操作系统：管理计算机硬件和软件资源的计算机程序，提供一个计算机用户和硬件系统的接口，向上对用户程序提供接口，向下接管硬件资源。
其本质也是一个软件，作为最接近硬件的系统软件，负责CPU管理、存储器管理、设备管理、文件管理、提供用户接口。
分类？
批处理、分时、实时。
如果兼顾批处理和分时则称为通用操作系统。
通用操作系统有：Linux，MacOS、Windows
内核态和用户态
目的：避免操作系统和关键数据被用户程序破坏。
内核态：操作系统管理程序执行时所处的状态，能够执行特权指令在内的所有指令，能够访问系统所有存储空间。
用户态：用户程序执行时处理器所处状态，不能执行特权指令，只能访问用户地址空间。
用户程序运行在用户态，操作系统内核运行在内核态
如何实现内核态用户态的切换？
系统调用、异常、外部中断
系统调用：操作系统的最小功能单位，是操作系统提供的用户接口
异常：也称内中断，是由错误引起的，如文件损坏缺页故障等
外部中断：用于通知处理器，外设的状态变化
并发并行的区别：
并发：宏观上多个程序同时运行，微观上同一时刻只有一个程序在运行
并行：同一时刻多个程序在运行
什么是进程？
进程是资源分配的基本单位，是独立运行的基本单位，进程的经典定义是：一个执行中程序的实例
进程由进程控制块PCB、数据段、程序段组成。
其中进程控制块PCB是进程存在的唯一标志，包括进程标识符PID，进程当前状态、程序和数据地址、进程优先级、CPU现场保护区（用于进程切换）、占有的资源清单等。
进程间通信
每个进程都有各自的用户地址空间，因此进程间通信要经过内核，在内核开辟一块缓冲区，A把数据从用户空间拷贝到缓冲区，B把数据从缓冲区拷贝到用户空间
通信本质：进程间通过一个公共资源进行通信，而根据这个公共资源的提供者不同造就了不同的通信方式
进程间通信主要有：管道、系统IPC【 Inter-Process Communication，进程间通信】（消息队列、信号量、信号、共享内存等）、套接字socket
进程如何通过管道进行通信
管道是最基本的IPC机制，作用于有血缘关系的进程之间，完成消息传递。
调用ippe（）函数就可以创建管道。
管道特质：
1. 其本质是一个伪文件(实为内核缓冲区
2. 由两个文件描述符引用，一个表示读端，一个表示写端。
3. 规定数据从管道的写端流入管道，从读端流出。
管道过程：
（1）父进程创建管道，得到两个⽂件描述符指向管道的两端
（2）父进程fork出子进程，⼦进程也有两个⽂件描述符指向同⼀管道。
（3）父进程关闭fd[0],子进程关闭fd[1]，即⽗进程关闭管道读端,⼦进程关闭管道写端（因为管道只支持单向通信）。⽗进程可以往管道⾥写,⼦进程可以从管道⾥读,管道是⽤环形队列实现的,数据从写端流⼊从读端流出,这样就实现了进程间通信。
管道局限性：
1.只能一端读一端写
2.数据一旦读走，便不在管道中存在，不可反复读取
3.半双工通信，因此数据只能在同一方向流动
4.只能在有公共祖先的进程间使用管道
进程如何通过共享内存进行通信
共享内存通信，是使多个进程可以同时访问同一个内存空间，需要同步处理，如互斥锁、信号量
特点：
1.最快的IPC机制，因为直接对内存进行操作，避免数据在用户空间和内核来回切换
2.可以多个进程同时操作，因此需要同步处理
3.通常使用信号量来搭配共享内存
信号？
一条用于通知进程系统发生了某种类型事件的一条小消息
