操作系统原理复习笔记：并发、共享、虚拟技术解析

"这是一份来自西安交通大学的操作系统复习资料，包含了操作系统的基本概念、特征、功能、分类，以及多道程序设计、虚拟机、内核、虚拟存储器、访管指令、系统调用、管态与算态的概念，还有进程的相关知识。资料详细梳理了操作系统的核心内容，适合备考或学习操作系统的学生参考。" 操作系统作为计算机系统的核心组成部分，它负责管理和协调计算机的硬件和软件资源，为用户提供友好的接口。操作系统的主要特征包括并发性（允许多个任务同时进行）、共享性（资源共享）、虚拟性（通过软件模拟提供更多的资源）和不确定性（由于资源调度的非确定性）。其主要功能包括进程管理（如进程创建、调度、同步和通信）、文件管理（文件的组织、存储和保护）、I/O管理（设备驱动和缓冲区管理）以及存储器管理（内存分配、回收和页面调度）。 多道程序设计是操作系统实现资源高效利用的重要方式，它允许多个程序同时在内存中运行，虽然微观上这些程序是串行执行的，但宏观上看它们是并行的。实现多道程序设计依赖于中断系统、通道技术和CPU与通道间的通信。 虚拟机是指在原始硬件之上添加一层软件，形成一个功能更全面的抽象计算机。内核是操作系统的核心，负责最基本的硬件管理和调度，是其他所有功能的基础。虚拟存储器则通过内存和磁盘的交互，使得程序可以使用超过实际物理内存容量的地址空间。 访管指令是用户程序可以使用的非特权指令，当执行该指令时，CPU会从用户态切换到系统态，以便执行系统调用或服务。在计算机运行中，存在两种状态：管态（系统态）和目态（用户态）。在管态下，CPU可以执行所有指令，包括特权指令，而在目态下，用户程序只能执行非特权指令，以保护系统资源的安全。 进程是操作系统中执行程序的基本单位，包含程序段、数据段和进程控制块（PCB）。进程有多种状态，如创建、就绪、执行、挂起和阻塞。创建状态是指进程正被初始化，就绪状态是进程等待CPU执行，阻塞状态是进程因等待某个事件而暂停，挂起是系统将进程暂时移出内存，而终止则是进程结束。进程状态之间的切换由操作系统根据需要进行调度。