操作系统知识

1. 进程管理，实质上是对处理机的执行“时间”进行管理，采用多道程序等技术将CPU的时间合理地分配给每个任务。
 2. 存储管理，是对主存储器“空间”进行管理。
 3. 设备管理，实质是对硬件设备的管理，包括对输入/输出设备的分配、启动、完成和回收。
 4. 文件管理，主要包括文件存储空间管理、目录管理、文件的读/写管理和存取控制。
 5. 作业管理，包括任务、界面管理、人机交互、图形界面、语音控制和虚拟现实等。
 

进程管理

进程是资源分配和独立运行的基本单位。
进程是程序的一次执行。
进程通常由程序、数据和进程控制块组成的。

进程3种基本状态：运行、就绪和阻塞。
运行，当一个进程在处理机上运行时，则该进程处于运行状态。
就绪，一个进程获得了除处理机外的一切所需资源，一旦得到处理机即可运行，则称此进程处于就绪状态。
阻塞，也称等待或睡眠状态，一个进程正在等待某一事件发生而暂时停止运行，这时即使把处理机分配给进程也无法运行，故该进程处于阻塞状态。

 

进程控制就是对系统种的所有进程从创建到消亡的全过程实施有效的控制。

进程控制是由操作系统内核（Kernel）种的原语实现的。内核是计算机系统硬件的首次延伸，是基于硬件的第一层软件扩充，它为系统对进程进行控制和管理提供了良好的环境。

原语（Primitive）是指由若干条机器指令组成的，用于完成特定功能的程序段。

原语的特点在执行时不能被分割，即原子操作要么都做，要么都不做。

内核中所包含的原语主要有进程控制原语、进程通信原语、资源管理原语以及其它方面的原语。

属于进程控制方面的原语有进程创建原语、进程撤销原语、进程挂起原语、进程激活原语、进程阻塞原语以及进程唤醒原语等。

不同的操作系统内核所包含的功能不同，但大多数操作系统的内核都包含支撑功能和资源管理功能。

CPU的核心又称为内核。

进程间的通信

进程通信是指各个进程交换信息的过程。

同步是合作进程间的直接制约问题，互斥是申请临界资源进程间的间接制约问题。

所谓进程间的同步是指在系统中一些需要相互合作，协同工作的进程，这样的相互联系称为进程的同步。

进程的互斥是指多系统中多个进程因争用临界资源而互斥执行。

信号量机制

1. 公用信号量，实现进程间的互斥，初值为1或资源的数目。
2. 私用信号量，实现进程间的同步，初值为0或某个正整数。

信号量S的物理意义：S>=0表示某资源的可用数，若S<0，则其绝对值表示阻塞队列中等待该资源的进程数。

PV操作是实现进程同步与互斥的常用方法。P操作和V操作时低级通信原语，在执行期间不可分割。其中，P操作表示申请一个资源，V操作表示释放一个资源。

利用PV操作实现进程的互斥，令信号量mutex的初值为1，当进入临界区时执行P操作，退出临界区时执行V操作。

利用PV操作实现进程的同步，用实现进程的同步可用一个信号量与消息联系起来。当信号量的值为0时表示希望的消息未产生，当信号量的值为非0时表示希望的消息已经存在。假定用信号量