前言

内容：

  • 操作系统概述
  • 进程管理
  • 同步互斥

中论

操作系统概述

操作系统的四个特征：并发性、共享性、虚拟性和不确定性（异步性）。

操作系统的功能

  • 进程管理：本质上对CPU的工作进行管理，包括进程控制、同步、通信、调度。
  • 文件管理：包括对文件存储空间管理、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，包括存储分配与回收、存储保护、地址映射（变换）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：包括任务、界面管理、人机交互、语音控制、虚拟现实等。

操作系统的分类

  • 批处理操作系统：单道批处理和多道批处理
  • 分时操作系统：一个计算机系统和多个终端设备连接，轮流为各个终端的用户服务。
  • 实时操作系统：计算机对于外来信息能够足够快的速度进行处理，并在被控对象允许的时间范围内做出快速反应。对交互能力要求不高，但要求可靠性、速度。
  • 网络操作系统：共享网络资源、为网络用户提供各种软件服务的系统。主要有集中模式、客户端/服务器模式、对等模式。
  • 分布式操作系统：多个分散的计算机经连接而成的计算机系统。
  • 微型计算机操作系统：Windows、Mac OS、Linux

嵌入式操作系统的特点：

  • 微型化
  • 可定制
  • 实时性
  • 可靠性
  • 易移植性

嵌入式系统初始化过程：片级初始化–>板级初始化–>系统初始化。

操作系统初始化过程：硬件初始化–>BIOS初始化–>OS初始化

进程

进程的组成：进程控制块PCB（唯一标志）、程序（描述进程工作内容）、数据（进程执行时所需的数据）

进程三态图

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前驱图

前驱图：用来表示那些任务可以并行执行，那些任务之间有顺序关系。

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比如上图：ABC可以并行执行，但需要ABC都执行完以后D才能执行。

进程资源图

进程资源图：用来表示进程和资源之间的分配和请求关系。

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  • P表示进程，R表示资源。R方框内有几个圆球表示有几个这种资源，出去的箭头表示分配给哪个进程某个资源；进来的箭头表示某个进程需要某个资源。
  • 阻塞节点：某进程所请求的资源已经全部分配完，无法获取所需资源，该进程被阻塞。比如P2
  • 非阻塞节点：P1、P3
  • 当一个进程资源图中所有进程都是阻塞节点时，即陷入死锁状态

进程资源图可化简，化简顺序：指的是进程完成顺序。

进程同步与互斥

临界资源：各进程间需要以互斥方式对其进行访问的资源

临界区：进程中对临界资源实施操作的那段程序。一段程序代码。

信号量：通常用S表示

  • 互斥信号量：对临界资源采用互斥访问，使用互斥信号量后其他进程无法访问，初值为1。

  • 同步信号量：对共享资源的访问控制，初值一般是共享资源的数量。

P操作：申请资源，S=S-1。若S>=0，执行P操作的进程继续执行；若S<0，则该进程为阻塞状态，并将其插入阻塞队列。

V操作：释放资源，S=S+1。若S>0，则执行V操作的进程继续执行；若S<=0，则从阻塞状态唤醒一个进程，并将其插入就绪队列，然后执行V操作的进程继续。

后记

旁观拍手笑疏狂，疏又何妨，狂又何妨？

​ ————— 刘克庄《一剪梅》