操作系统原理概览:进程、内存与I/O管理

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"操作系统原理及应用的复习提纲" 这篇复习提纲涵盖了操作系统的基本概念、发展历史、功能、接口、结构以及进程、线程管理等多个关键知识点。 首先,操作系统是管理计算机硬件和软件资源,提供服务给用户和应用程序的一组程序集合。其基本目标是实现方便性和高效性。在硬件层面,提到了引导程序、中断处理和中断向量,这些都是操作系统启动和控制硬件的基础。存储结构包括内存和二级存储,以及它们之间的分层结构。I/O结构涉及设备控制器和DMA(直接存储器访问),用于提高数据传输效率。硬件保护通过双重模式操作、特权指令、I/O保护、内存保护和CPU保护来确保系统的安全。 操作系统的发展历程从早期的无操作系统、批处理、多道程序设计,到桌面操作系统,再到并行计算、分布式计算,直至现在的实时系统和手持设备。随着技术的进步,操作系统需要满足更多样化的需求。 操作系统的主要功能包括进程管理、内存管理、文件管理、磁盘管理、I/O管理,以及提供用户接口和服务。操作系统接口分为用户接口(如命令行界面CLI和图形用户界面GUI)和程序接口(系统调用、系统控制接口SCI、应用程序编程接口API)。 操作系统的结构有简单结构、分层结构、微核结构和模块化结构。这些结构反映了操作系统内部组织的不同方式,适应不同的设计需求和性能优化。 在进程管理方面,提纲详细讲解了进程的概念、组成、特征、状态转换以及PCB(进程控制块)。进程调度、创建和终止的操作,以及进程间的通信(IPC)如消息传递、共享内存和同步异步机制。线程作为轻量级进程,也有其独特的概念、组成、分类,以及多线程模型,如多对一、一对一、多对多模型。线程库中的函数如pthread系列和Windows API的CreateThread等,是进行线程操作的核心工具。 最后,提纲讨论了多线程中的一些问题,如线程取消策略和信号机制,这些都是多线程编程中必须关注的同步和异常处理机制。 这个复习提纲全面概述了操作系统的核心概念和技术,对于理解和学习操作系统原理及其应用非常有帮助。