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操作系统知识体系
1. 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
2. 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
- 联机输入、脱机输入、直接耦合、Spooling、网络
- 作业控制块的建立
- 包括：作业的输入、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）
3. 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
- 程序的顺序执行和并发执行
- 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
4. 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
- 优先级
- 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
5. 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）
6. 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）
7. 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