程序描述前趋关系：2017操作系统期末复习与关键技术

在2017年的操作系统期末复习中，一个重要的知识点是利用信号量描述节点间的前趋关系。前趋关系在图论和操作系统中常用于表示进程或任务之间的依赖关系，这种关系在调度算法和系统资源管理中起着关键作用。信号量是一种同步机制，通过它可以确保在执行顺序上的正确性。 举例来说，考虑一个有8个节点的有向图，每个节点可能代表一个进程或者系统事件。通过定义信号量，可以规定哪些进程必须等待其他进程完成特定任务后才能开始，这有助于避免竞态条件和死锁的发生。例如，如果S1必须在S2完成后启动，那么可以设置一个信号量S1_init（初始化值为1），当S2执行完毕时减小S1_init，使得S1可以开始。 在《操作系统》课程中，这部分内容涵盖了多道程序设计的基础，包括并发执行、进程同步和互斥、以及进程调度策略。批处理多道系统之所以能提高效率，是因为它允许多个作业同时在内存中运行，降低了处理器空闲时间，通过作业调度优化资源使用，以及通过批量输入减少交互操作的时间。此外，分时操作系统和实时操作系统之间的区别体现在并发性、独立性、及时性和可靠性上。分时系统强调公平性和响应多个用户的交互请求，而实时系统则要求对实时任务提供确定性的响应时间，对于紧急或关键任务具有极高的优先级。 操作系统的设计和实现包括处理机管理（如CPU状态、系统堆栈和中断技术）、存储管理（动态分区分配、交换技术、虚拟存储等）、设备管理（如设备独立性、驱动程序和设备分配）、文件管理（逻辑结构、物理结构、目录和空间管理），以及用户接口的友好性和性能指标如吞吐量和时间片的管理。设计目标通常包括并发控制、资源共享、虚拟化、异步操作、以及对硬件资源的有效管理和合理调度。虚拟机器的概念在此也有所涉及，它提供了抽象化的视图，使用户无需关心底层硬件细节。 总结起来，这部分复习内容深入探讨了操作系统如何通过各种机制来协调并发进程，确保数据一致性，并提供高效、安全和易用的用户界面，是理解操作系统核心原理和技术的关键部分。