共享变量x时，必须确保一次只有一个进程进行修改，以防止数据冲突。为实现互斥，可以使用信号量这一概念，它是一种同步原语，用于控制对共享资源的访问。 同步是控制进程执行顺序，确保进程间正确协作。例如，3个进程get、process和print在操作共享缓冲区Buf1和Buf2以及打印机时，必须按照特定顺序进行，以避免数据混乱。经典的进程同步问题包括哲学家就餐问题、生产者消费者问题等，这些问题可以通过信号量、管程等工具来解决。 管程是一种高级的同步机制，它提供了对临界区的封装，允许并发进程安全地访问共享资源。在Windows 2000/XP系统中，也有相应的进程互斥和同步机制，如事件对象、互斥量、信号灯等，用于管理进程间的资源竞争。 在设计同步机制时，需要遵循四个准则：空闲则入、无空等待、有限等待和让权等待。这四个准则是为了防止死锁和饥饿现象的发生。死锁是多个进程互相等待对方释放资源导致的僵局，而饥饿是指进程长时间无法获取所需资源，无法继续执行。操作系统需要确保这些准则的实施，以保证系统的稳定性和效率。 处理器调度是操作系统核心功能之一，负责决定哪个进程在何时获得CPU执行。调度策略的选择直接影响系统的响应时间、吞吐量和公平性。常见的调度算法有先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、时间片轮转等，每种算法都有其适用场景和优缺点。 这个Windows操作系统原理课程讲义深入探讨了操作系统内部如何管理和协调进程，以保证系统高效、稳定地运行，是学习操作系统原理的重要参考资料。