操作系统概念与原理概览

"计算机操作系统考试笔记" 操作系统是计算机系统的核心组成部分，它是一组管理硬件和软件资源、调度作业以及提供用户接口的程序集合。操作系统的主要目标包括方便性、有效性、可扩充性和开放性。它的作用在于充当用户与硬件之间的桥梁，管理资源，以及抽象资源以简化使用。 操作系统的发展动力主要源于解决用户需求和科技发展的矛盾。操作系统的基本特性包括并发性、共享性、虚拟性和异步性。并发性指的是多个任务在同一时间间隔内交替执行，而并行性则是指多个任务在同一时刻真正同时执行。并发性和共享性是操作系统中最关键的特征。 单道批处理系统的特点是自动化、单道性和顺序性，适合于后台大量计算任务的执行。多道批处理系统引入调度机制，允许多个作业同时存在于内存中，提高了资源利用率和系统吞吐量，但周转时间较长且缺乏交互性。 分时系统旨在满足多个用户同时交互的需求，具有多路性、独立性、及时性和交互性。用户可以通过各自的终端与系统进行交互，共享系统资源。实时系统则更进一步，确保对实时事件的快速响应，保证所有实时任务的协调运行。 进程是操作系统中进行资源分配和调度的基本单位。程序的顺序执行有顺序性、封闭性和可再现性，而在并发执行时，这些特征会变为间断性、失去封闭性和不可再现性。进程有三种基本状态：就绪、执行和阻塞，还可以引入挂起状态，如因用户需求、父进程请求、负荷调度或操作系统需要。每个进程都有一个进程控制块（PCB），它是进程存在的唯一标识。 进程同步是控制多个进程协同工作的一种机制，遵循空闲让进、忙则等待、有限等待和让权等待的原则，防止死锁和忙等。经典的同步问题包括互斥信号量、生产者消费者问题、读者写者问题和哲学家就餐问题等，这些问题体现了如何在并发环境中安全地共享资源。 这些知识点涵盖了操作系统的基本概念、主要类型和核心功能，对于理解和学习操作系统有重要作用，尤其对备考相关考试的人员非常有价值。