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2024操作系统考研大纲.md

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2024 操作系统考研大纲(占 45 分)

考查目标

1、掌握操作系统的基本概念、方法和原理,了解操作系统的结构、功能和服务,理解操作系统所采用的的策略、算法和机制。

2、能够从计算机系统的角度理解并描述应用程序、操作系统内核和计算机硬件协作完成任 的过程、

3、能够运用操作系统原理,分析并解决计算机系统中与操作系统相关的问题。

考试大纲

一、操作系统概述

​ (一) 操作系统的基本概念

​ (二) 操作系统的发展历程

​ (三) 程序运行环境

​ 1、CPU 运行模式:内核模式,用户模式

​ 2、中断和异常的处理

​ 3、系统调用

​ 4、程序的链接与装入

​ 5、程序运行时内存映像与地址空间

​ (四) 操作系统结构:分层,模块化,宏内核,微内核,外核

​ (五) 操作系统引导

​ (六) 虚拟机

二、进程管理

​ (一) 进程与线程

​ 1、进程与线程的基本槪念

​ 2、进程 / 线程的状态与转换

​ 3、线程的实现:内核支持的线程,线程库支持的线程

​ 4、进程与线程的组织与控制

​ 5、进程间通信:共享内存,消息传递、管道

​ (二) CPU 调度与上下文切换

​ 1、调度的基本概念

​ 2、调度的目标

​ 3、调度的实现:调度器 / 调度程序(scheduler),调度的时机与调度方式(抢占式 / 非抢占式),闲逛进程,内核级线程与用户级线程调度

​ 4、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;多级队列调度算法;多级反馈队列调度算法

​ 5、上下文及其切换机制

​ (三) 同步与互斥

​ 1、同步于互斥的基本概念

​ 2、基本的实现方法:软件方法,硬件方法

​ 3、锁

​ 4、信号量

​ 5、条件变量

​ 6、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

​ (四) 死锁

​ 1、死锁的基本概念

​ 2、死锁预防

​ 3、死锁避免

​ 4、死锁检测和解除

三、内存管理

​ (一) 内存管理基础

​ 1、内存管理的基本概念:逻辑地址空间与物理地址空间、地址变换,内存共享内存保护,内存分配与回收

​ 2、连续分配管理方式

​ 3、页式管理

​ 4、段式管理

​ 5、段页式管理

​ (二) 虚拟内存管理

​ 1、虚拟内存菇本慨念

​ 2、诸求页式管理

​ 3、页框分配

​ 4、页置换算法

​ 5、内存映射文件(Memory-Mapped Files)

​ 6、虚拟存储器性能的影响因素及改进方式

四、文件管理

​ (一) 文件

​ 1、文件的基本槪念

​ 2、文件元数据和索引节点(i-node)

​ 3、文件的操作:建立,删除,打开,关闭,读,写

​ 4、文件的保护

​ 5、文件的逻辑结构

​ 6、文件的物理结构

​ (二) 目录

​ 1、目录的基生概念

​ 2、树形目录

​ 3、目录的操作

​ 4、硬链接和软链接

​ (三) 文件系统

​ 1、文件系统的全局结构(layout):文件系统在外存中的结构、文件系统在内存中的结构

​ 2、外存空闲空间管理办法

​ 3、虚拟文件系统

​ 4、文件系统挂载(mounting)

五、输入输出(I/O)管理

​ (一) I/O 管理基础

​ 1、设备:设备的基本概念、设备的分类、I/O 接口、I/O 端口

​ 2、I/O 控制方式:轮询方式、中断方式、DMA 方式

​ 3、I/O 软件层次结构:中断处理程序,驱动程序,设备独立软件,用户层 I/O 软件

​ 4、输入 / 输出应用程序接口:字符设备接口,块设备接口,网络设备接口,阻塞 / 非阻塞 I/O

​ (二) 设备独立软件

​ 1、缓冲区管理

​ 2、设备分配与回收

​ 3、假脱机技术(SPOOLing)

​ 4、设备驱动程序接口

​ (三) 外存管理

​ 1、磁盘:磁盘结构,格式化,分区,磁盘调度方法

​ 2、固态硬盘:读写性能特性,磨损均衡