操作系统：P-V操作对与多道程序设计

操作系统复习着重讲解了PV操作的同步机制，这是一种用于实现进程间通信和同步的重要概念。PV操作，即“P”（Pulse）和“V”（Signal），通常用于解决临界区问题，确保并发执行的多个进程在访问共享资源时不会发生冲突。这两个操作必须成对出现，一个P操作后必须跟一个V操作。当它们被用于互斥操作时，即在同一进程内部，P和V操作的顺序至关重要，因为这关系到资源的正确锁定和释放。例如，P(S1)先锁住资源，然后执行V(S2)释放资源，确保资源的一致性和正确性。 在多道程序设计中，操作系统作为计算机系统的核心组件，它提供了以下主要功能： 1. **处理机管理**：负责调度进程的执行，包括进程的创建、调度、阻塞和唤醒等。 2. **存储管理**：管理内存空间，包括内存分配、回收、保护和地址映射。 3. **设备管理**：控制和配置硬件设备，使得多个进程能够共享设备资源。 4. **信息管理（文件系统）**：提供文件的创建、读写、删除等操作，以及数据的持久化存储。 5. **用户接口**：提供用户友好的命令行界面或图形用户界面，便于用户与系统交互。 操作系统的主要特征包括并发性、共享性、虚拟性和不确定性。并发性允许多个任务同时执行；共享性使得资源可以被多个进程共享；虚拟性则通过模拟提供了一个独立于底层硬件的抽象环境；不确定性涉及到操作系统可能无法预测所有可能的运行情况，如中断的发生。 多道程序设计的核心概念在于，即使在单个处理器上，也能让多个程序段同时运行，尽管它们实际上是按顺序执行的。这依赖于操作系统管理中断、时间片轮转、进程切换等机制。 在讨论操作系统分类时，涉及到了批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、嵌入式操作系统、个人计算机操作系统、网络操作系统以及分布式操作系统等，这些针对不同的应用场景和需求设计。 操作系统运行的硬件环境主要包括中央处理器、存储系统、中断机制、通道、时钟以及BIOS等。操作系统还区分了特权指令（如中断处理）和非特权指令（一般用户可执行），并管理处理器在管态（操作系统状态）和目态（用户状态）之间的切换，确保安全和权限控制。 最后，介绍了界地址寄存器等硬件支持，这些用于保护进程间的地址空间，防止非法访问，从而保证系统的稳定性和安全性。在这个上下文中，PV操作与这些概念紧密相连，它们共同构成了操作系统实现并发控制和资源管理的基础。