操作系统基础知识

一、首先是操作系统的分类

       操作系统一般分为批处理操作系统、分时操作系统（Unix）、实时操作系统、网络操作系统、分布式操作系统、微机操作系统（Linux、Windows、IOS等）以及嵌入式系统。

       每种操作系统都有它独特的使用场景以及优点。

二、操作系统的特征

       操作系统一般具有并发性、共享性、虚拟性以及不确定性

三、操作系统的作用

       操作系统具有强大的作用，包括对处理机的管理、文件管理、存储管理、设备管理、作业管理等。

       1、处理机管理也称为进程管理。实质上是对处理机执行时间进行管理，采用多道程序等技术将CPU的时间真正合理的分配给每个任务。主要包括进程管理、进程同步、进程通信和进程调度。

        2、文件管理又叫做信息管理。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管理。

        3、存储管理是对主储存器空间的管理。只要包括存储分配与回收、存储保护、地址映射（变换）和主存扩容。（也就是内存管理）

        4、设备管理实质上就是对硬件设备进行管理，其中包括输入输出设备的分配、启动、完成以及回收

        5、作业管理包括人物、人机交互和用户界面管理等。

四、处理机管理

        1、程序顺序执行的特征：

             顺序性：每一个操作必须在下一个操作开始之前就结束

             封闭性：程序运行时独占全机资源，资源的状态（除初始状态之外）本程序才能改变，程序一旦执行，其结果不受外界影响

             可再现性：程序执行环境和初始环境相同，重复执行时，结果相同

        2、程序并发执行的特征

             间断性：程序并发运行时，共享系统资源，为完成统一任务相互合作，会形成相互制约关系，导致并发程序具有“执行-暂停-执行”这种间断性的活动规律

             失去封闭性：

             不可再现性

       3、进程的特征：

            结构特征：程序段、相关数据段以及PCB三部分构成进程实体

           动态性：

           并发性：

           独立性：

          异步性：

     4、进程的状态

          创建、就绪、执行、阻塞、终止

      5、进程间的通信（同步和互斥）

            进程之间的通信是指各个进程间交换信息的过程

            同步是合作进程间的相互制约问题，互斥是申请临界资源进程间的间接制约问题。（临界资源指的是在同一时间只能供同一个进程使用的资源。临界资源管理的4个原则：有空则进、无空等待、有限等待：保证有限时间内进入临界资源，避免死等、让权等待：进程不能进入临界资源则让出处理机，避免忙等。）

      6、信号量机制

            信号量的数据结构是一个值和一个指针，指针指向等待该信号量的下一个进程。信号量的值与相应的资源使用情况有关。

            利用PV操作来对信号量进行处理