[408][自用] 操作系统知识点串接

目录

• 1️⃣：操作系统概述
  • 特征
  • 发展与分类
  • 运行机制和体系结构
  • 中断和异常
  • 系统调用
  • 操作系统引导
  • 两类虚拟机管理程序的对比
• 2️⃣：进程与线程
  • 进程
    • 进程的组成
      • PCB
    • 进程的特征
    • 进程的状态与转换
    • 进程控制
    • 进程通信
  • 线程，多线程模型
    • 引入线程带来的变换
    • 线程的属性
    • 线程的实现方式，多线程模型
    • 线程的状态与转换
  • 处理机调度
    • 调度的评价指标
    • 调度的实现
    • ✨典型的调度算法
  • 同步与互斥
    • 进程互斥的软件实现方法
    • 进程互斥的硬件实现方法
    • 信号量机制
• 3️⃣：内存管理
  • 连续分配管理方式
    • 动态分区分配算法
    • 基本分页存储管理
      • 基本地址变换机构
      • 具有快表的地址变换机构
      • 两级页表
    • 基本分段存储管理方式
      • 分页, 分段对比
      • 段页式管理方式
    • 虚拟内存管理
      • 请求分页管理方式
      • 页面置换算法
      • 页面分配策略
      • 内存映射文件
• 4️⃣：文件管理
  • 文件目录
  • 文件的物理结构
  • 文件的基本操作
  • 文件系统
    • 文件系统的结构层次
    • 文件存储空间管理
    • 虚拟文件系统
    • 文件系统挂载
    • 文件系统布局
• 5️⃣：I/O管理
  • 概述
    • I/O控制方式
      • 程序直接控制方式
      • 中断驱动方式
      • DMA方式
  • I/0软件层次结构
• 考试大纲

1️⃣：操作系统概述

特征

发展与分类

运行机制和体系结构

中断和异常

系统调用

操作系统引导

两类虚拟机管理程序的对比

2️⃣：进程与线程

进程

进程的组成

PCB

进程的特征

进程的状态与转换

进程控制

进程通信

线程，多线程模型

引入线程带来的变换

线程的属性

线程的实现方式，多线程模型

线程的状态与转换

处理机调度

调度的评价指标

调度的实现

✨典型的调度算法

同步与互斥

进程互斥的软件实现方法

进程互斥的硬件实现方法

信号量机制

3️⃣：内存管理

内存碎片 : 分为内部碎片和外部碎片

内碎片可以理解为占着茅坑不拉S，外碎片可以理解为茅坑虽然是空着的，但是太小了，有些大胖子进不去

连续分配管理方式

动态分区分配算法

基本分页存储管理

基本地址变换机构

具有快表的地址变换机构

两级页表

基本分段存储管理方式

分页, 分段对比

段页式管理方式

虚拟内存管理

请求分页管理方式

页面置换算法

页面分配策略

内存映射文件

4️⃣：文件管理

文件目录

文件的物理结构

文件的基本操作

文件系统

文件系统的结构层次

(视频中参考的是国内的分法)

文件存储空间管理

虚拟文件系统

文件系统挂载

文件系统布局

文件系统在外存中的结构

文件系统在内存中的结构

open系统调用打开文件的背后过程

5️⃣：I/O管理

概述

I/O控制方式

程序直接控制方式

中断驱动方式

DMA方式

DMA控制器

I/0软件层次结构

考试大纲

操作系统 24 考研大纲
【考查目标】
1.掌握操作系统的基本概念、原理和功能，了解操作系统的结构、功能和服
务，理解操作系统所采用的策略、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
件协作完成任务的过程。
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。

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.进程与线程的基本概念
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.同步与互斥的基本概念
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，哲学家进餐问题等。
（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.虚拟内存的基本概念
2.请求页式管理
3.页框分配
4·页置换算法
5.内存映射文件（memory-mapped files）【变小写】
6.虚拟存储器性能的影响因素及改进方法

四、文件管理
（一）文件
1.文件的基本概念
2.文件元数据和索引节点（inode）
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.目录的基本概念
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.外存空闲空间管理方法
3.虚拟文件系统
4·文件系统挂载（mounting）

五、输入输出（/0）管理
（一）I/0管理基础
1，设备
设备的基本概念，设备的分类，I/0接口，I/0端口.
2.I/0控制方式
轮询方式，中断方式，DMA方式。
3.I/0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/0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/0
（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。