一、操作系统概述
1.1 操作系统的作用
操作系统是用来管理计算机的软硬件资源的。
如果没有操作系统，用户不能和计算机资源进行交互，即操作系统是人和计算机的接口。
比如人可以点击鼠标，向硬盘中存放一些数据。
比如 IntelliJ IDEA 这类的应用软件，也是在操作系统之上运行的。
所以说，操作系统是人和计算机的接口。比如 Windows、Linux就是人和计算机的接口，人们可以操作可视化界面，打开黑框框和计算机进行交互。
另外一方面，应用软件和硬件之间也有 API 接口，应用软件在调取计算机资源时，可直接调取操作系统专为应用软件提供的接口，来实现相关业务功能。
1.2 操作系统职能：
- 进程管理：管理进程的生命周期。
- 存储管理：管理软件资源在硬盘的存储。
- 文件管理：管理操作系统的文件。
- 设备管理：管理计算机硬件和软件的联系。
- 作业管理：管理进程的作业功能。
二、进程三态及其转变原理
在操作系统中，运行了大量的进程，进程有着自己的生命周期，也就是我们所说的状态。
2.1 进程的三态模型
进程状态可分为等待态、就绪态和运行态。
- 运行态：某进程需要的所有资源都已具备，且拿到了 CPU 资源。
- 就绪态：某进程需要的所有资源都已具备，且没拿到 CPU 资源。
- 等待态：某进程除了 CPU 资源外，还缺其他的资源。
如下图所示：
2.2 进程三态的转变原理
A：进入运行状态后，运行到一半时间片到期了，会被停止，重新排队，目的是防止一个大进程持续消耗 CPU 资源，造成堵塞。
B：就绪的进程，接到了 CPU 的调度指令，开始运行。
C：运行中的进程，缺少了资源会由运行态转换为等待态，如缺少用户指令等。
D：等待中的进程，获取了除 CPU 外全部的资源，会转为就绪状态。
需要注意几点：
当运行中的进程突然缺了资源进入等待态后，如果资源拿到了，必须重新排队，进入就绪态，然后再等待 CPU 调度运行，即无法重等待态直接进入运行态。
三、进程五态及其转变原理
进程三态模型应用比较成熟后，发现了这三种状态不能涵盖常见的所有情况。
比如计算机用户强制将某个进程暂停，这就不能用三态模型去解释了。
3.1 进程的五态模型
运行态和三态的运行态一致。
活跃就绪态和三态的就绪态一致。
活跃阻塞态和三态的等待态一致。
那么就是多了静止就绪态和静止阻塞态，如下图所示。
3.2 进程五态的转变
比如张三正在听音乐，突然接到了领导电话，然后张三停止播放音乐去接电话，这个停止操作就是上图的 J（挂起）流程。
等到接完电话后，张三重新按下了音乐播放键，那么就是走上图的 F（恢复）流程，由静止就绪态转换为活跃就绪态，等待 CPU 调度运行，而不是直接到达运行态。
四、前趋图
前趋图是用来描述进程运行先后顺序的有向无循环图。
在一套应用程序的运行中，用自然语言往往无法解释清楚进程之间的联系和依赖关系，所以可以用前趋图来表示。
简单来说，就是描述一个程序中，必须先做什么，后面才能做什么；或者是哪些可以一起做，如何下图所示。
在上图中，人们很容易能够发现，必须先执行 A，然后执行B，然后才能执行 C、D 和 E，这一种关系可以用前趋图来展现。
再举个例子：
我们可以发现，必须先执行 A 和 B，在执行 C，然后再执行 D 和 E。
五、总结
在本文中介绍了操作系统的基本概念，熟悉操作系统进程的三态模型和五态模型，学习进程状态之间的变化流程，另外学习了使用前趋图表达应用程序中不同进程的依赖关系。
