操作系统原理概要：进程控制与系统特性

"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。