操作系统复习重点：进程、线程与同步机制

"该资源为一份操作系统复习大纲，包含了操作系统的重要知识点，主要涵盖操作系统的目标、发展过程、多道程序设计技术、实时系统类型、操作系统的特性、微内核结构、进程管理、线程概念以及同步与通信机制等内容，旨在帮助备考者系统复习操作系统课程。" 操作系统是计算机系统的核心组件，它管理和协调计算机硬件和软件资源，为用户提供服务。这份复习大纲详细列出了操作系统学习的重点： 1. 操作系统的目标包括：提高资源利用率、方便用户使用、提高系统吞吐量和提供合理的响应时间。其中，最重要的是提高资源利用率和方便用户使用。 2. 操作系统的发展过程经历了从无操作系统到单道批处理、多道批处理、分时系统、实时系统以及网络和分布式操作系统等多个阶段。 3. 多道程序设计技术使得多个程序可以同时在内存中存在并交互执行，提高了系统效率。 4. 批处理、分时和实时是三种基本的操作系统类型。实时系统又分为硬实时和软实时，前者对时间限制极为严格，后者相对宽松。 5. 操作系统的基本特性包括：并发性、共享性、虚拟化、异步性和确定性。其中，并发性和共享性是操作系统最基本特性。 6. 微内核结构的操作系统将核心功能最小化，只保留了最基本的服务，其他服务通过消息传递实现，提高了系统的稳定性和扩展性。 在进程管理方面： 1. 进程是程序的一次执行实例，由程序、数据和进程控制块（PCB）组成。进程具有动态性、并发性、独立性和异步性四大特征。 2. 进程有就绪、运行和阻塞三种基本状态，通过创建、终止、阻塞、唤醒等原语进行状态转换。带挂起操作的进程状态还包括就绪挂起、阻塞挂起。 3. PCB是进程管理的关键数据结构，记录了进程的状态、资源分配等信息，其大小影响操作系统的并发度。 4. 进程控制原语如创建、终止、阻塞、唤醒、挂起、激活等，用于系统对进程的管理和调度。 线程的引入是为了进一步提高系统的并发性能： 1. 引入线程的目的是减少进程切换的开销，提高系统效率。 2. 进程与线程的比较主要体现在线程共享进程的地址空间，而进程拥有独立的资源。 3. 线程实现方式有两种：内核支持线程和用户级线程。内核支持线程调度单位为线程，用户级线程调度单位为进程。 同步机制是保证多进程/线程协作的关键： 1. 临界资源是同一时刻只能被一个进程使用的资源，临界区是访问临界资源的代码段。 2. 同步机制遵循的四个原则是：空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待。信号量和PV操作是实现同步的经典方法，用于解决进程互斥问题。 3. 高级进程通信基本类型包括共享存储系统和消息传递系统，它们提供了进程间的数据交换手段，促进了进程间的协作。 这份复习大纲涵盖了操作系统核心概念，对于准备操作系统考试或深入理解操作系统原理非常有帮助。通过学习这些知识点，可以掌握操作系统的基本工作原理和管理机制。