計算機科學經典課程「作業系統」核心考點總覽，涵蓋系統類型與功能、進程管理、存儲管理、設備管理、檔案管理、作業管理與使用者介面、死鎖處理七大模組，適合期末複習、面試準備與知識體系建構。

1. 作業系統類型與五大功能模組

• 批次處理：無交互，成堆作業自動流水線。
• 分時系統：多用戶交互，時間片輪轉，體感獨享。
• 即時系統：專用、緊耦合應用，追求及時性/可靠性/完整性，分即時過程控制與即時資訊處理。
• 網路/分散式系統：網路作業系統 (NOS) 需指明遠端資源；分散式作業系統 提供單一系統映像、統一資源調度。

五大功能模組：處理機管理、存儲管理、設備管理、檔案管理、使用者介面。

2. 進程與進程管理

(1) 進程定義

程式對資料集的一次執行活動。動態實體，單位資源分配/調度。現代 OS 引入 執行緒 作為處理器調度最小單位。

(2) 三態模型與轉換

• 執行：佔用 CPU。
• 就緒：僅缺 CPU。
• 阻塞：等待事件 (I/O/訊號/鎖)。

轉換：就緒→執行 (調度)、執行→就緒 (時間片用盡/搶佔)、執行→阻塞 (等待)、阻塞→就緒 (事件發生)。

(3) 進程控制區 (PCB)

進程存在的唯一標識。含進程狀態、屬性 (優先權)、控制資訊 (參數/訊號/訊息)、佇列指標、現場保護區。靜態觀：程式碼+資料+PCB；動態觀：機器狀態有序集合。PCB 常駐記憶體，核心透過 PCB 管理進程。

(4) 進程管理核心原語

建立、阻塞、終止、優先權、調度。調度演算法：FCFS、優先權、RR (時間片)、SJF、HRRN 等。非搶佔 vs 搶佔式調度。

(5) 管程

並發構造：共享資源資料+分配過程。互斥進入、條件變數等待、資訊隱蔽 (資料僅管程內可見)。解決同步互斥問題的高級同步機制。

3. 存儲管理

多級存儲體系：主存 (實體、有限) + 輔存 (虛擬、由位址寬度決定)。虛擬存儲不考慮實體大小，只管邏輯相對位置。

4. 設備管理

任務：分配/回收、啟動、資料傳輸控制、磁碟調度、中斷處理、虛擬裝置。
四種傳輸控制：程式查詢、中斷驅動、DMA (直接記憶體存取)、通道控制。

5. 檔案管理

(1) 檔案系統目標

提高存儲利用率、名字空間→物理位址轉換、決定存放位置/形式/權限、檔案/目錄操作、共享與安全、友善介面。

(2) 邏輯結構 vs 物理結構

• 邏輯：無結構字元流 / 有結構記錄檔 (格式化檔)。
• 物理：連續、鏈結、索引、多級索引分配。涉及區塊策略與分配策略。

6. 作業管理與使用者介面

• 作業：完成一項計算任務的工作總和。
• 聯機方式：使用者直接輸入指令控制。
• 脫機方式：使用者撰寫 JCL 作業說明書提交系統批次處理。
• 作業調度演算法：FCFS、SJF、HRRN、優先權分級等。

7. 死鎖處理四大策略

1. 預防：破壞四必要條件 (互斥/佔有並等待/非搶佔/循環等待) 任一。
2. 避免：銀行家演算法，資源分配前判斷安全性。
3. 檢測：資源請求分配圖化簡，定期/觸發式檢測不安全狀態。
4. 解除：剝奪資源、終止進程、回滾檢查點。

掌握這些核心概念，不僅能應付考試面試，更能在系統調優、故障診斷、架構設計中建立底層思維優勢。