[笔记]操作系统_2024年考纲

一、操作系统基础

(一)操作系统的基本概念
(二)操作系统发展历程
(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.程序运行时的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 )
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.文件元数据和索引结点(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(I/O)管理

(一)IO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。