概念性组成
线程描述表记录的信息有线程ID、指令地址寄存器、处理器寄存器、硬件设备寄存器以及栈现场状态等少量线程私有信息。
进程控制块（PCB）的内容一般可以分成调度信息和现场信息两大部分。现场信息包括程序状态字、时钟、界地址寄存器等；调度信息包括进程名、进程号、存储信息、优先级、当前状态、资源清单、“家族关系”、消息队列指针等。
不同的进程由于设计目标不同而具有不同的进程行为，其可分为计算密集型与I/O密集型。
用于进程控制的原语一般有创建进程、撤销进程、挂起进程、激活进程、阻塞进程、唤醒进程以及改变进程优先级等。
P、V操作是一类低级通信原语，不能承担进程间大量信息的交换任务（进程共享是一种进程间大量信息的交换）且其主要不足为程序不易读懂、程序不利于修改和维护、正确性难以保证。解决进程之间的大量信息通信的问题有三类方案，分别为共享内存、消息机制以及通过共享文件进行通信（管道通信）。上述三类高级通信原语，它们不仅要保证相互制约的进程之间的正确关系，还要同时实现进程之间的信息交换。[4]
程序是指令、数据及其组织形式的描述，进程是程序的实体。进程是由进程控制块、程序段、数据段组成。每一个进程都有它自己的地址空间，一般情况下，包括文本区域、数据区域和堆栈。文本区域存储处理器执行的代码；数据区域存储变量和进程执行期间使用的动态分配的内存；堆栈区域存储着活动过程调用的指令和本地变量。
实时系统的调度算法可以是静态的或是动态的，主要包括速率单调调度算法（静态）、最早最终时限优先调度（动态）。速率单调算法（RMS），任务的优先级与它的周期表现为单调函数的关系，任务的周期越短，优先级越高；任务的周期越长，优先级越低。最早最终时限优先调度算法（EDF），根据截止期限动态分配优先级。截止期限越早，优先级越高；截止期限越晚，优先级越低。[8]
作业调度，根据作业控制块中的信息，审查系统能否满足用户作业的资源需求，以及按照一定的算法，从外存的后备队列中选取某些作业调入内存，并为它们创建进程、分配必要的资源。然后再将新创建的进程插入就绪队列，准备执行。因此，有时也把作业调度称为接纳调度。[9]
七状态进程模型：（增加挂起状态的好处是提高处理机效率、可以为运行进程提供足够的内存以及有利于调试）
最高响应比优先算法（作业调度）：最高响应比优先算法是介于先来先服务算法（FCFS）和最短作业优先算法（SJF）之间的一种算法，它既考虑了作业的等待时间，又考虑了作业的处理时间。调度规则：响应比最高的作业先运行。响应比 = （进程等待时间+进程运行时间）/ 进程运行时间；响应周期 = 进程等待时间 + 进程运行时间。[10]
一个管程定义了一个数据结构和能为并发进程所执行（在该数据结构上）的一组操作，这组操作能同步进程和改变管程中的数据。局部于管程的数据结构，只能被局部于管程的过程所访问，任何管程之外的过程都不能访问它；反之，局部于管程的过程也只能访问管程内的数据结构。由此可见，所有进程要访问临界资源时，都必须经过管程才能进入，而管程每次只允许一个进程进入管程，从而实现进程的互斥。
测试与设置指令（Test & Set）是解决互斥访问临界区的硬件方法。TS指令实现互斥的算法是，测试锁变量的值，如为1，则重复执行本命令，不断重复测试变量的值；如为0，则立即将锁变量测试值置为1，进入临界区；退出临界区时，将锁变量测试值置为0。（测试并设置指令是一条完整的指令，而在一条指令的执行中间是不会被中断的，保证了锁的测试和关闭的连续性）
信号量初始化后，只能实施P、V原语操作，分别表示对信号量的原子减一和加一的操作，可用资源数或者等待该资源的进程数，不能随意地不经P、V操作而使其改变。
共享内存机制（共享缓冲区方式）（进程间通信方式）：共享内存指在多处理器的计算机系统中，可以被不同中央处理器CPU访问的大容量内存。由于多个CPU需要快速访问存储器，这样就要对存储器进行缓存（Cache）。任何一个缓存的数据被更新后，由于其他处理器也可能要存取，共享内存就需要立即更新，否则不同的处理器可能用到不同的数据。共享内存是Unix下的多进程之间的通信方法，这种方法通常用于一个程序的多进程间通信，实际上多个程序间也可以通过共享内存来传递信息，特点是可以高效地共享大量信息。
