操作系统原理概要:进程控制与系统特性
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"操作系统原理知识点总结"
操作系统是计算机的核心组件,它是一组管理和控制硬件及软件资源、协调作业调度以方便用户的程序集合。操作系统的主要目标是实现方便性、有效性、可扩展性和开发性。它不仅是用户与硬件之间的接口,还是系统资源的管理者,通过扩展机器的功能来提供更高级的服务。
操作系统的作用体现在以下几个方面:
1. 用户接口:提供友好的图形用户界面(GUI)或命令行界面(CLI),使得用户能够轻松地操作计算机。
2. 资源管理:分配和调度CPU、内存、I/O设备等资源,确保系统的高效运行。
3. 作业调度:在单批道处理系统中,作业一次性批量处理;而在多批道处理系统中,内存中同时存在多个作业,提高了CPU和I/O设备的利用率,增加了系统吞吐量。
操作系统具备四个基本特性:
1. 并发性:多个进程可以在同一时间间隔内交替执行,表现出一种宏观上的同时进行。
2. 共享性:资源可以被多个进程共享,但可能需要通过互斥机制来防止并发访问导致的数据不一致。
3. 虚拟性:通过时分复用等技术,使有限的资源看起来像是多个逻辑资源。
4. 异步性:进程执行的进度不可预知,进程间的执行顺序可能因调度而改变。
操作系统的主要功能包括:
1. 处理机管理:涉及到进程的创建、撤销、调度和同步。
2. 存储器管理:内存分配、回收、地址映射等,以优化内存使用。
3. 设备管理:I/O设备的分配、调度,实现设备的虚拟化。
4. 文件管理:文件的创建、删除、读写、保护和备份。
5. 用户管理:提供用户认证、权限控制和账户管理等服务。
在进程的描述和控制方面,进程是程序在特定数据集上的执行实例,具有动态性、并发性、独立性和异步性。进程由程序控制块(PCB)等组成,是系统调度和资源分配的基本单位。进程与程序的区别在于,进程是动态的,强调执行过程,而程序是静态的,是指令的有序集合。并发执行的进程可能会出现间断性、失去封闭性和不可再现性的问题,这需要通过调度和同步机制来解决。
前趋图是一种用来表示进程间执行顺序的工具,它是一个无环的有向图,可以清晰地展示进程间的依赖关系。通过对这些概念的理解,可以深入探究操作系统如何管理和优化计算资源,以及如何有效地支持多任务环境。
2019-01-08 上传
2023-05-24 上传
2023-06-09 上传
2024-01-27 上传
2023-09-06 上传
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