操作系统复习各章知识点总结

操作系统复习各章知识点总结 操作系统是计算机系统中的一个系统软件，对计算机资源进行有效管理与合理分配的软件集合。其主要功能是管理计算机资源，提供服务和接口。操作系统的发展经历了从无到有，从人工到监控程序、单道批处理、多道批处理、分时、实时操作系统等阶段。 多道程序设计系统是指多个作业可以同时装入主存储器进行运行的系统。该系统的技术支持是中断技术和通道技术。多道系统的优点在于提高了处理器的利用率，充分利用外围设备资源，发挥了处理器与外围设备以及外围设备之间的并行工作能力。 分时技术是指把处理机的运行时间分成很短的时间片，按时间片轮流把处理机分配给各联机作业使用。多重处理是指一个计算机同时执行多道程序或多个指令序列，或者多处理机同时执行多个指令序列。 微内核结构是指操作系统的核心部分，包括进程管理、存储器管理、文件管理、设备管理等功能。微内核结构的特点是模块化、灵活、可靠。 实时操作系统的实现是通过快速硬中断和软件调度算法来实现的。操作系统的特征包括并发性、共享性、虚拟性、异步性等。操作系统的主要功能是提供服务和接口，通过系统调用和应用编程接口（API）来提供服务。 进程是并发执行的程序在执行过程中分配和管理资源的基本单位。进程控制块（PCB）是系统为了管理进程设置的一个专门的数据结构，用它来记录进程的外部特征，描述进程的运动变化过程。进程控制是系统使用一些具有特定功能的程序段来创建以及完成进程各状态间的转换，从而达到多进程高效率并发执行和协调，实现资源共享的目的。 进程上下文是一个抽象的概念，它包含了每个进程执行过的、执行时的及待执行的指令和数据。在指令寄存器、堆栈、状态字寄存器等中的内容。原语是不可被中断的程序段，要么一次执行完，要么不执行。 临界资源是指多个进程竞争的资源，临界区是指不允许多个并发进程交叉执行的一段程序。互斥是指一组并发进程中的一个或多个程序段，因共享某一公有资源而导致他们必须以一个不允许交叉执行的单位执行。 信号量是表示资源的实体，是一个特殊变量，其值仅能由P、V操作来决定。P、V操作的具体含义是P操作表示信号量减1，V操作表示信号量加1。用P、V操作实现互斥与同步。私用信号量和公用信号量是两种不同的信号量，它们的含义不同。 同步是指把异步环境下的一组并发进程，因直接制约而互相发送消息而进行互相合作，互相等待，使得各进程按一定的速度执行的过程。管道是把第一条命令的输出作为第二条命令的输入，如此进行连接的技术。 死锁是指各并发进程彼此互相等待对方所拥有的资源，且这些并发进程在得到对方的资源之前不会释放自己拥有的资源。预防是指系统在分配资源时，根据资源的使用情况提起做出预测，从而使得死锁的必要条件在系统执行的任何时间都不满足。避免是指系统在分配资源时，根据资源的使用情况提起做出预测，从而避免死锁的发生。 死锁检测和恢复是指系统设有专门的机构，当死锁发生时，该机构能够检测到死锁发生的位置和原因，并能通过外力破坏死锁发生的必要条件，从而使得并发进程从死锁状态中恢复出来。银行家算法和安全性检查算法是解决死锁问题的两种算法。 线程是进程中可独立并发执行的子任务，一个进程中可以有一个或多个线程，每个线程都有一个唯一的标识符。TCB线程控制块内容包括线程的状态、优先级、寄存器、堆栈等信息。 内核线程和用户级线程是两种不同的线程，它们的实现机理和优缺点不同。进程通信是指进程之间的通信，主要有低级通信和高级通信两种。消息的格式包括消息头、消息体和消息尾。 RPC远程过程调用是指在分布式系统中，一个进程调用另一个进程的方法，实现了分布式计算。SOCKET通信是指在网络中，两个进程之间的通信。 生产者-消费者模型和读者-写者模型是两种典型的并发问题模型，解决这类问题可以使用信号量、管道等技术。