消息机制（进程间通信方式）：信息传递直接发送消息给一个进程，消息采用内存中若干公共缓冲区组织成队列，依赖进程或基础框架来调用实际执行的代码。
管道通信（进程间通信方式）：发送进程以字符流形式将大量数据送入管道，接收进程可从管道接收数据，二者利用管道进行通信。通过连接两个进程的一个打开的共享文件，可以实现进程间的数据通信。管道通信机制中的同步与互斥都由操作系统自动进行，对用户是透明的。
套接字：一组进程间交换数据的协议。
并发进程间存在的三大关系，分别为直接感知（相互直接交互，如通信）、间接感知（双方都与第三方交互，如共享资源）以及互相不感知（相互间完全不了解其他进程的存在）。
与时间有关的相互制约问题是指在并发程序中共享了公共变量，使得程序的计算结果与并发程序执行的速度（时间）有关（源于并发进程的异步性）。
进程间的相互制约关系：
信箱通信方式：信箱通信是一种”间接“通信方式。信箱通信是借助于收发双方进程之外的共享数据结构（如消息队列）作为通信中转，发送方和接收方不必直接建立联系，没有处理时间上的限制。发送方可以在任何时间发送消息，接收方也可以在任何时间收信。
一个信箱的结构可以由”信箱说明“和”信箱体“两部分组成。在”信箱说明“中，一般包含可存信件数、已有信件数和可存信件的指针三个参数。
硬件方法实现进程互斥的优点：使用范围广（适用于任意数目进程，在单处理器和多处理器环境中完全相同）、实现简单（标志设置简单，含义明确，容易验证其正确性）、支持多个临界区（在一个进程内有多个临界区，只需为每个临界区设立一个布尔变量）。
硬件方法实现进程互斥的缺点：进程在等待进入临界区时，要耗费处理机的时间，不能实现”让权等待“、由于进入临界区的进程是从等待进程中随机选择的，有的进程可能出现”饥饿“现象。
简单的计算问题
（一）信号量机制—生产者与消费者问题
实现互斥的P操作一定要放于实现同步的P操作之后，否则极有可能发生“死锁”现象。再者，非必要代码我们也应不放于PV操作之间，否则极可能导致进程之间的并发度降低。
（2）信号量机制—读写者问题
读者与写者两组并发进程，共享一个文件，当两个或两个以上的读进程同时访问共享数据时不会产生副作用，但若某个写进程和其他进程（读或写）同时访问共享数据时则可能导致数据不一致的错误。因此要求：
①允许多个读者可以同时对文件执行读操作；
②只允许一个写者往文件中写信息；
③任一写者在完成写操作之前不允许任何其他读者或写者工作；
④写者执行写操作前，应让已有的读者和写者全都退出。
参考资料：
[1]fork函数详解_Oorik的博客-CSDN博客_fork()函数
[2]pthread_join()详解及实验_EmbededCoder的博客-CSDN博客_pthread_join
[3]POSIX线程库pthread_酷酷的猪的博客-CSDN博客_posix pthread
[4]操作系统中的管程是什么概念呢？_qq_32001201的博客-CSDN博客_管程是什么意思
[5]Python 多线程 Thread包_森林海的棕熊的博客-CSDN博客_python多线程包
[6]多道程序系统_百度百科
[7]中断与陷入的区别_吃星星的博客-CSDN博客_中断和陷入的区别
[8]最早截止时间优先（EDF）_一只酷酷的小猪猪的博客-CSDN博客_最早截止时间优先算法
[9]百度百科（作业调度）
[10]最高响应比优先算法（HRRF）及例题详解_EMT00923的博客-CSDN博客_hrrf
[11]进程间通信——几种方式的比较和详细实例_worthsen的博客-CSDN博客_进程间的通信方式三种
[12]计算机四级操作系统-4-并发与同步 - 小西贝呦 - 博客园(计算机四级学习博主)