操作系统复习—知识点

第1章 计算机操作系统概述

（1）什么是操作系统，操作系统在软件层次中的地位；操作系统的设计观点

（2）操作系统的形成和五大类型（批处理操作系统、分时操作系统、 实时操作系统、 络操作系和分布式操作系统）

（3）操作系统的五大功能（作业管理、文件管理、存储管理、设备管理和处理机及进程管理）

（4）操作系统的属性：响应比、并发性（共行性）、信息的共享、保密与保护、可扩充性、可移植性、可读性、可“生成”性、可测试性、安全可靠性等

（5）操作系统的“生成”、配置、设置和引导

教学要求：

（1）牢固掌握操作系统的定义：

    计算机操作系统是方便用户、管理和控制计算机软、硬件资源的系统（或程序集合）；

    清楚地了解操作系统所处的地位：是裸机之上的第一层软件，是建立其他所有软件的基础。

（2）牢固掌握操作系统目前有五大类型（批处理、分时、实时、 络和分布式）和五大主要功能：

    作业管理、文件管理、存储管理、设备管理、进程管理。

（3）理解衡量操作系统优劣的属性：响应比、并发性（共行性）、信息的共享、保密与保护、可扩充性、可移植性、可读性、可“生成”性、可测试性、安全可靠性等。

（4）在实践方面至少掌握一种实际操作系统的安装、使用和维护。

（5）研究操作系统面对用户的服务观点和系统内部的管理观点。即为用户提供方便而安全的工作环境，体现“用户至上”、“服务至上”的原则；

         内部管理采用中断、通道、串行、并发、并行和本地远地通信等分设的各种管理部门机构；里外协作分工组织，力争达到“多快好省”。

（6）考虑到CPU与外部设备在速度方面的差异，采用硬通道、缓冲区、多种队列和多种调度算法，以“小步快跑”等策略管理和控制计算机资源，平衡协调为用户服务。

（7）了解现代操作系统为用户提供的三种使用界面：命令界面、系统调用界面和图形界面。

          一般用户通过命令、图形方式控制，编程人员通过系统调用方式控制计算机。

（8）初步了解如何认识和解剖操作系统。

（9）了解操作系统（DOS、Windows、UNIX、Linux）版本简况。     

 

第2章 作业管理  

学习重点：

（1）概念和术语：作业、作业步、作业同步、作业流和作业类型。

（2）作业管理的任务和功能。

（3）作业输入方式：联机输入、脱机输入、直接藕合、假脱机（SPOOLing）工作和 络输入等方式。

（4）用户界面的任务和功能。操作系统的三代人机交互界面（第一代用户界面，一维空间的命令行界面和编程人员在程序中的系统调用、第二代用户界面，在二维图形界面空间以及第三代用户界面，在三维虚拟现实的界面元素空间) ；界面管理的功能以及用户界面的设计特点（实现高效的人机通信）

（5）作业调度功能以及作业调度算法（先来先服务、最短作业优先法、最高响应比法、优先数法、定时轮转法、事件驱动法以及各种不同类型作业搭配调度算法）。

（7）操作系统常用命令分类与使用

（8）Shell命令解释和控制语言特点

教学要求：

掌握作业管理的任务和功能。理解关于作业调度的概念和术语。

掌握用户界面的功能及设计特点，能把这种基本设计思想体现在一些人机接口界面的设计中。

理解常用的作业调度算法的实现思想，如FCFS、SJF、HRM等。         

理解Shell命令解释和控制语言。

第3章 文件管理  

学习重点：

（1）文件管理的任务和功能

（2）操作系统文件的特点。文件的组织机构：文件元素（物理上: 位、字节、块、页、盘等组成；逻辑上：有字、字段、记录、虚拟块、文件、文件目录、文件夹和文件卷等。

（3）文件分类（按文件性质与用途分：系统文件、库文件；按操作保护分：只读文件、可读可写文件、可执行文件；按使用情况分：临时文件、永久文件、档案文件；按用户观点分统：普通文件、目录文件、特殊文件；按存取的物理结构分：顺序（连续）文件、链接文件、索引文件；按文件的逻辑存储结构分：有结构文件和无结构文件；按文件中的数据形式分：源文件和目标文件等

（4）文件的文件的物理结构和逻辑结构：空闲表法、自由链表法和成组链接法

（5）文件的目录结构：一级文件目录、二级文件目录、多级文件目录，文件目录的管理，“活动文件表”

（6）文件的存取控制：存取控制矩阵、用户权限表、使用密码

（7）文件的使用：文件系统的系统调用（创建、打开、读写、关闭、刪除等）

教学要求：

（1）理解文件管理的任务和功能。

（2）牢固掌握文件、文件系统的概念。

（3）掌握文件系统的分类。

（4）掌握文件的逻辑组织和物理组织的概念，以及相应的组织形式。

（5）掌握文件系统的目录分类管理特点。

（6）理解文件存取控制的作用及UNIX系统中采取的办法。

（7）了解文件系统的系统调用，如创建、打开、读写、关闭、刪除等。

（8）了解：文件系统的编程设计                            

 

