第2章 · 播客 第1集
操作系统 · 操作系统定义、分类与进程概念
🎙️ 本集播客：第1集：从「哪一条进程状态转换绝对不可能发生」这个必考点切入，先把操作系统的定义、接口、五大管理功能和分类的「三个还是七个」辨清，再把进程与程序的区别、三态定义与四条转换逐条讲透，最后拿前趋图的直接制约与间接制约收尾——都是选择题的直接取材点。 语音由微软 Edge 神经网络语音预生成（女声·晓伊，男声·云希）。点击下方任意对话可直接从该句开始播，当前句朗读时下一句已预先加载，无缝衔接。
雅
小雅
阿明，开场先送你一道年年考的题：进程的三种基本状态之间，有一条转换是绝对不可能直接发生的，你说是哪条？
明
阿明
呃……运行态直接变等待态？不对，那个天天发生。那我猜等待态直接变就绪态？
雅
小雅
两个都答错了，而且错得很典型。原文原话是：阻塞状态的进程不能直接进入执行状态，就绪状态的进程不能直接进入阻塞状态。也就是说不可能的有两条，「阻塞态直接到运行态」和「就绪态直接到阻塞态」。这一集我把三态和它们之间每一条通路都给你捋一遍，捋完这种题你连想都不用想。
明
阿明
行，那从头来吧。操作系统这章开头那些定义，是不是就是背一背？
雅
小雅
定义得抠字，因为判断题就在字上做手脚。原文：操作系统是计算机系统中的核心系统软件，负责管理和控制计算机系统中的硬件和软件资源，合理地组织计算机工作流程和有效地利用资源，在计算机与用户之间起接口的作用。注意三个关键词——核心系统软件、既管硬件又管软件资源、起接口作用。
明
阿明
「接口」这个词好像会单独出题？
雅
小雅
会，而且是分两头考。操作系统为用户提供的接口，表现形式一般是命令、菜单、窗口之类的；而操作系统为应用程序提供的接口是 API。所以题干问「面向用户」你选命令菜单窗口，问「面向应用程序」你选 API，别混。这条线后面还会延伸到系统调用，那是第 4 集的活。
明
阿明
明白。那这章开篇说的「一个观点、两条线索」呢？听起来像口号。
雅
小雅
是纲，但也是考点。原文说掌握操作系统原理的关键在于深入理解「一个观点、两条线索」：一个观点是以资源管理的观点来定义操作系统；两条线索是指操作系统如何管理计算机各类资源和控制程序的执行。配套的一句是：从资源管理的角度看，操作系统主要是对处理器、存储器、文件、设备和作业进行管理——处理器、存储器、文件、设备、作业，五个，一个都不能少。
明
阿明
五大管理功能记住了。分类呢？我印象里有三种，又好像有七种。
雅
小雅
这就是这一节唯一的坑，你正好踩在上面。原文有两处说分类：章节开头说「操作系统的基本类型有：批处理操作系统、分时操作系统和实时操作系统」，三个；而 2.1.2 说「按照操作系统的功能划分，操作系统的基本类型有批处理操作系统、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、嵌入式操作系统、微内核操作系统等」，七个。
明
阿明
所以看题干问的是哪一种说法。
雅
小雅
对。问「最基本的三种类型」，答批处理、分时、实时；问「按功能划分包括哪些」，那网络、分布式、嵌入式、微内核也都算。两份名单都背下来，别只记一份。
明
阿明
好。接下来是进程管理了吧，这块我知道是重头。
雅
小雅
重头到什么程度，原文自己交代了：处理机是计算机系统的核心资源；处理机管理是整个操作系统的重心所在，其管理的好坏直接影响到整个系统的运行效率；而且处理机管理集中了操作系统中最复杂的部分，它设计的好坏关系到整个系统的成败。这三句是简答题的现成答案。
明
阿明
那为什么处理机管理又叫进程管理？这两个名字换着用我经常懵。
雅
小雅
因为进程是处理机管理中最基本的、最重要的概念，而且原文给了两句定性：以进程作为独立运行的基本单位，以进程作为分配资源的基本单位。既然一切都从进程的角度研究，处理机管理也就被称为进程管理。它的功能是组织和协调用户对处理机的争夺使用，把处理机分配给进程，对进程进行管理和控制。
明
阿明
那进程和程序到底差在哪？我一直说不清楚，只会说「一个动一个静」。
雅
小雅
「一个动一个静」其实抓住了核心，原文就是这么切的：用静态的观点看，操作系统是一组程序和表格的集合；用动态的观点看，操作系统是进程的动态和并发执行的。而且原文点明——进程的概念实际上是程序这一概念发展的产物，所以是从分析程序的基本特征入手引出进程的。你答题时把「程序是静态的一组代码与表格，进程是程序的动态并发执行、是系统并发执行的体现、是独立运行和分配资源的基本单位」串起来说，就完整了。
