計算機作業系統是軟體級別的系統管理員，負責協調計算機硬體和應用程式之間的互動。 深入了解作業系統的基本概念對於設計高效、可靠的軟體至關重要。 本文將深入探討計算機作業系統的核心概念，涵蓋程序和執行緒、記憶體管理、檔案系統、裝置管理、程序排程和死鎖。
程序是具有獨立記憶體空間和執行環境的程式執行例項。 作業系統通過程序管理實現系統資源的合理分配和隔離。 詳細解釋流程的生命週期，包括建立、等待和終止。
示例：使用 Python 的 multiprocessing 模組建立流程。
import multiprocessing
def worker():
print("worker process")
if __name__ == "__main__":
process = multiprocessing.process(target=worker)
process.start()
process.join()
示例：使用 Python 執行緒模組建立執行緒。
import threading
def print_numbers():
for i in range(5):
print(i)
def print_letters():
for letter in 'abcde':
print(letter)
if __name__ == "__main__":
t1 = threading.thread(target=print_numbers)
t2 = threading.thread(target=print_letters)
t1.start()
t2.start()
t1.join()
t2.join()
示例：C 語言中的記憶體分配和釋放。
#include
int main()
int *array = (int *)malloc(5 * sizeof(int));
使用陣列
free(array);
return 0;
示例：LRU 演算法的 Python 實現。
from collections import ordereddict
class lrucache:
def __init__(self, capacity):
self.cache = ordereddict()
self.capacity = capacity
def get(self, key):
if key in self.cache:
self.cache.move_to_end(key)
return self.cache[key]
return -1
def put(self, key, value):
if key in self.cache:
del self.cache[key]
elif len(self.cache) >= self.capacity:
self.cache.popitem(last=false)
self.cache[key] = value
示例：C 中的檔案操作。
#include
int main()
file *file = fopen("example.txt", "w");
fprintf(file, "hello, world!");
fclose(file);
return 0;
示例**：Linux 中的檔案許可權設定。
chmod 755 example.sh
示例**：C 語言中的簡單 IO 操作。
#include
int main()
char c;
printf("enter a character: ");
scanf("%c", &c);
printf("you entered: %c", c);
return 0;
;示例：組合語言中的中斷處理。
interrupt_handler:
中斷處理**。
ret
示例：乙個簡單的時間片旋轉排程演算法。
def round_robin_scheduling(processes, burst_time, quantum):
n = len(processes)
remaining_burst_time = list(burst_time)
waiting_time, turnaround_time = [0] *n, [0] *n
time = 0
while true:
all_finished = true
for i in range(n):
if remaining_burst_time[i] >0:
all_finished = false
if remaining_burst_time[i] >quantum:
time += quantum
remaining_burst_time[i] -= quantum
else:time += remaining_burst_time[i]
waiting_time[i] = time - burst_time[i]
remaining_burst_time[i] = 0
if all_finished:
breakfor i in range(n):
turnaround_time[i] = burst_time[i] +waiting_time[i]
return waiting_time, turnaround_time
本文深入探討了計算機作業系統的基本概念，包括程序和執行緒、記憶體管理、檔案系統、裝置管理等。 這些概念是電腦科學和軟體工程中不可或缺的基礎，為設計高效穩定的軟體奠定了堅實的基礎。