操作系統(tǒng)原理復(fù)習(xí)大綱.doc

操作系統(tǒng)原理課程大綱一、課程性質(zhì)及其設(shè)置目的與要求（一）課程性質(zhì)、地位與任務(wù)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，計(jì)算機(jī)的硬、軟件資源越來越豐富，用戶也要求能更方便、更靈活地使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。為了增強(qiáng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的處理能力以及方便用戶有效地使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，操作系統(tǒng)已成為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中不可缺少的重要組成部分。因此，操作系統(tǒng)原理計(jì)算機(jī)軟件及其相關(guān)專業(yè)的主要專業(yè)必修課程。本課程從操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)資源管理的觀點(diǎn)出發(fā)，闡述如何對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的硬、軟件資源進(jìn)行管理，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致地、有效地為用戶服務(wù)，充分發(fā)揮資源的使用效率，提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量。一個(gè)從事計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的工作者，當(dāng)他掌握了操作系統(tǒng)的工作原理和實(shí)現(xiàn)方法后，將有利于他利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)開發(fā)各種應(yīng)用軟件和系統(tǒng)軟件，初步具備從事操作系統(tǒng)分析、擴(kuò)展和設(shè)計(jì)的知識(shí)和能力。（二）課程基本要求掌握操作系統(tǒng)對(duì)各種資源的管理方法和操作系統(tǒng)各部分程序之間的關(guān)系后，才能真正掌握操作系統(tǒng)的工作原理以及了解操作系統(tǒng)在整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的作用。通過本課程的學(xué)習(xí)，要求：1.了解操作系統(tǒng)的組成部分，掌握操作系統(tǒng)的基本原理、基本概念，了解操作系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)方法。2.理解操作系統(tǒng)的基本原理在UNIX/LINUX/Windows中的應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)技術(shù)。（三）本課程與有關(guān)課程的聯(lián)系操作系統(tǒng)是管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源和控制程序執(zhí)行的一種系統(tǒng)軟件，它直接擴(kuò)充裸機(jī)（不配有任何軟件的計(jì)算機(jī)）的功能，為程序的執(zhí)行提供良好的環(huán)境。所以，在學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)之前應(yīng)該先學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)組成原理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)導(dǎo)論、高級(jí)語言程序設(shè)計(jì)、匯編語言程序設(shè)計(jì)等課程。在這些先行課的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)本課程符合循序漸進(jìn)的規(guī)律，這樣不僅容易理解課程內(nèi)容，而且能正確地把操作系統(tǒng)的各部分程序有機(jī)地聯(lián)系起來。二、課程內(nèi)容與考核目標(biāo)第1章 計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)（一）課程內(nèi)容1.計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)2.CPU寄存器3.指令執(zhí)行4.中斷5.