### 计算机操作系统复习知识点总结
#### 一、操作系统概览
- **设计现代操作系统的主要目标**:
- **有效性**:确保系统的资源得到高效利用。
- **方便性**:提供用户友好的界面,简化用户的操作流程。
- **可扩展性**:能够随着硬件的发展和技术的进步而扩展自身功能。
- **开放性**:支持多种标准和协议,易于与其他系统或组件集成。
- **操作系统的五大功能**:
- **处理机管理**:负责处理机的分配和调度。
- **存储器管理**:管理内存资源,包括内存分配、回收等。
- **设备管理**:协调外部设备的使用,实现设备的驱动和管理。
- **文件管理**:负责文件的组织、存储、检索和保护。
- **用户管理**:管理用户权限,提供安全措施。
- **操作系统的基本特性**:
- **并发性**:多个程序或进程可以同时运行。
- **共享性**:系统资源可以被多个进程共享。
- **异步性**:各进程以不可预知的速度向前推进。
- **虚拟性**:操作系统通过时分复用和空分复用技术为用户提供比实际数量更多的资源。
- **操作系统的分类**:
- **批处理系统**:以批处理方式处理任务,主要用于大量数据处理。
- **分时系统**:支持多个用户同时交互地使用计算机。
- **实时系统**:对外部事件做出快速响应,保证及时性和可靠性。
- **微内核操作系统的特点**:
- **足够小的内核**:只包含最基本的功能。
- **机制与策略分离**:将机制实现与策略选择分开。
- **基于客户/服务器模式**:服务通过网络或进程间通信调用。
#### 二、进程管理
- **进程的定义**:进程是程序在操作系统中的执行过程,是资源分配和调度的基本单位。
- **进程与程序的区别**:
- **动态性**:程序是静态的指令集合,进程是动态的执行过程。
- **生命周期**:程序永久存在,进程有生命期。
- **组成**:进程由程序段、数据段和进程控制块(PCB)组成。
- **并发性**:进程可以并发执行,而程序不行。
- **独立性**:进程可以独立运行,程序需通过PCB才能独立运行。
- **异步性**:进程以异步方式运行。
- **进程实体的构成**:程序段、相关数据、进程控制块(PCB)。
- **挂起状态原因**:用户请求、父进程请求、系统调节需求、操作系统需求。
- **原语及其功能**:
- **创建原语**:创建新进程。
- **阻塞原语**:将进程变为阻塞状态。
- **唤醒原语**:将阻塞状态的进程变为就绪状态。
- **挂起原语**:将进程挂起。
- **激活原语**:激活挂起的进程。
- **同步机制原则**:
- **空闲让进**:如果资源可用,则允许进程进入。
- **忙则等待**:如果资源被占用,则等待释放。
- **有限等待**:确保进程能在有限时间内获取资源。
- **让权等待**:等待时放弃CPU使用权。
- **程序并发执行的特征**:
- **间断性**:进程执行过程中可能会被打断。
- **失去封闭性**:进程的执行结果可能受到其他并发进程的影响。
- **不可再现性**:相同的输入可能得到不同的结果。
- **管程**:定义了数据结构和一组可以访问这些数据的操作,用于进程间的同步。
- **高级通信机制分类**:
- **共享存储器系统**:进程通过共享内存交换数据。
- **消息传递系统**:进程间通过发送消息进行通信。
- **管道通信系统**:通过管道连接进程,实现单向通信。
- **客服机-服务器系统**:客户端和服务端模式的通信。
- **引入进程与线程的目的**:
- **进程**:提高资源利用率和系统吞吐量。
- **线程**:降低并发执行时的空间和时间开销。
- **进程与线程的比较**:
- **上下文切换**:线程间的切换成本低于进程。
- **通信复杂度**:线程间共享资源简单,进程间通信复杂。
- **并发执行**:线程更有利于提高并发性。
- **进程撤销条件**:完成特定任务后,回收主存空间和取消进程控制块(PCB)。
- **顺序执行特性**:封闭性和可再现性。
- **信号量操作**:只能通过原语操作进行,用于进程间的同步。
- **进程的基本单位**:既是资源分配单位也是独立运行和调度单位。
- **PCB的作用**:记录描述进程当前状况和控制进程运行的所有信息。
以上内容概括了《计算机操作系统》复习总结精简版中涉及的关键知识点,包括操作系统的基本概念、进程管理等方面的核心内容。这些知识点对于理解和掌握操作系统的工作原理至关重要。