操作系统
2023-05-18 12:49:34 1 举报AI智能生成
操作系统
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大纲/内容
绪论
操作系统的概念
定义
从科普、功能、用户、管理员、软件的观点理解操作系统
操作系统发展历史
手工、批处理、多道程序、分时、实时
操作系统的基本类型
批处理、分时、实时、个人计算机、网络、分布式、嵌入式
操作系统的功能
处理机管理、存储管理、设备管理、文件管理、用户接口
操作系统的特征
并发、共享、虚拟、异步
现代操作系统特征
微内核、多线程、对称多处理、分布式、面向对象
用户接口与作业管理
程序的启动和结束
程序的启动（命令方式、批处理方式、EXEC方式、硬件装入程序、自启程序）
程序的结束（正常结束、异常结束）
作业的基本概念
作业（用户角度、系统角度）
作业组织（作业、说明书、控制语言）
作业的建立
包括：作业的输入、作业控制块的建立
作业输入方式
联机输入、脱机输入、直接耦合、Spooling、网络
作业控制块的建立
用户接口
程序级接口、操作级接口、图形用户接口
系统调用（类、功能、实现过程）
进程管理
进程的概念
程序的顺序执行和并发执行
定义、条件、特点
进程的定义、特性、与程序的区别
进程的描述
进程的组成（程序+数据+PCB）
进程控制块PCB（作用、所包含信息）
进程上下文（用户级、寄存器级、系统级）
PCB的组织方式（链表、索引表）
进程的状态及转换
核心态和用户态
内存中3种基本状态（转换、条件）
扩展：3状态、5状态、7状态（状态、转换、条件、数据结构等）
进程控制
功能、原语、UNIX进程管理
线程
进程与线程的关系
线程引入的作用
线程的应用
线程的状态及转换
操作系统对线程的实现方式
进程与线程的比较
线程举例
进程的互斥与同步
进程间的关系（同步、互斥）
互斥算法（临界资源的使用）
信号量（信号量和P、V原语）
经典进程同步问题
管程（定义、例子、实现、结构、与进程的异同）
进程间通信
进程间通信类型
消息缓冲
共享存储区
管道
消息
套接字
死锁
死锁的定义、现象、发生原因、发生条件
死锁的预防、避免、
死锁的检测与恢复
解决死锁的综合方法
处理机调度
分级调度
调度层次（与状态转换、与时间周期、操作系统类型联系）
作业与进程的关系（从调度的角度）
作业调度
作业调度功能
作业调度中状态的转换
目标与性能
进程调度
进程调度的功能、时机、上下文切换、性能评价
调度算法
先来先服务（FCFS）
短作业优先（SJF）
最高响应比优先（HRR）
时间片轮转（RR）
多级队列
调度算法
优先级
静态、动态优先级
线性优先级（SRR）
多级反馈队列
调度算法性能指标
调度算法应用举例
实时调度
实时调度任务分类
实时调度特点
实时调度算法
静态表驱动
静态优先级驱动的可剥夺调度
动态分析调度
无保障动态调度
多处理机调度
与单处理机调度的区别
对称式多处理系统的调度
非对称式多处理系统的调度
成组调度
专用处理机的调度
存储管理
存储管理的功能和目标
虚拟存储器
存储管理的功能
地址变换
内外存数据传输的控制
内存的分配与回收
内存信息的共享与保护
分区存储管理
原理
固定分区
动态分区
分配、释放
最先匹配
下次匹配
最佳匹配
最坏匹配
碎片及解决
覆盖与交换
原理、实现、特点
页式和段式存储管理
简单页式（原理、数据结构、地址变换、特点）
简单段式（原理、数据结构、地址变换、特点）
简单页式、段式管理的比较
虚拟存储器
原理
虚拟页式
与简单页式管理的关系
缺页中断
请求调入和预调入
虚拟段式
与简单段式的关系
特点
段页式
地址变换
高速联想寄存器
调入、分配策略
置换算法（最佳OPT、最近最久未使用LRU、先进先出FIFO、轮转、时钟置换CLOCK、CLOCK改进、最不常用LFU）
文件系统
引言
文件管理的目的
基本概念（文件、目录、文件分类）
文件系统的结构和功能元素
文件的组织
逻辑结构
物理结构
文件目录
内容
结构
别名的实现（硬链接、符号链接）
文件和目录的使用
文件的访问
文件的控制
目录管理
伪文件
文件共享和访问控制
存取控制
共享
访问权限
并发访问
安全、可靠性
文件存储空间管理
存储设备
空间分配
磁盘空闲空间管理
文件卷
文件系统层次模型
文件系统举例（DOS、Windows、UNIX）
设备管理
引言
外设管理的重要性
外设的类型和特征
外设管理的目的和功能
外设管理结构
I/O控制技术
程序控制方式（查询、中断）
DMA方式（工作原理、与中断的区别）
通道方式（定义、原理、3种通道、）
缓冲技术
缓冲技术的作用和目的
单方向缓冲I/OCPU （单缓冲、双缓冲、环形缓冲）
缓冲池（3种队列、4种操作）
设备分配
数据结构
分配原则
分配方式
假脱机
设备控制
设备控制过程
设备控制实现方式
I/O软件的组成
磁盘设备管理
访问时间
调度策略（先进先出、优先级、后进先出、短查找时间优先、各种扫描算法）
置换算法
RAID
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