操作系统复习重点：进程、线程与同步机制

"操作系统复习大纲归纳" 操作系统是计算机系统的核心组成部分，主要负责管理和控制硬件资源，为用户提供方便、高效的服务。复习大纲涵盖了操作系统的重要概念、发展历程、类型以及关键特性。 一、操作系统的目标 操作系统的首要目标是提高系统资源的利用率和用户满意度。这包括： 1. 提供用户友好的接口，简化用户与硬件之间的交互。 2. 实现资源的多道程序设计，使得多个任务能同时执行，提高系统效率。 3. 提供安全和可靠的服务，保护系统免受恶意攻击和错误操作的影响。 二、操作系统的发展过程 操作系统从早期的单道批处理系统发展到现在的多用户、多任务操作系统，经历了批处理、分时、实时等多个阶段。实时操作系统进一步分为硬实时和软实时，以满足不同应用领域的需求。 三、多道程序设计技术 多道程序设计使得多个程序在内存中同时存在并交替执行，提高了系统资源的利用率和响应速度。 四、操作系统类型 主要的三大操作系统类型包括： 1. 批处理系统：用于处理大批量的作业，无需用户直接干预。 2. 分时系统：允许多个用户通过终端同时访问系统，共享处理器时间。 3. 实时系统：快速响应外部事件，确保任务在规定时间内完成。 五、操作系统的基本特性 1. 并发性：多个进程或线程可以同时执行。 2. 异步性：进程执行的非顺序性和不确定性。 3. 共享性：资源可以在多个进程间共享。 4. 封闭性：进程有自己的地址空间，不受其他进程影响。 5. 虚拟性：通过虚拟技术，如虚拟内存，提供比实际硬件更多的资源。 6. 安全性与保护：确保系统资源的安全使用，防止非法访问。 六、微内核结构 微内核操作系统将核心操作系统服务最小化，仅保留必要的功能，其他服务以用户态进程的形式运行，提高了系统的稳定性和可扩展性。 七、进程管理 1. 进程是程序的执行实例，由程序、数据和PCB组成。 2. 进程有创建、就绪、运行、阻塞和终止等状态，状态之间可以通过特定的转换进行。 3. 进程控制原语（如创建、终止、阻塞、唤醒等）用于控制进程的生命周期。 4. 线程是进程内的执行单元，引入线程可以减少上下文切换开销，提高并发性能。 5. 线程有两种实现方式：内核支持线程和用户级线程。 八、同步与通信 1. 临界区和临界资源的概念，用于保护共享资源免受并发访问的冲突。 2. 同步机制遵循空闲让进、忙则等待、有限等待和让权等待的原则，如信号量机制中的PV操作。 3. 高级进程通信包括共享存储系统和消息传递系统，用于进程间的信息交换。 这些知识点构成了操作系统课程复习的核心内容，理解和掌握它们对于深入理解操作系统的工作原理至关重要。