操作系统复习：进程通信与管理

"低级通信-操作系统复习资料" 在操作系统中，低级通信通常指的是进程间通信的基础形式，它主要用于实现进程的互斥与同步。然而，这种通信方式存在两个主要缺点：首先，效率较低，因为它们往往涉及到硬件级别的操作，如共享内存或信号量，这些操作相比于高级通信机制（如消息传递）更耗费资源；其次，低级通信对用户不透明，用户通常需要了解底层的通信机制来正确地实现进程间的交互。 操作系统是计算机系统的核心，它的目标和作用包括提供方便性、有效性、可扩充性和开放性，同时作为接口、资源管理者以及计算机资源的抽象。操作系统的发展历程经历了无操作系统、单道批处理、多道批处理、分时系统和实时系统等阶段，每个阶段都对应着技术进步和需求变化的反映。 操作系统的四个基本特征是并发性、共享性、虚拟性和异步性。并发性允许多个任务同时执行，共享性使资源可以被多个进程使用，虚拟性通过资源的抽象和模拟创造出比实际更多的资源，异步性则表示进程执行的非顺序性，即进程的执行速度不同步。 操作系统的主要功能包括处理机管理、存储器管理、文件管理、设备管理和用户接口。处理机管理涉及进程的创建、调度、同步和通信；存储器管理关注如何有效地分配和回收内存；文件管理负责文件的组织、保护和存取；设备管理是关于输入/输出设备的控制和优化；用户接口则为用户提供友好的操作环境，包括命令行界面和图形用户界面。 在进程管理部分，特别是进程同步，是操作系统中的关键概念。进程同步是指协调多个进程之间的执行顺序，以确保正确地共享资源和避免数据不一致。这通常通过信号量、条件变量、管程等机制实现。进程通信则进一步分为低级通信和高级通信，前者如共享内存和信号量，后者如消息队列和管道。线程作为轻量级的进程，共享同一地址空间，是现代操作系统中提高处理器利用率的重要手段。 进程的生命周期中，它可能处于就绪、执行或阻塞状态，根据事件的发生，进程可以在这些状态之间转换。此外，还有创建和终止状态，创建状态是进程的诞生，而终止状态是进程结束执行并可能被操作系统清理。进程控制块（PCB）是操作系统用来跟踪和控制进程状态、资源分配等信息的数据结构，对于进程的管理和调度至关重要。 低级通信是操作系统中进程间实现同步和互斥的一种基础方式，尽管效率较低且不透明，但在理解和掌握操作系统原理时，它是不可或缺的一部分。理解操作系统的目标、特征、功能以及进程管理的各个方面，对于深入学习和应用操作系统知识至关重要。