408操作系统知识点总结.docx

操作系统是计算机科学的基础，它是管理和控制计算机硬件与软件资源的核心程序。操作系统的主要任务包括处理机管理、存储器管理、文件管理、设备管理，同时作为用户与计算机硬件之间的接口，提供命令接口（如交互式和批处理命令接口）和程序接口（系统调用）。

操作系统的发展经历了手工操作阶段、批处理阶段（单道和多道）、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统、分布式操作系统以及个人计算机操作系统等多个阶段，适应了不同应用场景的需求。

操作系统的运行环境涉及到内核，其中包括时钟管理、中断机制、原语操作、数据结构以及异常处理。中断分为外部中断和内部中断（异常），而访管指令允许在用户态下触发进入核心态的操作，但本身是非特权指令。

操作系统的体系结构有大内核和微内核两种，微内核设计将核心功能最小化，提高了系统稳定性和可扩展性。

在进程管理中，进程是操作系统资源分配和调度的基本单位，具有动态性、并发性、独立性、异步性和结构性。进程由进程控制块（PCB）、程序段和数据段构成，PCB是进程存在的唯一标识。进程状态包括运行、就绪、阻塞和创建、结束，它们之间存在转换关系。进程通信是进程间的信息交换，常见方式有共享存储、消息传递和管道通信。

线程是比进程更轻量级的执行单元，它不单独占有系统资源，仅包含线程ID、程序计数器、寄存器集合和堆栈。线程间的通信通常在同一个进程中进行，可以共享资源。根据线程管理的层次，线程分为用户级线程和内核级线程，以及它们的组合形式——多线程模型，包括多对一、一对一和多对多模型，分别在效率、并发性和复杂性之间做出权衡。

处理机调度是操作系统的关键功能之一，包括作业调度（高级调度）和进程调度（低级调度），它们决定哪些进程获得处理机以及分配多长时间。作业调度负责将作业从外存调入内存，而进程调度负责在就绪队列中选择进程进行执行。通过不同调度算法，如FCFS（先来先服务）、SJF（最短作业优先）、优先级调度和多级反馈队列等，可以优化系统的响应时间和吞吐量。

以上是操作系统中的主要知识点，涵盖了操作系统的基本概念、发展历史、运行环境、体系结构、进程和线程管理以及处理机调度等内容。这些知识对于理解和研究计算机系统、进行软件开发以及解决实际问题至关重要。