一、引言
在傳統的操作系統中，程序並不能獨立運行，作為資源分配和獨立運行的基本單位都是進程。操作系統所具有的四大特征也都是基於進程而形成的，並可從進程的觀點來研究操作系統。顯然，在操作系統中，進程是一個極其重要的概念。
二、程序的順序執行及其特征
順序執行：通常可以把一個應用程序分成若干個程序段，在各程序段之間，必須按照某種先后次序順序執行，僅當前一操作(程序段)執行完后，才能執行后繼操作。
程序順序執行時的特征
(1) 順序性：處理機的操作嚴格按照程序所規定的順序執行，即每一操作必須在上一個操作結束之后開始。
(2) 封閉性：程序是在封閉的環境下執行的，即程序運行時獨占全機資源，資源的狀態(除初始狀態外)只有本程序才能改變它。程序一旦開始執行，其執行結果不受外界因素影響。
(3) 可再現性：只要程序執行時的環境和初始條件相同，當程序重復執行時，不論它是從頭到尾不停頓地執行，還是“停停走走”地執行，都將獲得相同的結果。
程序順序執行時的特性，為程序員檢測和校正程序的錯誤帶來了很大的方便。
前趨圖
前趨圖(Precedence Graph)是一個有向無循環圖，記為DAG(Directed Acyclic Graph)，用於描述進程之間執行的前后關系。圖中的每個結點可用於描述一個程序段或進程，乃至一條語句；結點間的有向邊則用於表示兩個結點之間存在的偏序(Partial Order，亦稱偏序關系)或前趨關系(Precedence Relation)“→”。 →={(Pi，Pj)|Pi must complete before Pj may start}，如果(Pi，Pj)∈→，可寫成Pi→Pj，稱Pi是Pj的直接前趨，而稱Pj是Pi的直接后繼。在前趨圖中，把沒有前趨的結點稱為初始結點(Initial Node)，把沒有后繼的結點稱為終止結點(Final Node)。此外，每個結點還具有一個重量(Weight)，用於表示該結點所含有的程序量或結點的執行時間，前趨圖中必須不存在循環。
程序的並發執行及其特征
3.1 輸入程序在輸入第一個程序后，在計算程序對該程序進行計算的同時，可由輸入程序再輸入第二個程序，從而使第一個程序的計算操作可與第二個程序的輸入操作並發執行。一般來說，輸入程序在輸入第i+1個程序時，計算程序可能正在對第i個程序進行計算，而打印程序正在打印第i-1 個程序的計算結果。例如，我們有一批作業需要批改，但是需要對一個作業的輸入、計算和打印三個操作，必須順序執行。下圖表示出了輸入、計算和打印這三個程序對一批作業進行處理的情況。
在該例中存在下述前趨關系：Ii→Ci，Ii→Ii+1，Ci→Pi，Ci→Ci+1，Pi→Pi+1而 Ii+1和Ci及Pi-1是重迭的，亦即在Pi-1和Ci以及Ii+1 之間，可以並發執行。
程序並發執行時的特性
程序的並發執行，雖然提高了系統吞吐量，但也產生了下述一些與程序順序執行時不同的特征。
1) 間斷性
程序在並發執行時，由於它們共享系統資源，以及為完成同一項任務而相互合作，致使在這些並發執行的程序之間，形成了相互制約的關系。例如，圖2-3 中的I、C和P是三個相互合作的程序，當計算程序完成Ci－1的計算后，如果輸入程序I尚未完成Ii的處理，則計算程序就無法進行Ci的處理，致使計算程序必須暫停運行。又如，當打印程序完成Pi的打印后，若計算程序尚未完成Ci＋1的計算，則打印程序就無法對Ci＋1的計算結果進行打印。一旦使程序暫停的因素消失后(如Ii已處理完成)，計算程序便可恢復執行對Ci的處理。簡而言之，相互制約將導致並發程序具有“執行—暫停—執行”這種間斷性的活動規律。
2) 失去封閉性
程序在並發執行時，是多個程序共享系統中的各種資源，因而這些資源的狀態將由多個程序來改變，致使程序的運行失去了封閉性。這樣，某程序在執行時，必然會受到其它程序的影響。例如，當處理機這一資源已被某個程序占有時，另一程序必須等待。
3) 不可再現性
程序在並發執行時，由於失去了封閉性，也將導致其再失去可再現性。例如，有兩個循環程序A 和B，它們共享一個變量N。程序A 每執行一次時，都要做N:=N+1 操作；程序B每執行一次時，都要執行Print(N)操作，然后再將N 置成“0”。程序A和B以不同的速度運行。這樣，可能出現下述三種情況(假定某時刻變量N 的值為n)。
(1) N:=N+1 在Print(N)和N:=0之前，此時得到的N值分別為n+1，n+1，0。
(2) N:=N+1 在Print(N)和N:=0之后，此時得到的N值分別為n，0，1。
(3) N:=N+1 在Print(N)和N:=0之間，此時得到的N值分別為n，n+1，0。
上述情況說明，程序在並發執行時，由於失去了封閉性，其計算結果已與並發程序的執行速度有關，從而使程序的執行失去了可再現性，亦即，程序經過多次執行后，雖然它們執行時的環境和初始條件相同，但得到的結果卻各不相同。