存儲(chǔ)器的層次6.Caching7.I/O方式（二）學(xué)習(xí)目的與要求了解計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的組成與工作原理；各部件工作原理及特點(diǎn)；程序狀態(tài)字，中斷的原理與作用，各種I/O方式的過程與特點(diǎn)。重點(diǎn)是：CPU指令執(zhí)行微動(dòng)作，CPU的執(zhí)行狀態(tài)、特權(quán)指令、程序狀態(tài)字的內(nèi)容與作用，中斷機(jī)構(gòu)的組成與工作原理，操作系統(tǒng)對(duì)計(jì)算機(jī)硬件的要求。（三）考核知識(shí)點(diǎn)與考核要求1.計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)，要求達(dá)到“識(shí)記”層次。計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)由哪些部分組成。2 CPU寄存器，要求達(dá)到“領(lǐng)會(huì)”層次以Intel 80386為例，說明該CPU寄存器哪些是通用的（用戶程序可使用的），哪些是專用的（不可直接操作的）？說明專用的寄存器的內(nèi)容及作用。以Intel 80386為例，說明該CPU的指令分為哪幾大類，尋址方式有哪幾種？哪些是特權(quán)指令？3.指令執(zhí)行，要求達(dá)到“領(lǐng)會(huì)”層次。以算術(shù)運(yùn)算指令為例，說明指令執(zhí)行主要的步驟。說明指令計(jì)數(shù)器寄存器在程序的執(zhí)行過程中的作用和指令執(zhí)行前后內(nèi)容如何變化。以Intel 80386為例，說明程序狀態(tài)字的基本內(nèi)容和作用。4.中斷原理，要求達(dá)到“領(lǐng)會(huì)”層次。說明中斷機(jī)制的作用。根據(jù)指令執(zhí)行周期說明中斷響應(yīng)發(fā)生時(shí)機(jī)。以Intel 80386為例，說明其中斷機(jī)制的主要組成部件及其在中斷過程中的作用。以Intel 80386為例，說明其中斷響應(yīng)時(shí)，在CPU控制權(quán)轉(zhuǎn)移給中斷處理程序前，程序狀態(tài)字和程序計(jì)數(shù)器保存在何處？什么叫中斷向量？以Intel 80386為例，說明其中斷向量的組織方式和保存位置。以Intel 80386為例，說明其中斷響應(yīng)時(shí)，CPU控制權(quán)怎樣轉(zhuǎn)移給中斷處理程序的？說明中斷處理程序的一般結(jié)構(gòu)。說明多重嵌套中斷中處理器的控制流轉(zhuǎn)移過程。5.存儲(chǔ)器層次，要求達(dá)到“領(lǐng)會(huì)”層次。存儲(chǔ)器基本層次結(jié)構(gòu)有哪幾層。從容量、速度、價(jià)格和CPU訪問其內(nèi)容的頻率這幾個(gè)方面，說明存儲(chǔ)器層次從上到下的變化規(guī)律。存儲(chǔ)器為什么要層次化？6.CACHING，要求達(dá)到“領(lǐng)會(huì)”層次。什么是CACHE？為什么存儲(chǔ)器分層化是CACHING技術(shù)的體現(xiàn)？列舉CACHING技術(shù)在計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)中的一些典型應(yīng)用設(shè)CPU從高速緩存中存取一個(gè)字的時(shí)間為t1，而CPU從內(nèi)存中存取一個(gè)字的時(shí)間為t2，CPU從高速緩存中存取命中率為r，如果數(shù)據(jù)沒有命中，則數(shù)據(jù)從內(nèi)存復(fù)制到高速緩存的時(shí)間為t3，說明該CACHING技術(shù)的效率。7.I/O方式，要求達(dá)到“領(lǐng)會(huì)”層次。說明CPU同步程序控制I/O方式過程說明中斷控制I/O方式過程說明DMA控制I/O方式過程說明通道控制I/O方式過程從CPU利用率、CPU與設(shè)備通信方式和CPU與設(shè)備的并行程度這三個(gè)方面說明四種I/O方式各自的特點(diǎn)第2章 操作系統(tǒng)概述（一）課程內(nèi)容1.操作系統(tǒng)的目的和功能2.操作系統(tǒng)發(fā)展。3.操作系統(tǒng)主要理論和模型4.現(xiàn)代操作系統(tǒng)的特征。5.LINUX/UNIX/WINDOWS特征。（二）學(xué)習(xí)目的與要求了解操作系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的作用；各類操作系統(tǒng)的特點(diǎn)；作業(yè)控制語言和系統(tǒng)功能調(diào)用的作用，進(jìn)程與線程概念，操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。