概念
操作系统
组织和管理计算机系统中的软件和硬件，组织计算机系统工作流程、控制程序执行，提供给用户工作环境和友好的接口。

3个作用：

• 管理计算机中运行的程序和分配各种软硬件资源
• 为用户提供友善的人机洁界面
• 为应用程序的开发和运行提供一个高效的平台

4个特征：

• 并发行、共享性、虚拟性、不确定性

操作系统功能：

• 进程管理： 对CPU执行时间进行管理 ，包括进程控制、进程同步、进程通讯、进程调度。
• 文件管理：对硬盘上的存储空间管理，目录管理，文件的读写和存取控制。
• 存储管理：对主存内存进行管理，包括存储分配和回收、存储保护、存储映射、存储扩充
• 设备管理：对硬件设备的管理，包括对输入输出的分配、启动、完成、回收。
• 作业管理：包括任务、界面管理、人机交互、图形界面、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，单个任务执行发展到同时多个任务执行。
• 分时操作系统：将CPU的工作时间进行切分，轮流为各个终端用户服务，要求交互高。
• 实时操作系统：要求较快的进行处理相应，并在被控对象允许的时间内快速反应，要求可靠性，交互不高。
• 网络操作系统：使计算机联网共享资源，有集中模式、客户端/服务器模式（CS）、对等模式（P2P）。
• 分布式操作系统：多个分散的计算机连接而成的计算机系统，无主次之分，都能互现通讯交换信息。
• 微型计算机操作系统：windows、linux、mac

嵌入式操作系统：（物联网设备，智能家居）

• 微型化：性能和成本考虑，占用资源和系统代码量少

• 可定制：成本和研发考虑，兼容不同的处理器，对硬件变化进行结构与功能上的配置，满足不同的需求。

• 实时性：实时响应高，过程控制、数据采集、传输通讯、媒体信息。 可靠性：提供容错和防故障措施。

• 易移植性：采用硬件抽象层和板级支撑包的底层设计技术。

  嵌入式系统初始化过程按照自底向上，片级初始化（芯片）-板级初始化（外设）-系统初始化（bios引导）

进程组成和状态

进程的组成：进程控制块PCB、程序、数据
进程的状态：

• 运行态：CPU正在执行进程
• 就绪态：等待被调度分配CPU
• 阻塞态：磁盘读写数据、打印机等，CPU不会等着浪费资源，阻塞态事件结束必须进入就绪态
  

前趋图：

用来表示那些任务可以并行执行，哪些之间有顺序关系

进程资源图：

进程和资源之间的分配和请求关系，下图箭头向下为分配，向上为请求
资源分配和请求都满足后执行结束，资源会回收，释放资源

进程的同步和互斥

• 临界资源：各进程互斥的方式访问资源，同一时间只能有一个进程使用资源
• 临界区：本质是一段代码，进程对临界资源实施操作那段代码
• 互斥：临界资源需要加锁，使用完后解锁给其他进程使用
• 同步：多个任务可以并发执行，速度上有差异
• 互斥信号量：临界资源使用互斥，初始值为1
• 同步信号量：对共享资源访问控制（数量上限），初始值一般为共享资源的数量

信号量操作：

• P（S）：申请资源，资源减一，S>=0才能继续执行，S<0表示没有资源，进入阻塞状态
• V（S）：释放资源，资源加一，S>0才能继续执行，S<=0表示从阻塞态唤醒一个进程

计算
前趋图计算：

先P申请资源，执行后V释放资源，S为信号量，一条箭头就代表一个信号量

题目一：

1. 题目有5个信号量，计算假设一般编号从上到下，从左到右，后续根据条件进行验证

2. P1执行后释放2个信号量，假设上面是s1，下面是s2，P2执行条件是P（s1）就验证了上方为s1
3. P2执行需要P（s1），执行后释放1个信号量，假设为s3，P4执行条件是P（s3）就验证了为s3
4. P3执行需要P（s2），执行后释放1个信号量，上方已经验证，这边为s4 5、P4执行需要P（s3），执行后释放1个信号量，为s5

题目二：

1、先假设8个S信号量序号

2、P1执行后，释放2个信号量，V（s1）V（s2），P3执行需要P（s2），验证下方为s2，上方为s1。
3、P2执行后，需要p（s1），释放2个信号量，V（s3）V（s4），P3执行需要s2，s3，s3为P操作，选择题都为P（s3）。
4、P3执行后，释放2个信号量，V（s5）V（s6），P4执行需要2个P，上面是为s4固定，下方就是s5了，另一个就s6
5、P4执行后，释放1个信号量，V（s7）
6、P5执行，想要p（s6），执行后释放V（s8），验证上方为7