第4章 存储管理  

学习重点：

（1）存储管理的任务和功能。

（2）概念：逻辑（相对）地址、物理（绝对）地址、重定位、虚拟存储、分区分配存储管理（固定分区分配、可变式动态分区分配、可重定位分区分配、多重分区分配）。

（3）动态分区分配的分配算法：首次适应法、循环适应法、最佳适应法和最坏适应法。

（4）内存“扩充”技术：交換与覆盖；内存保护技术：存储保护键和界限寄存器。

（5）请求页式存储管理：实现原理、页表的设计、请求淘汰換页算法（先进先出算法、循环检测法、LRU最近最少使用页面先淘汰、LFU最不经常使用的页面先淘汰、NUR最近没有使用页面先淘汰、OPT最优淘汰算法replacement 和随机数淘汰页面算法）；页式存储管理优缺点。

（6）段式存储管理特点；段页式存储管理特点。

教学要求：

（1）理解内存管理的任务和功能。

（2）理解三级存储器结构：高速缓存、内存、外存。

（3）掌握分区存储器管理方法：内存分配、内存扩充、内存保护。

（4）掌握分页和分段概念，二者的主要区别。

（5）掌握页式存储管理技术的实现思想，如何实现从逻辑地址到物理地址的转换。

（6）掌握解分段存储管理技术的实现思想。

（7）理解页面置换的先进先出法、循环检测法和最近最少使用置换法（LRU）等。

（8）牢固掌握以下概念：逻辑地址、物理地址、可重定位地址、重定位、虚拟存储器。

习题         

 

第5章 输入输出设备管理  

学习重点：

（1）设备管理的任务和功能。

（2）设备分类和使用特点：按输入输出传送方式分为字符型设备和块设备；按资源特点分为独享设备、共享设备和虚拟设备；按设备硬件物理特性分为顺序存取设备、直接存取设备；按设备使用分为物理设备、逻辑设备和伪设备。

（3）设备I/O方式：询问、中断和通道技术。

（4）设备分配技术和管理：设备分配算法按先来先服务和优先级队列。

（5）缓冲技术：单缓冲、双缓冲、多缓冲和缓冲池等。

（6）虚拟设备的技术（SPOOLing技术）：共享打印机实例。

（7）设备处理程序的功能。

（8）设备处理程序特点和编制内容（设备标题、数据存储和局部过程、策略过程、中断过程、命令处理子程序）。

教学要求：

（1）理解设备管理的任务和功能。

（2）熟练掌握设备分类及其特点，设备的I/O方式。

（3）了解外部设备的安装。

（4）掌握输入输出设备的分类设计方法。

（5）理解使用缓冲技术的目的和缓冲区的设置方式。

（6）了解SPOOLing系统的功能和实现思想。

（7）了解输入输出设备处理程序的编程要点。

（8）了解I/O控制过程。        

 

第6章 进程及处理机管理  

学习重点

（1）操作系统“核心”功能和特点

（2）程序的顺序执行与并发执行

（3）进程的定义，进程的五个基本特征，进程控制块，程序与进程的对比，进程与线程

（4）进程的描述；进程的基本状态及转換（就绪、执行、等待）

（5）进程调度算法（先来先服务、RR轮转法、多级反馈轮转法和优先数法）

（6）进程通信：同步与互斥、临界区、原语（加锁/开锁原语、信 量及P-V操作）、消息缓冲

（7）什么是死锁生死锁的四个必要条件（互斥使用、保持和等待、非剥夺性、循环等待和处理）

教学要求：

（1）牢固掌握进程的概念。

（2）熟练掌握操作系统核心功能、核心形式。

（3）掌握顺序执行与并发执行的比较。

（4）熟练掌握进程的五个基本特征，掌握进程与程序的主要区别。理解进程与线程的关系。

（5）掌握进程的基本状态：执行态、就绪态、等待态。在什么条件下发生状态转换/span>

（6）理解进程的一般组成，应深入理解进程控制块的作用。每个进程有惟一的进程控制块。

（7）理解常用的进程调度算法。

（8）掌握进程同步与互斥的比较，简单理解为同步是伙伴，互斥是竞争。

（9）理解信 量概念，P、V操作执行的动作。

（10）掌握死锁的概念、死锁的必要条件、解决死锁的基本方法。      

 

第7章 操作系统结构和程序设计  

学习重点：

（1）操作系统的编程概念和特点。

（2）结构设计的目标；分层原则：自底向上或自顶向下的有序分层（全序或半序）；分块原则；模块接口法的设计步骤；模块接口法的优缺点；

（3）层次模块化结构设计：层次模块模型、整体内核模型、内核进程模型、对象模型。

（4）微内核体系结构主要优点。