重點(diǎn)是：操作系統(tǒng)對(duì)計(jì)算機(jī)硬件的要求；操作系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的作用；各類操作系統(tǒng)的特點(diǎn)；系統(tǒng)調(diào)用的實(shí)現(xiàn)原理，微內(nèi)核結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。（三）考核知識(shí)點(diǎn)與考核要求1. 操作系統(tǒng)目的與功能，要求達(dá)到“識(shí)記”層次。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由哪些部分組成。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有哪些硬件資源和軟件資源。操作系統(tǒng)的目的是什么。操作系統(tǒng)的有哪些主要功能。為什么操作系統(tǒng)要具有易擴(kuò)展性2.操作系統(tǒng)的發(fā)展，要求達(dá)到“領(lǐng)會(huì)”層次。裸機(jī)時(shí)代使用計(jì)算機(jī)的操作特點(diǎn)是什么聯(lián)機(jī)操作的含義。監(jiān)控程序的主要功能是什么？它解決了什么什么問題？多道批處理系統(tǒng)為什么能提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的利用率，它要求硬件系統(tǒng)有什么特征？脫機(jī)操作的含義。分時(shí)系統(tǒng)有哪些特點(diǎn)？它的硬件環(huán)境和應(yīng)用環(huán)境各有什么特點(diǎn)？實(shí)時(shí)系統(tǒng)有哪些特點(diǎn)？它的硬件環(huán)境和應(yīng)用環(huán)境各有什么特點(diǎn)？3.操作系統(tǒng)的理論與模型，要求達(dá)到“領(lǐng)會(huì)”層次。為什么進(jìn)程模型是操作系統(tǒng)理論的核心？為什么進(jìn)程的存儲(chǔ)空間要隔離？進(jìn)程不能直接使用計(jì)算機(jī)物理地址空間？操作系統(tǒng)要面臨哪些安全威協(xié)？要提供哪些安全義務(wù)？資源調(diào)度和管理的主要考慮動(dòng)因素是什么？4.現(xiàn)代系統(tǒng)系統(tǒng)的特征，要求達(dá)到“領(lǐng)會(huì)”層次?，F(xiàn)代操作系統(tǒng)有哪些主要特征？操作系統(tǒng)為什么要提供“系統(tǒng)功能調(diào)用”。庫過程子程序調(diào)用與系統(tǒng)調(diào)用有什么差別？試從效率、安全和可擴(kuò)展性三個(gè)方面評(píng)價(jià)各自的好壞。5 UNIX/LINUX/WINDOWS的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)UNIX屬于哪一種操作系統(tǒng)，傳統(tǒng)UNIX的結(jié)構(gòu)屬于哪一種操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)？LINUX屬于哪一種操作系統(tǒng)，LINUX的結(jié)構(gòu)屬于哪一種操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)？WINDOWS屬于哪一種操作系統(tǒng)，WINDOWS的結(jié)構(gòu)屬于哪一種操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)？試從效率、安全和可擴(kuò)展性三個(gè)方面評(píng)價(jià)UNIX/LINUX/WINDOWS操作系統(tǒng)。第3章 進(jìn)程描述與控制（一）課程內(nèi)容1.進(jìn)程的概念。2.進(jìn)程模型。3.進(jìn)程描述。4進(jìn)程控制（二）學(xué)習(xí)目的與要求通過本章學(xué)習(xí)應(yīng)該掌握多道程序設(shè)計(jì)是如何提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)效率的；進(jìn)程和程序有什么區(qū)別；進(jìn)程的基本狀態(tài)以及狀態(tài)變化；進(jìn)程控制，操作系統(tǒng)的代碼執(zhí)行方式。重點(diǎn)是：多道程序設(shè)計(jì)，進(jìn)程模型，進(jìn)程控制。（三）考核知識(shí)點(diǎn)與考核要求1.什么是進(jìn)程，要求達(dá)到“領(lǐng)會(huì)”層次。什么是多道程序設(shè)計(jì)。多道程序設(shè)計(jì)為什么能提高處理器的工作效率。多道程序設(shè)計(jì)對(duì)算題量和算題時(shí)間的影響。