操作系统支持在计算机组织与结构的学习中占据着至关重要的位置,特别是在第八讲中,主要探讨了操作系统的作用、进程管理以及内存管理。操作系统是计算机系统中最基础的系统程序,它为用户和计算机之间提供了一个接口,同时也负责管理和调配计算机的资源,为应用程序的执行提供一个环境。 在计算机系统的层次结构中,操作系统提供了多种服务,包括程序创建、程序执行、对输入/输出设备的访问控制、文件访问控制、系统访问、错误检测和响应以及会计记录等。操作系统实质上是一个资源管理者,它确保了系统资源的高效利用和公平分配。 在操作系统中,进程是核心概念之一。一个进程可以被定义为正在执行的程序,是程序在计算机上运行的一个实例。它包含三个基本元素:程序代码(可能被多个进程共享)、一组数据以及描述进程状态的多个属性。这些属性包括进程标识符、状态(如就绪、运行、等待或终止)、优先级、程序计数器、内存指针、上下文数据、I/O状态信息和会计信息。 进程控制块(Process Control Block, PCB)是操作系统用来存储和管理这些进程信息的数据结构。每个进程都有一个对应的PCB,使得操作系统能够支持多进程并发执行。通过调度器(Dispatcher),操作系统可以实现进程间的切换,调度器将处理器从一个进程转移到另一个进程。 在多进程环境中,每个进程都有自己的执行轨迹,即一系列被执行的指令序列。当有三个或更多进程同时存在于内存中时,它们会按照一定的顺序执行,这通常涉及到时间片轮转、优先级调度等策略。忽略虚拟内存的情况下,每个进程都会运行直到完成,然后调度器会根据预设的策略选择下一个进程进行执行。 操作系统通过其丰富的功能和管理机制,不仅使用户能更便捷地使用计算机,还提高了计算机资源的利用率。进程作为操作系统中执行的基本单位,其管理和调度是操作系统效率和并发性的关键。深入理解操作系统支持、进程管理和内存管理,对于理解和优化计算机系统的性能至关重要。
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