操作系统

操作系统功能

• 处理机管理 对处理机执行"时间"进行管理。包括进程控制、进程同步、进 程通信和进程调度
• 文件管理 文件存储空间管理、目录管理、文件的读写管理和存取控制
• 存储管理 对主存储器空间进行管理。包括存储分配和回收、存储保护、地址映射和主存扩充
• 设备管理 对输入输出设备的分配、启动、完成和回收
• 作业管理 包括人物、人机交互和用户界面管理

操作系统类型

• 批处理操作系统

• 分时系统

• 实时系统：快速的响应时间，有限的交互能力

• 网络操作系统

• 分布式操作系统

• 微机操作系统

• 嵌入式操作系统

处理机管理（进程管理）

进程是资源分配和独立运行的基本单位。

进程的组成

• 进程控制块（PCB）

• 程序

• 数据

进程状态切换

1、三态模型

• 运行

• 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。

• 阻塞
  

2、五态模型

新建态对应进程刚刚被创建时没有被提交的状态，并等待系统完成创建进程的所有必要信息。有了新建态操作系统，往往可以根据系统的性能和贮存容量的限制推迟新建态的提交。

进程的控制

进程控制是由操作系统内核中的原语实现的。内核是基于计算机硬件的第一层软件扩充。
原语是由若干条机器指令组成的，用于完成特定功能的程序段。原语具有原子性。
内核中的原语主要有：进程控制原语、进程通信原语、资源管理原语以及其他方面的原语。
进程控制原语主要有：进程创建原语、进程撤销原语、进程挂起原语、进程**原语、进程阻塞原语、进程唤醒原语。

进程间通信

进程通信是指各个进程交换信息的过程。

• 同步与互斥

• 信号量机制 P操作表示申请一个资源， V操作表示释放一个资源
  P操作定义：S=S-1，若S>=0，则执行P操作的进程继续执行；若S<0，则让该进程为阻塞状态（因为无可用资源），并将其插入阻塞队列。
  V操作定义：S=S+1，若S>0，则执行P操作的进程继续执行；若S<=0，则从阻塞队列中唤醒一个进程，将其插入就绪队列。

• 高级通信原语
  1) 共享存储模式
  2) 消息传递模式
  3) 管道通信

• 管程
  采用资源集中管理的方法，将系统中的资源用某种数据结构抽象地表示出来。
  组成：共享数据、在共享数据上的操作的集合、初始代码以及存取权。