一、操作系统分类
除了上述提到的类型,操作系统还有其他常见分类,不过你提供的内容聚焦于以下几类:
- 网络操作系统
- 核心功能:实现联网计算机的资源共享和服务提供,具体包括高效可靠的网络通信、共享资源管理(如硬盘、打印机等)、各类网络服务(电子邮件、文件传输等)、网络安全管理以及互操作能力。
- 作用:让网络中的计算机能够协同工作,用户可以方便地使用网络中的资源和服务。
- 分布式操作系统
- 定位:是网络操作系统的高级形式,继承了网络操作系统的全部功能。
- 特性:具有透明性(用户无需了解资源的具体位置和分布)、可靠性(系统在部分节点故障时仍能正常工作)和高性能(充分利用分布式资源提高处理效率)等。
- 微型计算机操作系统(微机操作系统)
- 定义:用于微型计算机的操作系统。
- 常见类型:Windows(微软公司开发,市场占有率高,界面友好)、Mac OS(苹果公司为其Mac系列电脑开发,稳定性和安全性较好)、Linux(开源操作系统,可定制性强,广泛应用于服务器等领域)。
- 嵌入式操作系统
- 运行环境:嵌入式智能芯片环境。
- 功能:对智能芯片及所控制的部件装置等资源进行统一协调、处理、指挥和控制。
- 特点:微型化(适应嵌入式设备有限的存储和计算资源)、可定制(根据不同设备需求进行裁剪和配置)、实时性(能及时响应和处理外部事件)、可靠性(保证嵌入式设备稳定运行)、易移植性(便于在不同嵌入式硬件平台上移植)。
二、进程管理(处理机管理)
- 基本概念
- 引入背景:在多道程序批处理系统和分时系统中,存在多个并发执行的程序,为描述程序执行时的动态变化过程,引入“进程”概念。
- 进程地位:是资源分配和独立运行的基本单位。
- 研究重点:进程间的并发特性,以及因相互合作和资源竞争产生的问题(如同步、互斥等)。
- 程序与进程
- 程序顺序执行的前趋图:是一种有向无循环图,由结点(代表各程序段的操作)和有向边(表示程序段操作间的前趋关系)组成。若存在Pi→Pj,则Pi是Pj的前趋,Pj是Pi的后继,意味着Pi执行结束后Pj才能执行。
- 程序与进程的区别:程序是静态的指令集合,而进程是程序的一次动态执行过程,进程可以和其他程序并发执行。
- 进程的组成
- 进程通常由程序(进程执行的指令序列)、数据(程序执行所需的数据)和进程控制块(PCB,用于记录进程的状态、优先级等信息,是进程存在的唯一标志)组成。
下面用“梳辫子”的方式,把上段内容按“概念→特征→组成→作用”4 条主线重新归纳,便于快速记忆和答题。
- 进程通常由程序(进程执行的指令序列)、数据(程序执行所需的数据)和进程控制块(PCB,用于记录进程的状态、优先级等信息,是进程存在的唯一标志)组成。
一、操作系统家族速记表
类别 | 关键词(8个字以内) | 典型系统/特点 |
---|---|---|
网络操作系统 | 共享+服务+安全 | Windows Server、NetWare |
分布式操作系统 | 网络OS+透明+可靠 | Google Borg、Amoeba |
微机操作系统 | 桌面/个人机 | Windows、macOS、Linux |
嵌入式操作系统 | 微小实时可移植 | VxWorks、μC/OS、RT-Thread |
二、进程管理“一句话”速背
进程管理 = 处理机管理;进程 = 程序 + 数据 + PCB;并发、合作、竞争是三大关键词。
三、程序 vs 进程(易混点)
维度 | 程序 | 进程 |
---|---|---|
本质 | 静态文件(代码+数据) | 程序的一次动态执行 |
生命期 | 长期保存 | 创建→运行→终止 |
资源 | 不占CPU/内存 | 占用CPU、内存、I/O等资源 |
并发 | 无 | 可并发执行 |
组成 | 代码段、数据段 | 代码段、数据段、PCB |
四、前趋图(DAG)
- 有向无环图,结点=程序段,边=前趋关系(Pi→Pj:Pi先执行完,Pj才能开始)。
- 用途:刻画程序段的顺序性,为并发控制打基础。
五、进程三要素(PCB 是灵魂)
- 程序段:可执行代码。
- 数据段:变量、工作区。
- PCB:操作系统控制进程的唯一依据,常驻内存,含 PID、状态、寄存器现场、资源清单、调度信息等。
记住口诀:
“程序是静,进程是动;PCB 是户口本,操作系统靠它管。”