操作系统考试重点：进程、线程与同步机制

"操作系统复习大纲归纳.pdf" 操作系统是计算机系统中的核心软件，它管理着硬件资源，提供服务给用户和应用程序。本复习大纲涵盖了操作系统的重要概念、发展历程、类型及其主要特性，尤其关注进程管理和进程通信。 一、操作系统目标 操作系统的主要目标包括提高资源利用率、方便用户使用、提供安全环境以及保障系统可靠性。其中，最重要的两个目标是资源管理和提供多用户/多任务环境。 二、操作系统发展过程 操作系统经历了从无操作系统到批处理系统，再到分时系统和实时系统的演变，现代操作系统通常结合了多种特性，如网络功能和分布式处理。 三、多道程序设计技术 多道程序设计使得多个程序可以在内存中同时存在，提高了系统资源的利用率和系统的响应时间。 四、操作系统类型 1. 批处理系统：用于大量无交互的作业，如数据处理中心。 2. 分时系统：允许多个用户通过终端同时与计算机交互。 3. 实时系统：分为硬实时和软实时，前者对响应时间有严格的保证，后者则相对较宽松。 五、实时系统 实时系统分为两类：硬实时系统，必须在规定时间内完成任务；软实时系统，虽有时间限制但相对较宽松。 六、操作系统基本特性 包括并发性、共享性、虚拟化、异步性和确定性等，其中并发性和共享性是最基本的特性。 七、微内核结构 微内核操作系统将核心功能最小化，只包含基本服务，其余服务作为用户级进程运行，提高了系统的稳定性和模块化。 八、进程管理 1. 引入进程的原因是为了实现并发执行和资源独立分配。 2. 进程由程序、数据和PCB（进程控制块）组成，具有动态性、并发性、独立性和异步性。 3. 进程有三种基本状态：就绪、运行和阻塞，加上挂起状态形成更多状态转换。 4. PCB是操作系统管理和控制进程的关键数据结构，其大小影响并发度。 5. 进程控制原语如创建、终止、阻塞、唤醒、挂起和激活，用于操作和调度进程。 九、线程 1. 引入线程是为了减少进程切换的开销，提高系统效率。 2. 进程与线程相比，线程在同一个地址空间内，共享资源，切换更快。 3. 线程实现方式有两种：内核支持线程和用户级线程。 十、同步与互斥 1. 临界资源和临界区是并发环境中需要互斥访问的资源和代码段。 2. 同步机制遵循的四个原则：空闲让进、忙则等待、有限等待和让权等待。 3. 信号量和PV操作用于解决进程间的互斥和同步问题，是经典的进程同步工具。 4. 高级进程通信包括共享存储系统和消息传递系统，如管道、信号、套接字等。 本复习大纲旨在帮助考生全面理解和掌握操作系统的核心概念和机制，为考试做好充分准备。