1进程是资源容器也是状态机
闭卷重建进程是资源容器也是状态机的对象、状态、事件、不变量与一个失败反例。
操作系统与系统实验 · 小纸条
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第 1 页 · 正面（题目）
2创建、退出与父子关系
闭卷重建创建、退出与父子关系的对象、状态、事件、不变量与一个失败反例。
3上下文切换保存什么
闭卷重建上下文切换保存什么的对象、状态、事件、不变量与一个失败反例。
4线程、共享与线程局部状态
闭卷重建线程、共享与线程局部状态的对象、状态、事件、不变量与一个失败反例。
5用户级与内核级线程
闭卷重建用户级与内核级线程的对象、状态、事件、不变量与一个失败反例。
6实验：进程状态合法迁移
闭卷重建实验：进程状态合法迁移的对象、状态、事件、不变量与一个失败反例。
7实验：Amdahl线程加速边界
闭卷重建实验：Amdahl线程加速边界的对象、状态、事件、不变量与一个失败反例。
第 1 页 · 背面（答案）
核心机制：fork式复制、spawn式创建与exec式映像替换承担不同动作；退出状态需由父进程回收；实验入口：用Python subprocess创建子进程并采集退出码，再模拟父进程不wait时的僵尸记录；边界：孤儿与僵尸不是同义词；exec成功后进程身份可保持而地址空间内容被替换。
核心机制：进程由地址空间、打开资源、凭据和至少一条执行流组成，PCB保存调度与管理所需状态；实验入口：跟踪编辑器启动编译器子进程，从创建、就绪、运行、阻塞到退出逐事件记录PCB变化；边界：程序是静态代码，进程是一次受管理执行；同一程序可对应多个独立进程。
核心机制：同进程线程共享代码、堆和打开文件，却各有寄存器、栈、调度状态和线程局部存储；实验入口：让两个线程更新同一计数器并分别记录栈变量与共享变量，画出可能交错；边界：共享地址空间降低通信成本，也扩大竞态和故障影响；线程安全必须落到具体对象。
核心机制：切换要保存程序计数器、栈指针、通用寄存器和调度状态，必要时改变地址空间与缓存上下文；实验入口：比较线程切换和跨进程切换的保存集合，用时间线拆出调度决定、保存、恢复和缓存冷却；边界：切换开销不是固定常数；切换频繁也不能直接推出CPU利用率低，需看工作负载与等待。
核心机制：状态迁移必须由创建、调度、抢占、等待、唤醒或退出等合法事件触发；实验入口：实现状态机读取READY RUN BLOCK WAKE EXIT事件并输出最终状态或首个非法迁移位置；边界：不存在BLOCKED直接被调度为RUNNING的合法捷径；唤醒只回到READY。
核心机制：多对一、一对一和多对多模型在阻塞、并行、调度控制与运行时复杂度之间权衡；实验入口：给定四核与一个阻塞系统调用，推演三种线程映射下还能运行多少执行流；边界：绿色线程不是天然更快，异步运行时也没有消除内核调度和阻塞边界。
核心机制：并行加速受串行比例、核数、同步与调度开销共同限制；实验入口：输入串行比例和核数，计算理想Amdahl加速比并与实测时间比较；边界：核数趋于无穷时上限仍为1/s；公式不包含现实开销，不能把理想值当承诺。