考研 计算机 操作系统 知识框架.docx

操作系统一、 操作系统概述（一） 操作系统的基础知识：a) 操作系统的概念b) 操作系统的特征1) 并发2) 共享3) 异步4) 虚拟c) 操作系统的功能1） 处理器管理2） 存储器管理3） 设备管理4） 文件管理5） 提供接口d) 操作提供的服务1） 程序接口2） 用户接口（二） 操作系统的发展和分类1、 单道批处理系统2、 多道批处理系统3、 分时系统4、 实时系统5、 网络与分布式系统、多机系统（三） 操作系统的运行环境二、 进程管理（一） 进程与线程1、 进程概念a) 进程基本概念1） 进程控制块2） 程序和数据3） 执行栈区b) 进程管理1） 动态性2） 并发性3） 独立性4） 异步性5） 结构性2、 进程的状态与转换a) 基本状态1） 运行状态2） 就绪状态3） 等待状态4） 创建状态5） 结束状态b) 状态装换1） 就绪状态运行状态2） 运行状态就绪状态3） 运行状态阻塞状态4） 阻塞状态就绪状态3、 进程控制a) 进程控制块b) 进程的创建与终止c) 模式切换d) 进程切换4、 进程组织a) 批处理系统中作业与进程的关系b) 分时系统中作业与进程的关系5、 进程通信a) 共享储存系统b) 消息传递系统c) 管道通信6、 线程a) 基本概念b) 线程与进程的比较c) 多线程模型1） 多对一模型2） 一对一模型3） 多对多模型d) 多线程的实现1） 用户级线程2） 内核级线程（二） 处理机调度1、 调度的基本概念a) 高级调度：b) 中级调度c) 低级调度2、 调度时机、切换与过程3、 调度的基本准则a) 用户角度b) 系统角度4、 调度方式a) 剥夺方式b) 非剥夺方式5、 典型调度算法a) 先来先服务调度算法b) 短作业（短进程、短线程）优先调度算法c) 时间片轮转调度算法d) 优先级调度算法e) 高响应比优先调度算法f) 多级反馈队列调度算法（三） 进程同步1、 进程同步的基本概念a) 进程间的制约关系1） 同步2） 互斥b) 临界资源c) 临界区d) 同步机制应遵循的规则1） 空闲让进2） 忙则等待3） 有限等待4） 让权等待2、 实现临界区互斥的基本方法a) 软件实现方法b) 硬件实现方法3、 信号量a) 整型信号量b) 记录型信号量4、 管程5、 经典同步问题a) 生产者消费者问题b) 读者写者问题c) 哲学家进餐问题（四） 死锁1、 死锁概念死锁产生的必要条件：1） 互斥条件2） 不剥夺条件3） 请求和保持条件4） 环路等待条件2、 死锁处理策略a) 预防死锁b) 避免死锁c) 死锁监测与解除3、 死锁预防4、 死锁避免a) 系统安全状态b) 银行家算法5、 死锁检测和解除a) 资源分配图b) 死锁定理c) 死锁的解除1） 资源剥夺法2） 撤销进程法3） 进程退回法三、 内存管理（一） 内存管理基础1、 内存管理概念a) 程序装入与链接1) 绝对加载2) 静态重定位3) 动态重定位b) 逻辑地址与物理地址空间1） 逻辑地址2） 物理地址c) 内存保护2、 交换与覆盖a) 覆盖技术b) 交换技术3、 连续分配管理方式a) 单一连续分配b) 固定分区分配c) 动态分区分配1） 首次适应算法（First Fit）2） 最佳适应算法（Best Fit）3） 最大适应算法（Largest Fit）4） 邻近适应算法（Next Fit）4、 非连续分配管理方式a) 分页管理方式地址换算b) 分段管理方式地址换算c) 段页式管理方式地址换算（二） 虚拟内存管理1、 虚拟内存基本概念2、 请求分页管理方式a) 页表机制b) 缺页中断机制c) 地址变换机制3、 页面置换算法a) 最佳置换算法（OPT）b) 先进先出置换算法（FIFO）c) 最近最少使用置换算法（LRU）d) 时钟置换算法（CLOCK）4、 页面分配策略a) 驻留集大小b) 固定分配策略c) 可变分配策略5、 抖动a) 抖动现象b) 工作集6、 请求分段管理方式a) 基本原理b) 硬件支持1） 段表机制2） 缺段中断机构3） 地址变换机构c) 分段的共享和保护1） 分段的共享2） 分段的保护3） 越界检查4） 存取控制检查5） 环保护机构7、 请求段页式管理方式四、 文件管理（一） 文件系统基础1、 文件概念a) 数据项b) 记录c) 文件2、 文件的逻辑结构a) 无结构文件（流式文件）b) 有结构文件1） 顺序文件2） 索引文件3） 索引顺序文件4） 直接文件或散列文件c) 文件的物理结构1） 顺序结构2） 链接结构隐式链接显式链接3） 索引结构单级索引多级索引混合索引3、 目录结构a) 文件控制块和索引节点1） 文件控制块基本信息存取控制信息使用信息2） 索引结点b) 单级目录结构和两级目录结构1） 目录结构的操作：搜索、创建文件、删除文件、显示目录、修改目录2） 单级目录结构3） 两级目录结构c) 树形目录结构（多级目录结构）d) 图形目录结构1） 硬链接2） 间接链接3） 符号链接4、 文件共享5、 文件保护a) 访问类型b) 访问控制（二） 文件系统实现1、 文件系统层次结构a) 用户调用接口b) 文件目录系统c) 存取控制验证d) 逻辑文件系统与文件信息缓冲区e) 逻辑文件系统f) 分配模块g) 设备管理程序模块2、 目录实现3、 文件实现（三） 磁盘组织与管理1、 磁盘的结构a) 磁盘b) 磁道c) 磁头d) 扇区e) 扇区间隙f) 磁道间隙2、 磁盘读写操作a) 寻找时间Ts（Seek Time）b) 延迟时间（Latency Time）c) 传输时间Tt（Transfer Time）3、 磁盘调度算法a) 先来先服务（FIFS）算法b) 最短寻道时间优先（SSTF）算法c) 扫描（SCAN）算法电梯算法d) 循环扫描（C-SCAN）算法4、 磁盘的管理a) 文件存储器空间的划分与初始化b) 文件按存储器空间管理1） 空闲表法和空闲链表法2） 位示图法3） 组成链表法五、 输入输出（I/O）管理（一） I/O管理概述1、 I/O设备a) 人机交互类外部设备（慢速I/O设备）b) 存储设备c) 网络通信设备2、 I/O管理目标3、 I/O管理功能4、 I/O应用接口5、 I/O控制方式a) 设备控制器（I/O部件）b) I/O控制方式1） 程序直接控制方式2） 中断驱动方式3） DMA方式c) I/O设备的使用1） 独占式使用设备2） 分时式共享使用设备3） 以SPOOLing方式使用外部设备（二） I/O