计算机操作系统原理

1、计算机操作系统原理考试大纲一、课程的性质与设置目的（一）课程的性质和特点计算机操作系统原理课程是计算机科学与技术专业一门重要的专业基础课。是现代计算机系统不可缺少的重要组成部分。是学生掌握计算机系统的结构、原理、设计思想、基本构造与使用方法的基础，是学生形成计算机思维方式的必经之路。（二）课程的基本要求通过本课程的学习，使学生能够深入全面地了解计算机操作系统的结构及基本原理，掌握计算机操作系统的基本概念、设计思想和策略算法；熟练使用各种不同类型的计算机操作系统。为进一步研究、应用和设计计算机操作系统打下坚实的基础。（三）本课程与相关课程的关系是汇编语言、计算机组成原理、计算机系统结构课程的后续

2、课程，讲述计算机软、硬件连接的基础软件和中间件的基本原理、结构、算法、及各部件的相互配合问题。二、课程内容与考核指标第1章 绪论（一）课程内容1 有关OS的几个基本概念1.1 0S的目标和地位。1.2 OS的作用与组成。 a）是计算机软、硬件资源的管理者；b）是用户使用计算机的接口；c）是虚拟机和扩展机。1.3 OS举例。2 OS的发展历史2.1 推动OS发展的动力。2.2 手工操作。2.3 单道批处理。2.4 多道批处理。2.5 分时系统。2.6 实时系统。3.OS的分类4. OS的特点和服务5. OS的功能6. 常用的操作系统举例（二）学习目的与要求识记计算机操作系统的发展历史；领会计算机

3、操作系统的品种分类（批处理、分时系统、实时系统、SPOOLING系统）；领会计算机操作系统的作用和功能。（三）考核的知识点与考核要求1. 计算机操作系统的基本概念，要求达到“领会”层次1.1 计算机操作系统构成。1.2 计算机操作系统的历史变迁，当前主流操作系统的种类。1.3 计算机操作系统的作用和功能。第2章 作业管理和用户界面（一）课程内容1. 作业的组织和控制1.1 作业和作业处理过程。1.2 作业调度1.3 作业控制语言。2. 作业管理举例2.1 MS-DOS举例。2.2 Windows举例。3. 系统调用4. 图形用户接口（二）学习目的与要求识记计算机作业的处理过程，作业控制语言，J

4、CB表，领会作业管理过程，掌握作业组织和控制的基本方法。（三）考核的知识点与考核要求1. 作业的概念2. 作业组织和控制2.1 脱机、联机（命令行）。2.2 系统调用。3. DOS、Windows、UNIX(shell)4. 图形用户接口(GUI)4.1 X Window、MS Windows。4.2 事件驱动模式。第3章 进程管理（一）课程内容1. 进程(PROCESS)1.1 程序的顺序执行和并发执行。1.2 进程的定义和描述。1.3 进程的状态转换。1.4 操作系统代码的执行。2. 进程控制2.1 进程控制的功能。2.2 进程的创建和退出。3. 线程(THREAD)4. 进程互斥和同步4

5、.1 互斥算法。4.2 信号量(semaphore)。4.3 经典进程同步问题。 a）生产者消费者；b）读者写者；c）哲学家餐桌。5. 进程间通信(IPC, INTER-PROCESS COMMUNICATION)5.1 信号(signal)。5.2 共享存储区(shared memory)。5.3 管道(pipe)。5.4 消息(message)。5.5 套接字(socket)。6. 死锁问题(DEADLOCK)6.1 概述。6.2 死锁的预防。6.3 死锁的检测。6.4 死锁的避免（银行家算法）。6.5 解决死锁问题的综合方法。（二）学习目的与要求识记进程、线程的基本原理、领会PCB，进程

6、、线程的典型状态转换。掌握进程间的关系（同步与互斥），掌握进程通信的方法，领会进程死锁问题，掌握解决进程死锁的一般方法。（三）考核的知识点与考核要求1. 基本原理，要求达到“领会”的层次。什么是进程、线程、进程控制块，进程的各种状态转换，进程间的同步与互斥、进程间的通信以及通信方式、进程死锁以及解决方法。2. 进程的创建和管道通信，要求达到“简单应用”的层次。2.1 fork。2.2 pipe。3. 下列进程经典问题要求达到“简单应用”的层次。3.1生产者消费者问题。3.2读者写者问题。3.3哲学家餐桌问题。3.4银行家算法问题。第4章 处理机管理（一）课程内容1. 调度算法1.1 先来先服务

7、。1.2 短作业优先。1.3 时间片轮转算法。1.4 多级队列算法。1.5 优先级算法。1.6 多级反馈队列算法。2. 调度算法性能分析3. 实时调度4. 多处理机调度（二）学习目的与要求识记处理机管理的基本原理、调度方法，掌握各调度算法的分析及计算方法。（三）考核的知识点与考核要求1 处理机调度算法，要求达到“领会”的层次。1.1 先来先服务。1.2 短作业优先。1.3 时间片轮转算法。1.4 多级队列算法。1.5 优先级算法。1.6 多级反馈队列算法。2 调度算法的分析及计算，要求达到“简单应用”的层次。2.1 先来先服务。2.2 短作业优先。2.3 高响应比优先。2.4 多级反馈队列算法

8、。第5章 存储管理（一）课程内容1. 单一连续区存储管理2. 分区存储管理2.1 原理。2.2 固定分区(fixed partitioning)。2.3 动态分区(dynamic partitioning)。2.4 分区分配算法。2.5 MS DOS中的分区存储管理。3. 覆盖和交换技术4. 页式和段式存储管理4.1 简单页式(simple paging)。4.2 简单段式(simple segmentation)。4.3 页式管理和段式管理的比较。5. 虚拟存储5.1 局部性原理。5.2 虚拟存储器的原理。5.3 虚拟存储技术的种类。5.4 存储保护和共享。5.5 虚拟存储的调入策略、分配策

