操作系统基础概览：进程、线程与系统特性

"操作系统期末复习" 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计算机硬件与软件资源，为用户提供方便、高效的服务。本复习资料涵盖了操作系统的基本概念、目标、分类以及主要特征，同时也深入讨论了进程与线程的相关知识。 首先，操作系统的主要目的在于管理计算机的资源，如处理机、存储器、文件和设备，同时为用户提供友好的人机交互界面，如命令行、程序接口和图形用户界面（GUI）。此外，操作系统还起到了扩展硬件功能的作用，使得用户可以更高效地利用计算机资源。 实时操作系统（RTOS）是专门设计来快速响应特定事件的操作系统，它强调任务的及时性和可靠性，某些关键任务可以在无需等待时间片的情况下立即执行。与之相比，传统操作系统可能更注重系统的整体性能和资源的均衡分配。 操作系统按照功能和工作方式可以分为多种类型，包括手工操作系统、单道批处理、多道批处理、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统、分布式操作系统和个人计算机操作系统等。这些不同类型的操作系统各自适用于不同的应用场景和需求。 多道程序设计是提高系统资源利用率的一种方法，它允许多个程序并发执行，从而提高了系统的吞吐量。然而，这种并发执行可能导致响应时间的增加，特别是在缺乏人机交互功能的情况下，可能会降低系统的效率。 操作系统的四个基本特征包括并发性、共享性、虚拟性和异步性。并发性指的是多个程序可以在同一时间段内交替执行；共享性允许资源被多个进程共享；虚拟性通过操作系统技术将物理资源虚拟化，创造出更多的逻辑资源；异步性则是指进程执行的非顺序性和不可预测性。 在进程管理方面，进程有三种基本状态：运行态、就绪态和阻塞态。进程由程序、数据和进程控制块（PCB）组成，PCB是进程存在的标志。进程与程序之间的区别在于进程是动态的、临时的，而程序是静态的、持久的。进程包括了程序执行的上下文，而程序仅包含指令序列。 信号量机制被引入来解决进程间的同步和互斥问题。信号量是一种同步工具，用于实现进程间的等待和唤醒操作。同步是指多个进程之间存在一定的执行顺序关系，而互斥则是确保在同一时刻只有一个进程能访问特定资源，防止数据冲突。 伪代码中的P和V操作是信号量机制的关键，P操作用于申请资源（减小信号量），V操作则表示释放资源（增加信号量）。这两个操作确保了在资源不足时进程能够正确地等待，而在资源可用时能够及时恢复执行。 操作系统期末复习资料覆盖了操作系统的基本理论和实践应用，对理解操作系统的工作原理和进程管理有重要作用，对备考的学生来说是一份宝贵的复习材料。