操作系统复习要点.doc

操作系统原理复习要点考试形式：闭卷题型：单项选择题、填空题、简答题、综合题1. 操作系统概论 【基本知识点】操作系统的概念和目标；操作系统的发展历史和基本类型；现代操作系统的主要特征和功能（hello world）；操作系统结构的设计；内核构造与机器状态等。【可选知识点】Windows NT、UNIX和Linux的基本特点。【学习提示】树立操作系统整体概念，知道Windows体系结构组成及特点。2处理器管理2.1 进程描述和控制从多道程序系统中程序的并发执行引出进程概念，讨论进程与程序的区别；结合实例（UNIX或其他）详解进程状态模型，简要介绍其他进程状态模型；在进程状态模型基础上介绍进程描述的数据结构和讨论进程控制问题。【基本知识点】进程并发执行的条件；进程的特征；进程的概念；进程的状态模型；进程的描述结构，包括进程映象和进程控制块(PCB的主要内容)；进程的控制原语，包括进程的创建、撤销与切换；操作系统三种执行方式；辨析模式切换与进程切换。【可选知识点】进程的状态细化模型；操作系统的执行与控制方式。【学习提示】本节重点是进程概念及其状态模型。可引导学生从解决实际问题的角度理解进程概念的提出，并解决问题的基本方法：建立问题的描述模型，然后在此模型基础上解决问题。2.2 线程、对称多处理和微内核讨论进程切换的开销，介绍资源分配单位与调度/执行单位独立的思想，引入线程的概念；介绍线程的执行特征及应用；结合实例（W2K、Linux等）讨论不同的线程实现方法及其优缺点。介绍对称多处理和微内核结构。【基本知识点】线程的概念（组成、与进程的区别）；线程的执行特征；线程的实现方法（用户级线程、内核级线程及两者组合）；对称多处理；微内核。【学习提示】本节重点是线程概念，通过对称多处理和微内核操作系统的其他内容。2.3 并发性：互斥和同步讨论并发环境中进程的相互作用和关系，指出并发系统中由并发引发的控制问题：互斥、死锁和饿死；介绍实现互斥的软件方法、硬件方法和由操作系统和程序设计语言支持的方法：信号量、管程和消息传递，并详解其中的信号量机制；详解如何使用信号量解决读者/写者、生产者/消费者、哲学家以及理发店等经典进程间同步问题。【基本知识点】并发原理；进程的相互作用；临界资源和临界区；软件方法；硬件方法；信号量；管程；消息；经典进程间同步问题。【学习提示】此部分的重点和难点在于用信号量实现进程的互斥和同步，可结合信号量的物理意义帮助学生理解和掌握。2.4 并发性：死锁和饿死讨论死锁现象、发生的根本原因和条件；详解死锁预防的基本思想和方法；详解死锁避免的银行家算法；概要介绍死锁检测和恢复的一般方法；介绍综合策略；介绍饿死概念；以哲学家吃通心粉问题说明信号量操作不当引起的死锁问题。【基本知识点】死锁概念和原理；死锁预防；死锁避免；各类资源的银行家算法；死锁检测和恢复；综合策略；饿死概念；区分可重用资源与可消费资源。【可选知识点】资源分配图；Windows 2K的通信和同步机制。25 处理器调度结合进程状态的转换介绍处理器调度类型，进程调度的时机和功能，结合实例和各种性能评价指标介绍各种单处理器调度算法并比较优缺点和适用场合。【基本知识点】处理器调度和类型；短程调度（进程调度）时机和功能；典型的调度算法，包括先来先服务(FCFS)、时间片轮转(RR)、短剩余优先(SRT)、短作业优先(SPN)、高响应比优先(HRRN)、优先级(HPF)和多级队列反馈(MF)等。 【可选知识点】公平共享调度；多处理器调度；实时调度。【学习提示】通过数学分析方法（排队论）对各种算法的性能进行比较，举出一种现实操作系统的调度算法（windows：时间片轮转法+可变优先级算法）。3存储器管理3.1 存储管理概述简介存储体系、存储管理的目的及功能，综述各种存储管理技术；介绍多道程序系统下扩充内存的方法：覆盖和交换。【基本知识点】存储器层次；存储管理的目的及功能；覆盖技术；交换技术；内存保护方式。3.2 分区存储管理介绍固定分区存储管理对内存的划分方法和放置算法；讨论固定分区的优缺点，介绍内碎片概念；介绍动态分区对内存的划分方法，介绍外碎片和压缩概念；详解并比较动态分区的放置算法，包括首次适配、邻近适配和最佳适配算法；介绍逻辑地址、相对地址和物理地址概念，详解分区存储管理中的地址重地位机构及过程。