西电软院操作系统重点：进程、线程与死锁

"西安电子科技大学软院操作系统课程的重点复习资料，涵盖了操作系统的基本概念、结构、进程与线程、以及进程间通信（IPC）等核心内容。" 操作系统（OS）是计算机系统的核心，它管理硬件资源并提供给用户和其他软件应用程序接口。在复习过程中，对于课本上的所有内容，特别是概念部分，应深入理解并反复阅读英文原著，确保精确掌握。尤其关注第二章和第六章，这两章分别涉及进程和死锁，是考试的重点。 1. **概述** - **OS定义**：操作系统是控制和协调计算机硬件和软件资源的程序集合，以提供服务给用户和应用程序。 - **OS结构**：典型的结构包括分层结构和虚拟机模型。分层结构将OS分解成独立的层，每一层为上一层提供服务；虚拟机使得不同操作系统能在同一硬件上运行，提高了兼容性和隔离性。 - **关键概念**：进程、系统调用。系统调用是用户程序请求操作系统服务的机制，通常由陷阱指令触发，从用户模式转换到内核模式。 2. **进程与线程** - **进程**：是执行中的程序实例，包含代码段、数据段、堆栈以及地址空间（分为用户空间和内核空间）。进程通过进程控制块（PCB）来管理，状态包括新建、就绪、运行、等待和终止。 - **fork与exec**：fork用于创建新进程，而exec用于在已存在的进程中加载新的程序。 - **进程创建的四个事件**：父进程创建、初始化、执行和资源分配。 - **进程终止的四个条件**：正常结束、异常结束、被信号杀死和被父进程终止。 - **线程**：轻量级进程，是进程中执行的独立控制流，共享同一地址空间。线程内部结构包括代码、数据、堆栈和线程控制块（TCB）。 - **线程实现**：用户级线程、内核级线程和混合线程各有优缺点，例如用户级线程切换快但依赖于内核支持，内核级线程调度灵活但开销大。 3. **进程间通信（IPC）** - **基本概念**：IPC是进程之间交换信息的方式，避免了不必要的数据复制和提高效率。 - **竞态条件**：多个线程同时访问和修改同一资源，可能导致不一致的结果。 - **互斥**：确保在任何时刻只有一个线程能访问特定的资源，防止竞态条件。 - **解决竞态条件的四个条件**：互斥、请求与保持、不剥夺和循环等待。 - **临界区**：一段必须互斥执行的代码区域。 - **自旋锁**：一种同步机制，线程在无法获取锁时，会持续检查直到获得锁，而不是进入睡眠状态。自旋等待代码会消耗CPU资源，但响应速度快。 复习这些内容时，不仅要理解理论，还要通过做题和实际操作来加深理解，比如模拟进程创建、线程同步等问题。务必动手写下来并检查可能的漏洞，因为口头表述往往不如书面表达清晰准确。