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【计算机操作系统核心总结】 操作系统（Operating System，简称OS）是管理计算机硬件与软件资源的系统软件，其主要目的是提升系统效率、便捷用户操作、增强系统的可扩展性和开放性。操作系统作为用户与硬件之间的桥梁，提供了命令接口、系统调用接口以及图形用户界面等多种交互方式。 OS的发展历程可以分为几个阶段： 1. 无操作系统时期，用户直接操作硬件，效率低且易出错。 2. 单道批处理系统，提高了硬件利用率，但没有交互性。 3. 多道批处理系统引入了调度机制，进一步提升了资源利用率。 4. 分时系统允许多个用户同时在线交互，增强了用户体验。 5. 实时系统适用于需要快速响应的应用场景，如工业控制。 6. 微机操作系统普及，使得个人计算机得以广泛应用。 操作系统的基本特性包括： 1. 并发性：支持多任务同时运行，包括并行（多处理器）和并发（时间片轮转）两种情况。 2. 共享性：资源可以被多个进程共享，分为互斥共享和同步访问。 3. 虚拟性：通过时分复用实现虚拟处理机，虚拟设备提供资源的灵活性。 4. 异步性：进程执行是非确定性的，速度不可预测。 操作系统的主要功能涵盖： 1. 进程管理：涉及进程创建、同步、通信、调度等操作。 2. 存储器管理：内存分配、保护、地址映射和内存扩展。 3. 设备管理：缓冲、设备分配和I/O处理。 4. 文件管理：存储空间管理、文件目录管理和安全共享。 5. 用户接口：提供命令行和图形化界面供用户与系统交互。 6. 现代OS的新功能：如系统安全、网络服务和多媒体支持。 在进程描述与控制方面： 1. 前趋图用于表示进程间的执行顺序。 2. 进程有顺序执行和并发执行两种模式，后者会导致执行的不连续、封闭性的丧失和不可再现性。 3. 进程有就绪、执行和阻塞三种基本状态，通过挂起和激活可以扩展为五种状态。 4. 进程控制块（Process Control Block, PCB）是操作系统管理进程的关键数据结构，包含程序段、数据段和PCB本身，确保程序能并发执行。 5. 原语是实现进程控制的基本操作，具有原子性，不可中断。 6. 进程同步是协调相关进程执行顺序，保证资源的有效共享和合作，常用机制包括信号量。 7. 信号量分为整型信号量和记录型信号量，可用于实现互斥和同步，并遵循四个同步准则。 8. 并发代码中的信号量可以用来描述进程间的前趋关系，通过P（wait）和V（signal）操作控制进程的执行顺序。 操作系统的设计和实现是一个复杂而重要的领域，它直接影响到计算机系统的性能、可靠性和用户体验。深入理解操作系统的核心概念和机制对于开发、维护和优化系统至关重要。