操作系统知识点.doc

操作系统是计算机系统的核心组成部分，它的主要任务是管理和协调计算机的硬件和软件资源，提供用户与计算机硬件间的接口，实现资源的高效利用，并确保系统的开放性和可扩展性。汤小丹作为操作系统领域的专家，其知识体系涵盖了操作系统的多个关键方面。 在操作系统的发展过程中，经历了从无操作系统的人工操作阶段，到单道批处理系统、多道批处理系统，再到分时系统和实时系统。批处理系统提高了CPU和内存的利用率，但缺乏交互性；分时系统允许多个用户同时使用计算机，具有多路性、独立性、及时性和交互性；实时系统则用于需要快速响应的控制和信息处理任务，强调可靠性和时间约束。 操作系统的基本特性包括并发性（程序在宏观上看似同时运行，微观上交替执行）、共享（资源可供多个进程使用）、虚拟（通过资源的抽象和模拟提供服务）和异步性（进程执行的不确定性）。其中，并发性和共享是操作系统最基础的特性。 操作系统的主要功能包括进程管理、存储器管理、设备管理、文件管理和作业管理。进程管理涉及进程的创建、同步、通信、调度和死锁处理；存储器管理则处理内存的分配、保护、扩充和地址映射；设备管理关注设备的缓冲、分配和处理；文件管理包括存储空间的管理、目录结构、读写操作和保护机制；作业管理涉及作业的提交、控制和调度。 在结构设计上，操作系统经历了从无结构到模块化，再到分层式结构的演变，现代操作系统往往采用微内核设计，以提高灵活性、可扩展性和可靠性。例如，微内核仅包含最基本的功能，其他服务作为单独的服务进程运行在用户态，这种设计便于维护和升级。 进程管理是操作系统中的核心部分。进程是操作系统中并发执行的基本单位，具有动态性、并发性、独立性和异步性。进程的状态通常包括运行态、就绪态和阻塞态，以及挂起状态，这些状态之间可以相互转换。进程控制块（PCB）是进程存在的标志，包含了描述进程状态和控制进程运行所需的所有信息。操作系统通过内核实现进程的控制，内核包含关键模块如进程调度、中断处理和设备驱动，并借助原语（不可分割的操作序列）和原子操作确保操作的完整性。 创建和撤销进程是进程控制的关键操作，子进程的创建会形成一个进程家族树，而撤消进程时需要递归撤销其所有子孙进程。挂起和激活进程则用于调整系统资源的分配，比如在内存紧张时将进程挂起到外部存储。 操作系统知识点的深度和广度远远超过本文的概述，但以上内容提供了一个基础框架，帮助理解操作系统的核心概念和功能。对于深入学习，还需要研究更多的细节和技术实现。