明
阿明
那顺序程序又是什么？这个词我在原文里见过但没在意。
雅
小雅
定义要背：顺序程序是指程序中若干操作必须按照某种先后次序来执行，并且每次操作前和操作后的数据、状态之间都有一定的关系。原文补一句，在早期的程序设计中程序一般都是按顺序执行的。它的对立面就是多道程序系统里的并发执行，这两个概念是一对。
明
阿明
多道程序系统带来的变化，原文列了几条？
雅
小雅
两条，编号很清楚。第一条，资源共享——为了提高资源的利用率，计算机系统中的资源不再由一道程序专用，而是由多道程序共同使用。第二条，程序的并发执行或并行执行。第二条又分逻辑上和物理上两层，这层次是考点，我给你分开讲。
明
阿明
来，逻辑上是哪几种并行？
雅
小雅
逻辑上三种：允许多道不同用户的程序并行运行；允许一个用户程序内部完成不同操作的程序段之间并行运行；允许操作系统内部不同的程序之间并行运行。注意中间那条——同一个用户程序内部的不同程序段之间也算并行，这条最容易被漏掉，出题人就爱拿它当「以下哪项不属于」的正确项来骗你排除。
明
阿明
记住了，程序内部也算。物理上呢？
雅
小雅
物理上原文说：内存储器中保存多个程序，输入输出设备被多个程序交替地共享使用；在多处理机系统的情形下，表现为多个程序在各自的处理机上运行，执行时间是重叠的；单处理机系统时，程序的执行表现为多道程序交替地在处理机上相互空插运行。这里的对照很关键——多处理机是「执行时间重叠」，单处理机是「交替空插」。问「单处理机上多道程序是真并行吗」，答不是，是交替空插。
明
阿明
那并行执行和资源共享之间是什么关系？原文好像专门说了一段。
雅
小雅
说了，而且是「相辅相成」四个字：一方面，只有允许程序并行执行，才可能存在资源共享的问题；另一方面，只有有效地实现资源共享，才可能使得程序并行执行。双向的，不是单向因果，这种题会把它写成「资源共享是并行执行的前提」这种单向说法，那就不全。还有一句收口的：并发操作实际上是这样的——大多数程序段只要求操作在时间上是有序的，也就是有些操作必须在其他操作之前，这是有序的，但其中有些操作却可以同时进行。
明
阿明
这句「有些必须有序、有些可以同时」听起来像在给前趋图铺路。
雅
小雅
眼光不错，本集最后就落到前趋图。但先把三态办完，这是本章第一号考点。三个状态，我一个一个念定义，你注意每条里的限定词。
明
阿明
来吧，我最容易把就绪和阻塞的描述搞反。
雅
小雅
第一，就绪状态。原文：当进程已分配了除 CPU 以外的所有必要的资源后，只要能再获得处理机，便能立即执行，把这时的进程状态称为就绪状态。在一个系统中可以有多个进程同时处于就绪状态，通常把它们排成一个队列，称为就绪队列。这句话你逐字记住——「已分配除 CPU 以外的所有必要资源」「只要再获得处理机便能立即执行」，这两句就是原题题干。
明
阿明
等一下，这不就是我刚才那道题的正确答案？
雅
小雅
正是。题干问「已获得除 CPU 外所有必要资源、只要获得处理机便能立即执行的状态是」，答案就是就绪状态，一个字都没改，是照抄原文的送分题。四个干扰项你也得逐个排掉：执行状态是进程已经在运行，它连 CPU 都拿到了，不满足「除 CPU 外」这个限定；阻塞状态是因等待事件而暂停，它缺的是事件不是 CPU，给它处理机也跑不动；挂起状态更不行——挂起的进程不可能被调度而执行，这是原文明说的属性。
明
阿明
所以关键是那五个字「除 CPU 以外」，谁只缺 CPU 谁就是就绪。
雅
小雅
对。第二，执行状态，原文：指进程已获得处理机，其程序正在执行。跟着一句限定必须记——在单处理机系统中，只能有一个进程处于执行状态。这句是判断题原材料，问「同一时刻可以有多个进程处于执行状态吗」，在单处理机下答不能；而就绪和阻塞都可以同时有多个，各排成就绪队列和阻塞队列。
明
阿明
一个执行、多个就绪、多个阻塞。第三个呢？
雅
小雅
第三，阻塞状态：指进程因发生某事件而暂停执行时的状态，亦即进程的执行受到阻塞，故称这种暂停状态为阻塞状态。原文举的事件是请求输入输出、申请缓冲空间等。还有一个别名陷阱：阻塞状态有时也称为「等待」状态，或「睡眠」状态。所以题目里出现等待态、睡眠态，说的都是阻塞态，别当成第四种状态。