操作系统是计算机系统的核心组成部分，负责管理和协调计算机硬件与软件资源，以提供高效、安全和便捷的服务给用户。操作系统的目标在于提高资源利用率、保障系统稳定性和安全性，并为用户提供友好的交互环境。它在计算机系统中占据着核心地位，既是硬件与应用软件之间的桥梁，也是用户与计算机之间的接口。
操作系统的主要功能包括四大资源管理：处理器管理、存储器管理、设备管理和文件管理。处理器管理涉及到进程的创建、撤销、调度和控制，以确保多个进程公平有效地共享处理器资源。存储器管理则关注如何分配和回收内存，如页式存储管理和段式存储管理，以及虚拟存储器的运用，以解决内存容量有限的问题。设备管理通过设备驱动程序和缓冲区管理来优化I/O操作。文件管理则涉及文件的创建、删除、读写和保护。
操作系统的发展历程可大致分为批处理系统、分时系统和实时系统。批处理系统适用于大量作业一次性提交，减少了人工干预；分时系统允许多个用户同时在线交互，提高了资源利用效率；实时系统强调响应时间，用于控制实时环境如航空航天或工业自动化。
操作系统根据其特性可分为多种类型。批处理系统以批为单位执行任务，提高设备利用率；分时系统将CPU时间片轮转给多个用户，实现多用户同时操作；实时系统则要求在规定时间内完成任务，满足严格的时间约束。
在进程管理中，进程是操作系统中并发执行的程序实例，具有独立性、并发性、异步性和结构性等特征。进程有运行、就绪和阻塞三种基本状态，状态转换由事件触发。进程控制块（PCB）是操作系统维护进程状态和信息的关键数据结构。原语是操作系统内部使用的不可中断的指令序列，用于实现进程控制。进程间存在同步与互斥关系，wait和signal操作是实现同步与互斥的机制。信号量是同步工具，大于0表示资源可用，小于0表示资源不足。信号量S初值为2，当前值为-1，表明有1个进程在等待队列中。两个并发进程相关临界区的互斥信号量为0，说明这两个进程都在各自的临界区执行。
处理机调度涉及高级调度（作业调度）、中级调度（交换调度）和低级调度（进程调度）。调度算法的选择直接影响系统性能，如FCFS（先来先服务）、SJF（短作业优先）、Priority（优先级调度）等。死锁是指多个进程相互等待对方释放资源而形成的一种僵局。死锁的四个必要条件包括互斥、占有并等待、无剥夺和循环等待。预防死锁通常通过破坏这些条件，银行家算法是一种有效的死锁避免策略。
存储器管理涉及程序装入。静态重定位在程序加载时确定物理地址，而动态重定位在程序运行时进行。页式存储管理中，逻辑地址由页号和页内地址组成，逻辑地址到物理地址的转换通过页表实现。段式存储管理基于逻辑结构划分内存，便于代码和数据的组织。虚拟存储器是为了克服主存容量限制，结合了主存和磁盘空间，实现按需调入调出，如请求分页和请求分段。
以上内容涵盖了操作系统的基础知识，包括操作系统概述、进程管理、处理机调度与死锁以及存储器管理，为复习操作系统提供了全面的框架。深入理解这些概念和技术对于学习和实践操作系统至关重要。
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