考研辅导之大纲分析.ppt

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1、操作系统考研辅导操作系统考研辅导大纲解析大纲解析主讲教师：燕孝飞主讲教师：燕孝飞主讲教师：燕孝飞主讲教师：燕孝飞2011-062011-062011-062011-06Operating System考查目标考查目标计算机学科专业基础综合考试涵盖数据机构、计算机组成原计算机学科专业基础综合考试涵盖数据机构、计算机组成原理、操作系统和计算机网络等学科专业基础课程。要求考生理、操作系统和计算机网络等学科专业基础课程。要求考生比较系统地掌握上述专业基础课程的概念、基本原理和方法，比较系统地掌握上述专业基础课程的概念、基本原理和方法，能够运用所学的基本原理和基本方法分析、判断和解决有关能够运用所学的基

2、本原理和基本方法分析、判断和解决有关理论问题和实际问题。理论问题和实际问题。Operating System考试形式和试卷结构一、试卷满分及考试时间本试卷满分为150分，考试时间为180分钟二、答题方式答题方式为闭卷、笔试三、试卷内容结构数据结构 45分计算机组成原理 45分操作系统 35分计算机网络 25分四、试卷题型结构单项选择题 80分（40小题，每小题2分）综合应用题 70分Operating System操作系统操作系统操作系统操作系统 【考查目标】了解操作系统在计算机系统中的作用、地位、发展和特点。理解操作系统的基本概念、原理，掌握操作系统设计方法与实现技术。能够运用所学的操作系统

3、原理、方法与技术分析问题和解决问题。Operating System一、操作系统概述(一)操作系统的概念、特征、功能和提供的服务1.O的概念操作系统（操作系统（Operating System，简称，简称OS）是一组控制和管理）是一组控制和管理计算机硬件和软件资源，合理地对各类作业进行调度，计算机硬件和软件资源，合理地对各类作业进行调度，以及方便用户使用的程序的集合。以及方便用户使用的程序的集合。.S的特征的特征 并发性、共享性、虚拟性、异步性并发性、共享性、虚拟性、异步性3.OS3.OS的功能的功能 处理机管理处理机管理 存储器管理存储器管理 设备管理设备管理 文件管理文件管理 用户接口用户

4、接口Operating System4.OS提供的服务1）程序执行2）I/O操作3）文件系统操作4）通信5）错误检测6）资源分配7）统计8）保护Operating System(二)操作系统的发展与分类1.OS的发展1）无操作系统2）单道批处理系统3）多道批处理系统4）分时系统5）实时系统Operating System2.OS的分类从不同角度可以不同的分类。1）按照计算机硬件的结构和规模可分为大型机OS、中型机OS、小型机OS、微型机OS、网络OS、嵌入式OS。2）按照系统所能同时响应的用户和任务个数分为：单用户单任务OS、单用户多任务OS、多用户多任务OS。3）按照系统处理任务的方式分为三

5、种基本类型：多道批处理、分时、实时OS。Operating System(三)操作系统的运行环境 操作系统的运行环境主要包括系统的硬件环境和由其他的系统软件组成的软件环境，以及操作系统和使用它的人之间的关系。详细内容Operating System二、进程管理(一)进程与线程1.进程概念进程是进程实体的运行过程，是系统进行资源分配和进程是进程实体的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。调度的一个独立单位。进程的特征：进程的特征：1)结构特征结构特征 2)动态性动态性 3)并发性并发性 4)独立独立性性 5)异步性异步性为什么要引入进程？为什么要引入进程？进程实体包括都包括什么？进程

6、实体包括都包括什么？程序顺序执行和并发执行及其特征程序顺序执行和并发执行及其特征 Operating System2.进程的状态与转换进程的基本状态及其状态转换的原因和事件进程的基本状态及其状态转换的原因和事件 Operating System3.进程控制原语的概念内核的概念主要的进程控制原语创建进程的过程终止进程的过程Operating System4.进程组织进程控制块的作用：OS是根据PCB来对并发执行的进程进行控制和管理的。进程控制块中的信息PCB的组织方式：链接方式、索引方式Operating System5.进程通信什么是进程通信高级通信、低级通信共享存储系统；消息传递系统：直接通

7、信方式、间接通信方式，信箱管道通信：管道文件、共享文件，字符流。Operating System6.线程概念与多线程模型线程是进程中的一个实体，是被系统独立调度和分派的基本单位，故又称为轻权进程，它由线程控制表、存储线程上下文的用户栈以及核心栈组成。线程的属性：轻型实体、独立调度和分派的基本单位、可并发执行、共享进程资源。线程和进程的比较多线程模型：多对一、一对一、多对多Operating System多对一模型映射多个用户线程到一个内核线程 Operating System一对一模型映射每个用户线程到一个内核线程 Operating Systemv多对多模型允许多个用户线程映射到多个内核线程