【基本知识点】固定分区；动态分区；碎片；压缩；首次适配算法；邻近适配算法；最佳适配算法；逻辑地址、相对地址和物理地址；地址重定位。3.3 简单页式存储管理联系固定分区存储管理的内存划分方法和进程加载方法，详解简单页式存储管理对内存和进程的划分以及进程加载方法，强调简单页式中进程在内存中的多个页面不要求连续从而提高了内存使用的灵活性的特点；详解简单页式管理的地址重定位机构及过程；讨论简单页式管理的优缺点。【基本知识点】基本原理；页表；地址重定位（地址转换）；TLB引入与工作过程。3.4 简单段式存储管理联系动态分区存储管理的内存划分方法和进程加载方法，详解简单段式存储管理对内存和进程的划分以及进程加载方法，强调简单段式中进程在内存中的多个段不要求连续从而提高了内存使用的灵活性的特点；详解简单段式管理的地址重定位机构及过程；讨论简单段式管理的优缺点；比较段式管理和页式管理，简介段式和页式结合的段页式存储管理的基本思想。【基本知识点】基本原理；段表；地址重定位与存储保护；段页式存储管理；共享与保护。3.5 虚拟存储管理总结简单页式/段式对分区存储管理的改进之处，介绍虚拟存储管理的基本突破：部分加载，介绍程序执行的局部性原理，讨论虚拟存储的可行性；介绍虚拟存储技术需要的硬件支持和控制结构；详解虚拟存储技术软件设计的各个方面，包括调页策略、放置策略、替换策略、常驻集和工作集管理等。【基本知识点】虚拟存储器；抖动；程序局部性原理；虚拟页式存储管理的页表、地址重定位机构及过程、虚拟页表（段表）与简单页表（段表）区别、缺页中断及其处理过程、相联存储器(TLB)以及使用TLB的地址重定位、页面大小设计问题；虚拟段式存储管理的段表、地址重定位机构及过程；虚拟段页式存储管理的段表、页表、地址重定位机构及过程；存储共享；存储保护；请求调页与预先调页；基本页面替换算法，包括最优算法（OPT）、最近最少使用算法（ LRU）、先进先出算法 （FIFO）、时钟算法（Clock）等；常驻集管理与工作集策略。【可选知识点】多级页表。【学习提示】可以介绍一种现实操作系统的虚拟存储管理技术（如windows的两级虚拟页式存储管理技术，掌握地址变换过程）。4.设备管理4.1 前言概述输入/输出基本特点，简介设备分类与设备之间的差异，指出设备管理软件的主要目标是效率和通用性。【基本知识点】I/O特点；设备分类；I/O软件设计目标。4.2 I/O硬件组成原理介绍设备的组成，详解控制设备和内存或CPU之间的数据传送的方式。【基本知识点】设备基本组成部分；程序控制数据传送；中断方式的数据传送；直接存储器存取(DMA)数据传送；通道技术。【可选知识点】DMA的配置方式。4.3 I/O软件的组织介绍I/O软件的层次逻辑结构，详解各层次的功能，介绍假脱机（虚拟设备）技术。【基本知识点】I/O软件的层次逻辑结构；虚拟设备技术。4.4 I/O缓冲讨论I/O缓冲的原因，详解各种缓冲技术。【基本知识点】单缓冲；双缓冲；循环缓冲。【可选知识点】缓冲池。4.5 磁盘调度介绍磁盘的物理结构和读写过程，指出寻道时间是影响磁盘性能的最主要的因素，详解各种磁盘调度算法。【基本知识点】磁盘读写过程；磁盘调度算法，包括先进先出(FIFO)、优先级(PRI)、后进先出(LIFO)、最短寻道优先(SSTF)、电梯/扫描(SCAN)、单向扫描(C-SCAN)等。【可选知识点】N步扫描算法（N-step-SCAN、F- SCAN）。4.6 磁盘阵列（RAID）介绍磁盘阵列(RAID)概念和一般特点，详解磁盘阵列各个级别的标准和特点。【基本知识点】RAID特点；RAID0至6。5.文件管理从文件系统的引入谈起，介绍文件系统的各个管理要素。5.1 概述【基本知识点】文件；文件系统；文件系统结构。5.2 文件命名和分类【基本知识点】文件命名规则；文件分类方法。5.3 文件逻辑结构和存取方式 【基本知识点】字节序列；堆；顺序文件；索引顺序文件；索引文件；直接文件（散列文件）。5.4 目录管理【基本知识点】目录概念；目录构成；目录操作；目录结构的设计目标；一级目录；二级目录；多级目录。【可选知识点】多级目录的改进。5.5 文件共享与访问控制 【基本知识点】实现文件共享的可能方法；文件别名的实现方法：硬链接和符号链接；文件的访问权限和存取控制矩阵。5.6 记录组块从文件的逻辑单位与外存I/O读写单位的不同指出记