操作系统中的处理机管理是核心部分，它涉及到计算机如何有效地管理和调度资源，特别是CPU，以便多个程序能够并发执行。处理机管理主要包括多道程序设计的概念，这是操作系统设计的基础，旨在提高系统的资源利用率和效率。
资源被分为软件和硬件两大类。软件资源包括信息、数据和程序，而硬件资源主要包括CPU、内存以及各种外部设备如打印机和绘图仪。资源又依据其可重复使用性和是否可剥夺性进行进一步划分。可重用资源如内存和程序可以被多次使用，而不可重用资源如中间数据则是一次性的。可剥夺资源如CPU和内存可以在任何时候被抢占，而不可剥夺资源如打印机只能在当前任务完成之后才能被其他任务使用。
多道程序设计是处理机管理的关键，它允许多个程序同时存在于内存中并共享资源，从而实现并发执行。这种技术克服了单道程序设计的局限性，后者会导致资源的独占和串行使用。然而，多道程序设计也带来了新的问题，如进程的同步与互斥，以及可能出现的死锁现象。进程同步涉及多个进程间协同工作的问题，互斥则指同一时间只有一个进程能访问特定资源，防止数据不一致。死锁是指两个或更多进程相互等待对方释放资源，导致所有进程都无法继续的情况。
程序的执行有两种基本模式：顺序执行和并发执行。在顺序执行中，程序按照固定的顺序依次进行，只有一个资源在任何时刻被使用。而在并发执行中，多个程序段可以同时进行，如输入、计算和输出可以部分重叠，这提高了系统效率但引入了封闭性和可再现性的损失。并发执行可能导致数据共享和相互影响，使得程序的执行结果不再固定。
为了确保并发执行的正确性，Bernstein条件是一个重要的理论，它规定了两个程序并发执行时必须满足的条件，即没有读-写冲突。每个程序的读集和写集定义了它对变量的访问，只有当两个程序的读集和写集没有交集时，它们才能安全地并发执行。
进程是操作系统中实现并发执行的基本单元，它是一个程序在特定数据集上的运行实例。进程具有动态性、并发性、独立性和异步性这四个关键特征。动态性意味着进程在其生命周期中有创建、执行、暂停、恢复和终止等状态变化。并发性使得多个进程可以同时进行。独立性是指每个进程都有自己的内存空间和资源，可以独立运行。异步性则指的是进程的执行速度不可预测，它们可能因系统调度而随机暂停或恢复。
操作系统中的处理机管理是通过多道程序设计实现资源的高效利用和并发执行，而进程作为基本的执行单元，具备一系列特性以适应并发环境。理解和掌握这些概念对于理解和设计操作系统至关重要。
