操作系统复习要点：从并发到中断与调度

"这是一份来自GDUFS(广东外语外贸大学)的现代操作系统课程的期末复习资料，由教师hht提供，可在瓦系大便超人的gzh获取。资料包含MOOC习题、小测题目、考研选择题、PPT课后题目、教材重点题目及考研信号量大题等，旨在帮助学生全面复习操作系统课程的核心知识点。" 操作系统是计算机系统的核心部分，它管理硬件资源，提供服务给用户和应用程序，保证系统的正常运行。操作系统的设计目标包括资源的有效管理和高效利用，以及提供用户友好的接口。操作系统的主要功能有处理器管理、存储管理、设备管理、文件管理以及提供用户接口。 操作系统的最基本特征是并发、共享、虚拟化和异步性。并发是指多个事件在同一时间段内看似同时发生，而在单处理机中，真正的并行是受限的，只能实现并发。并发现象如进程的执行、输入输出操作可能发生，而真正的并行执行（同一时刻多个处理单元执行不同任务）则不可能发生。操作系统通常有系统态和用户态两种执行模式，以保护系统资源，特权指令只在系统态下允许执行。 在进程管理方面，操作系统通过进程的概念来组织并发执行的程序。进程具有自己的独立资源，如内存空间和PCB（进程控制块）。PCB是操作系统识别和管理进程的关键，其中包含了进程的状态、资源分配信息等。进程与程序的区别在于，程序是静态的代码集合，而进程是程序的动态执行实例。线程是轻量级的进程，共享同一地址空间，减少了上下文切换的开销。 鸿蒙操作系统是华为开发的面向物联网的全场景分布式操作系统，它的起源可以追溯到华为应对外部技术封锁的战略决策。目前，鸿蒙已经应用于手机、平板、智能家居等多个领域，未来有望在更多设备上推广。多道程序设计并不意味着无限制地增加内存中的程序数量，而是根据系统资源和性能需求合理安排。 并发运行的结果不可再现性源于进程的非确定性，如中断、时间片轮转等因素。进程状态的转换涉及到就绪、运行、等待和终止四种状态，而进程直接进入完成状态可能是因为完成了其所有任务或者被异常终止。中断和处理机调度是操作系统的重要组成部分，中断是触发处理器响应外部或内部事件的机制，而处理机调度负责决定哪个进程在何时获得CPU。 中断不是进程切换的充分条件，因为有些操作（如系统调用）也可能引起进程切换。关中断和屏蔽中断是为了防止在关键操作期间被其他中断打断。没有中断，操作系统无法实现对突发事件的及时响应，但多道程序设计可以通过时间片轮转等方法实现。 中断处理、调度算法（如FCFS、SJF、RR等）以及CPU利用率、吞吐率、周转时间和带权周转时间等性能指标都是操作系统学者和工程师关注的重点。中断是进程切换的一个条件，但不是唯一条件，例如系统调用也可以引发进程切换。理解这些基本概念对于深入学习和掌握操作系统至关重要。