9、略和清除策略。5.6 置换算法。5.7 常驻集和工作集策略。5.8 虚拟存储中的负载控制。6. 高速缓冲存储器（二）学习目的与要求为充分利用计算机资源，提高计算机性能，对计算机存储器采取的多种管理方法。要求识记虚拟存储、段页式存储的原理，领会其工作方式，掌握其置换算法的应用。（三）考核的知识点与考核要求1. 识记段页式存储管理的基本方法。1.1 段页式存储管理的基本原理。1.2 段页式存储管理的实现方法。1.3 页式管理和段式管理的比较。2. 领会虚拟存储的特点。2.1 虚拟存储的基本原理。2.2 虚拟存储的实现方法（软、硬件结合）。2.3 Belady现象。3. 虚拟存储的调入策略、分配策略

10、和清除策略，要求达到“简单应用”的层次。3.1 虚拟存储的置换算法（FIFO、LRU等）。第6章 文件管理（一）课程内容1. 文件的组织2. 文件目录2.1 目录内容。2.2 目录结构类型。2.3 文件别名的实现。3. 文件和目录的使用3.1 文件访问。3.2 文件控制。3.3 目录管理。4. 文件共享5. 外存存储空间管理（二）学习目的与要求领会文件系统、目录的内在意义，高效管理文件系统的方法，文件共享和文件保护，领会计算机对内、外存空间统一管理的特点和意义。（三）考核的知识点与考核要求1. 识记文件管理的基本方法。1.1 文件、文件系统。1.2 目录、目录结构类型。2. 识记目录方式保存文

11、件的特点。3. 文件的共享和保护，要求达到“领会”的层次。4. 掌握内、外存高效管理的一般方法。第7章 设备管理（一）课程内容1. 中断技术2. 缓冲技术3. 设备分配3.1 设备分配数据结构。3.2 设备分配原则。3.3 假脱机技术。4. 设备控制4.1 设备的控制过程。4.2 设备控制过程的实现方式。4.3 设备驱动程序。（二）学习目的与要求识记外部设备控制四种方法，外设管理的功能和目的，假脱机技术；了解计算机对外设的控制过程、实现方法及设备驱动程序。（三）考核的知识点与考核要求1. 识记外部设备管理的功能和目的。2. 掌握外部设备管理的四种方法。2.1 查询方式。2.2 中断方式。2.3

12、 DMA方式。2.4 通道技术。3. 掌握外部设备管理的基本流程和数据结构。3.1 设备分配表。3.2 设备控制表。4. 外部设备驱动管理的一般方法要达到“识记”水平。三、有关说明与实施要求（一）“关于考核知识点与考核要求”中有关提法的说明在本大纲中的考核要求中，将知识点区分为“识记”、“领会”、“掌握”三个能力层次。其含义是：“识记”：要求考生能够记忆、识别课程中规定的有关知识点的主要内容（定义、定理、公式、结论、特征、方法等），并能够根据考核的不同要求，做出正确的表述、选择和判断。“领会”：要求考生能够领悟和理解课程中规定的有关知识点的内涵与外延、熟悉其内容要点和它们之间的区别与联系并能够

13、根据考核的不同要求，做出正确的解释说明和论述。“掌握”：要求考生能够运用课程中规定的有关知识点分析和解决实际问题，如计算、设计、分析、论证、编程等。（二）关于学习教材与主要参考书教材：张尧学、史美林编著，计算机操作系统教程（第2版），清华大学出版社，2000年8月第2版。参考书：1、 William Stallings，Operating Systems(3rd edition)，清华大学出版社，1998年6月。2、 屠立德、屠祁，操作系统基础，清华大学出版社，1995年9月第二版。3、 Abraham Silberschatz，Peter Galvin，Greg Gagne，Applied

14、Operating System Concepts，高等教育出版社，2001年5月第一版。4、 Uresh Vahalia，UNIX高级教程系统技术内幕，清华大学出版社，1999年5月。5、 David A. Solomon，Mark E. Russinovich，Inside Microsoft Windows 2000，3rd Edition，Microsoft Press，2000，ISBN 0-7356-1021-5。6、 David A. Solomon，Windows NT 技术内幕，清华大学出版社，1999年7月。（三）关于命题和考试的若干规定1 考试采用闭卷笔试方式，时间为12

15、0分钟。考试无需使用笔和橡皮以外的任何器具。2 本大纲各考核要求中所列知识点内细目均为考试内容。试题覆盖到章，适当突出重点章节。3 试题的难以程度可分为：易、较易、较难、难四个等级，每份试卷中不同难易程度试题的分数比例为2：3：4：1。4 试卷对不同能力层次要求的试题所占比例大致为：识记30%，领会40%，掌握30%。5 试题类型可以有：填空题、单项选择题、判断对错题、名词解释题、简单回答题、计算题和编程题等（见附录）。附录 题型举例一、 填空题1 现代计算机中，CPU的工作方式可处于用户态或系统态，在用户态中运行（ ）程序，在系统态中运行（ ）程序。二、 单项选择题1 在单处理器系统中，如果同时存在有10个进程，则处于就绪队列中的进程最多为（ ）。A）1B）8C）9D）10二、判断下列各题的对错1 一个进程是一个程序在数据上的一次执行，所以不同的进程对应不同的程序。 （ ）三、 名词