操作系统基础:进程管理与核心概念解析

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6、进程的状态转换:进程在运行过程中可以处于就绪、运行和阻塞三种基本状态,这些状态之间可以相互转换。创建后的进程首先处于就绪状态,等待CPU分配;当进程获得CPU并开始执行时,进入运行状态;如果进程在运行过程中需要等待某种事件的发生(如I/O操作),则会进入阻塞状态;当等待的事件发生后,进程又从阻塞状态变为就绪状态。此外,还有进程的创建和终止状态。 7、进程同步与互斥:进程同步是为了确保多个进程协同工作,避免数据不一致或资源浪费。互斥是指同一时刻只允许一个进程访问共享资源,防止数据竞争。信号量机制是一种常用的进程同步与互斥手段,包括PV操作(P操作表示申请资源,V操作表示释放资源)。 8、死锁:当两个或多个进程互相等待对方释放资源而无法继续执行时,形成了死锁。预防死锁的方法包括银行家算法、资源预分配等。 9、线程:线程是操作系统中的轻量级进程,是进程内的执行单元。同一进程内的线程可以共享进程的资源,线程切换开销小,提高了系统效率。 10、调度:操作系统的调度主要分为作业调度和进程调度。作业调度负责从后备队列中选择一个或多个作业调入内存,分配必要的资源,创建进程,并将它们放入就绪队列;进程调度则负责从就绪队列中选取一个进程,将其分配给CPU执行。 11、内存管理:内存管理的主要任务是内存分配、回收、保护和扩充。分页和分段是两种常见的内存管理技术,分页是将内存划分为固定大小的页,而分段是根据程序逻辑结构划分,每个段代表程序的一个逻辑部分。 12、虚拟内存:虚拟内存是一种使得每个进程都感觉自己拥有整个内存的技术。通过页面替换算法,将当前不使用的页面换出到磁盘,将需要的页面调入内存,实现了内存的按需分配和扩充。 13、设备管理:设备管理主要涉及设备分配、设备回收、缓冲区管理和直接内存访问(DMA)。I/O调度策略如先来先服务(FCFS)、短作业优先(SJF)、最短剩余时间优先(SRTF)等,用于优化I/O操作的效率。 14、文件系统:文件系统是操作系统对磁盘上的信息进行组织和管理的方式。常见的文件系统有FAT、NTFS、EXT系列(EXT2、EXT3、EXT4)等。文件的组织结构有顺序结构、链接结构、索引结构等。 15、用户接口:用户接口分为命令接口和图形用户接口(GUI)。命令接口通过键盘输入命令,而GUI通过鼠标和窗口、菜单、图标等交互。 以上内容涵盖了《计算机操作系统》的基础知识点,包括操作系统的目标与功能、基本特性、进程管理、内存管理、设备管理、文件系统以及用户接口等多个方面。理解并掌握这些内容对于深入学习操作系统至关重要。