勿以浮沙筑高台。重视基础，这是无数前辈对新人反复强调的，操作系统恰是其中之一，它对日常程序开发或是面试都非常重要。接下来这一系列文章是对操作系统重点知识的总结与学习。
参考学习：
- 书籍：《现代操作系统》、《深入理解计算机系统》
- 视频：学堂在线 - 操作系统（自主模式）
操作系统知识点
- 操作系统概述：
- 操作系统的定义以及功能；
- 计算机系统体系结构；
- 操作系统的四个特性：并发、共享、虚拟、异步；
- 用户态和核心态的区别；
- 进程和线程：
- 进程的几种状态及其转换；
- 进程与线程的区别；
- 进程调度的算法；
- 进程同步的方式；
- 进程通信的方式；
- 死锁：
- 死锁的概念、导致死锁的原因；
- 导致死锁的四个必要条件；
- 处理死锁的四种方式：预防、避免、检测、解除；
- 存储器：
- 内存连续分配方式采用的算法及优缺点；
- 分页存储管理方式；
- 分段存储管理方式；
- 段页式存储管理方法；
- 几种存储方式的比较及各自优缺点；
- 从逻辑地址到物理地址的转换过程；
- 虚拟存储器：
- 虚拟存储器的定义与实现方式；
- 页面置换算法，计算所需换页数；
- 文件系统：
- 文件系统基本概念；
- 文件分配方式；
什么是操作系统
计算机系统一般由一个或多个处理器、内存、I/O 设备等组成，而操作系统就是这些硬件之上的一种软件，它为应用程序提供了一个抽象，并管理这些计算机资源。具体可以从功能上来认识操作系统。
作为扩展机器，它隐藏硬件底层实现细节，对硬件提供抽象，方便程序或用户的使用：
- 进程是对
CPU、主存及I/O设备的抽象； - 虚拟内存（虚拟地址空间）是对主存和
I/O设备的抽象； - 文件是对
I/O设备的抽象；
作为资源管理器，它在多个竞争程序之间合理地控制对处理器、存储器及 I/O 设备的分配，避免资源使用冲突。有两种共享资源的方式：
- 时间复用：不同程序或用户轮流使用；
- 空间复用：每个程序或用户得到资源的一部分；
内核态和用户态
如下图是一般计算机系统的简化图。多数计算机有两种运行模式：内核态和运行态。
操作系统运行在内核态，它对所有硬件具有访问权，可以执行任何指令。用户接口程序和其余软件运行在用户态， 它只能执行机器指令中的一个子集。
四大特性
操作系统主要有四大特性，分别为：
- 并发：在宏观上有多个程序在同时运行，需要
OS管理和调度，而在微观上是分时交替运行；
注意并发和并行的区别：
- 并发指的是在一段时间内有多个应用程序可以运行；
- 并行指的是在一个时间点有多个应用程序可以执行，并行需要计算机有多个
CPU；
- 共享：资源可以供内存中多个并发执行的进程共同使用，在宏观上是同时访问该资源，而在微观上是采用互斥共享。
- 虚拟：利用多道程序设计，让每个应用程序都觉得有一个计算机专门为它服务。
- 异步：程序的执行不是连贯的，而是间断性的，其速度也不可知，但只要运行环境相同，其运行结果需要保证相同。
计算机体系结构
计算机系统主要由处理器、主存、I/O 设备及系统总线组成。
处理器
也称中央处理单元（CPU），是用来解释或执行主存中的指令的引擎。在任何时候，处理器一直在不断执行程序计数器指向的指令，再更新程序计数器，指向下一条指令。
主存
主存，是一个临时存储设备，用来存放程序和程序要处理的数据。存储系统大多采用分层次的存储结构。如下图：
存储层次最顶层是寄存器。下一层是两层高速缓存 L1、L2。再下一层是主存，所有不能再高速缓存行命中的访问请求会转到内存。如果内存中还没有，可能还会到虚拟内存中查找。
在层次结构中，较高层次的存储设备可以作为较低层次设备的高速缓存。更高层次的存储设备比底层的更快，但价格也更昂贵。
I/O 设备
I/O 设备是系统与外界联系的通道。主要包括磁盘、显示器、键盘等。每个 I/O 设备都通过一个控制器或适配器与 I/O 总线相连，来传递信息。