8、 v详细内容Operating System（二）处理机调度1.调度的基本概念调度和调用的区别调度类型调度队列模型Operating System2.调度时机、切换与过程调度时机：1）在分时系统中，现行进程的时间片用完了。2）发生了外部中断。3）进程因等待某事件或资源而阻塞。4）现行进程运行结束或出现异常情况。切换与过程：1）保存“下降“进程现场（被中断执行的进程）2）选择将要运行的进程-”上升“进程3）恢复”上升“过程的现场。Operating System3.调度的基本准则选择调度算法和调度方式的准则：面向用户的准则（周转时间、响应时间、截止时间、优先权）面向系统的准则Operating

9、System4.调度方式抢占式调度非抢占式调度Operating System5.典型调度算法先来先服务调度算法；短作业（短进程、短线程）优先调度算法；时间片轮转调度算法；优先级调度算法；高响应比优先调度算法；多级反馈队列调度算法。了解实时调度算法 Operating System（三）进程同步1.进程同步的基本概念同步互斥临界资源临界资源临界区临界区同步机制应遵循的四个原则同步机制应遵循的四个原则 Operating System2.实现临界区互斥的基本方法软件实现方法；硬件实现方法。详细Operating System3.信号量信号量机制 信号量的含义P、V操作的物理意义信号量的应用：互斥

10、前趋图Operating System4.管程什么是管程管程解决生产者-消费者问题Operating System5.经典同步问题生产者-消费者问题；读者-写者问题；哲学家进餐问题。Operating System(四)死锁1.死锁的概念什么是死锁死锁产生的原因产生死锁的四个必要条件Operating System2.死锁处理策略预防死锁避免死锁检测死锁解除死锁Operating System3.死锁预防破坏四个必要条件，其中第一个不可行。静态分配策略有序分配策略Operating System4.死锁避免系统安全状态银行家算法Operating System5.死锁检测和解除死锁定理解除的

11、方法Operating System三、内存管理(一)内存管理基础1.内存管理概念程序装入与链接；逻辑地址与物理地址空间；重定位（动态、静态）内存保护：p15。Operating System2.交换与覆盖交换：对换Operating System3.连续分配管理方式单一连续分配；分区分配（固定分区、动态分区分配、可重定位分区分配）。分区分配算法紧凑Operating System4.非连续分配管理方式分页管理方式；分段管理方式；段页式管理方式。分页分段的区别Operating System(二)虚拟内存管理1.虚拟内存基本概念局部性原理虚存的定义虚存的特征Operating System2.

12、请求分页管理方式页表机制缺页中断地址变换机构Operating System3.页面置换算法v最佳置换算法（OPT）；先进先出置换算法（FIFO）；最近最少使用置换算法（LRU）；时钟置换算法（CLOCK）。Operating System4.页面分配策略内存分配策略和分配算法Operating System5.抖动 抖动现象；工作集Operating SystemOperating System6.请求分段管理方式段表机制缺段中断地址变换机构Operating System7.请求段页式管理方式Operating System四、文件管理(一)文件系统基础1.文件概念文件的定义文件的类型Op

13、erating System2.文件结构逻辑结构：有结构、无结构、顺序文件；索引文件；索引顺序文件。物理结构：连续分配、链接分配、索引分配文件存储空间（外存空间）分配算法 Operating System3.目录结构目录管理的要求 文件控制块和索引节点；单级目录结构和两级目录结构；树形目录结构；图形目录结构。Operating SystemOperating System4.文件共享共享动机：如果不实现文件共享，会造成对存储空间的极大浪费。共享方式：基于索引结点的共享方式、利用符号链实现文件共享共享语义：即共享文件的语义，一致性语义，它描述了多用户同时访问共享文件时的语义。特别地，这些语义规定

14、了一个用户所修改的数据何时对另外一个用户可见。这种语义通常由文件系统的代码来实现的。Operating System5.文件保护访问类型；读、写、执行、添加、删除、列表清单访问控制：访问控制矩阵 访问控制列表Operating System(二)文件系统实现1.文件系统层次结构文件系统模型分为三个层次：Operating System2.目录实现按名存取Operating System3.文件实现文件的物理结构Operating System(三）磁盘组织与管理1.磁盘的结构磁盘的数据组织形式磁盘的类型磁盘访问时间P359Operating System2.磁盘调度算法FCFSSSTFSCAN

15、CSCANN-step-SCANFSCANOperating System3.磁盘的管理磁盘格式化引导块坏块Operating System五、输入输出（I/O）管理(一)I/O管理概述1.I/O设备I/O设备的类型设备控制器的组成Operating System2.I/O管理目标任务Operating System3.I/O管理功能设备分配设备处理缓冲管理Operating System4.I/O应用接口块与字符设备接口网络设备接口Operating System5.I/O控制方式程序中断DMA通道Operating System(二)I/O核心子系统1.I/O调度概念Operating System2.高速缓存与缓冲区区分缓冲和高速缓存引入缓冲的原因缓冲的类型Operating System3.设备分配与回收设备分配的过程Operating System4.假脱机技术（SPOOLing）什么是SPOOLingSPOOLing的组成SPOOLing的特点Operating System5.出错处理Operating System