2. 進(jìn)程與進(jìn)程控制塊，要求達(dá)到“領(lǐng)會(huì)”層次。什么叫進(jìn)程操作系統(tǒng)為什么要關(guān)注程序的執(zhí)行過程。說明進(jìn)程與程序的區(qū)別與聯(lián)系。進(jìn)程的基本狀態(tài)有哪些？根據(jù)進(jìn)程狀態(tài)變化基本模型圖，描述一個(gè)進(jìn)程生命周期的典型經(jīng)歷。根據(jù)有進(jìn)程交換（掛起狀態(tài)）的模型，描述一組進(jìn)程生命周期的典型經(jīng)歷。描述一個(gè)進(jìn)程生命周期的狀態(tài)變化時(shí)，操作系統(tǒng)所做的工作。3.進(jìn)程描述，要求達(dá)到“領(lǐng)會(huì)”層次。進(jìn)程控制塊典型元素有哪些？描述一個(gè)進(jìn)程生命周期的典型經(jīng)歷與進(jìn)程控制塊的內(nèi)容的聯(lián)系。進(jìn)程控制塊有何作用進(jìn)程映像有哪些內(nèi)容？4.進(jìn)程控制，要求達(dá)到“領(lǐng)會(huì)”層次。為什么CPU要有多種執(zhí)行模式。操作系統(tǒng)內(nèi)核的典型功能有哪些？以一個(gè)具體的CPU為例，說明執(zhí)行模式反映在什么位置，描述硬件是如何實(shí)現(xiàn)執(zhí)行模工切換的。進(jìn)程創(chuàng)建的主要工作有哪些？模式切換過程大致如何？進(jìn)程切換過程大致如何？進(jìn)程切換與模式切換有何關(guān)系？進(jìn)程隊(duì)列主要有哪些？結(jié)合進(jìn)程生命周期的典型經(jīng)歷，描述進(jìn)程在隊(duì)列的進(jìn)出情況。進(jìn)程撤銷的主要工作有哪些？操作系統(tǒng)自身功能代碼的有幾種執(zhí)行方式？?jī)?nèi)核方式執(zhí)行有何特點(diǎn)？用戶空間子程序調(diào)用方式執(zhí)行有何特點(diǎn)？用戶空間進(jìn)程方式執(zhí)行有何特點(diǎn)？第4章 線程、微內(nèi)核和對(duì)稱多處理（一）課程內(nèi)容1.進(jìn)程與線程2.對(duì)稱多處理3.微內(nèi)核（二）學(xué)習(xí)目的與要求通過本章學(xué)習(xí)應(yīng)該掌握多線程技術(shù)是如何提高多道程序設(shè)計(jì)方法的效率；進(jìn)程和線程有什么區(qū)別和聯(lián)系；線程的基本狀態(tài)以及狀態(tài)變化；線程控制，微內(nèi)核操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，SMP概念。重點(diǎn)是：線程模型，微內(nèi)核的操作系統(tǒng)工作原理。（三）考核知識(shí)點(diǎn)與考核要求1.進(jìn)程和線程概念，要求達(dá)到“領(lǐng)會(huì)”層次。傳統(tǒng)進(jìn)程模型的雙重作用是什么？多線程環(huán)境中，進(jìn)程的作用是什么？線程的實(shí)體有哪些內(nèi)容？為什么多線程比多進(jìn)程更有效率？列舉幾種更適用多線程技術(shù)的單用戶多任務(wù)系統(tǒng)例子線程狀態(tài)主要有哪些？如果一個(gè)程序中包含了多個(gè)遠(yuǎn)程過程調(diào)用，說明單處理器的環(huán)境中，用線程進(jìn)行遠(yuǎn)程過程調(diào)用可以加快程序的執(zhí)行。用戶級(jí)線程有哪些特點(diǎn)？?jī)?nèi)核級(jí)線程有哪些特點(diǎn)？2.對(duì)稱多處理，要求達(dá)到“領(lǐng)會(huì)”層次。對(duì)稱多處理結(jié)構(gòu)有哪些特點(diǎn)？3.微內(nèi)核，要求達(dá)到“領(lǐng)會(huì)”層次。什么叫內(nèi)核？微內(nèi)核的操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)？操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)展主要分為幾種結(jié)構(gòu)？試從效率、安全和可擴(kuò)展性三個(gè)方面評(píng)價(jià)各種結(jié)構(gòu)的好壞。第5章 并發(fā)：互斥與同步（一）課程內(nèi)容1.并發(fā)原理。2.互斥硬件支持3.信號(hào)量4.管程5.消息傳遞。6.讀者-寫者問題。（二）學(xué)習(xí)目的與要求理解在多道程序設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中經(jīng)常有多個(gè)進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行，并發(fā)進(jìn)程競(jìng)爭(zhēng)資源時(shí)會(huì)出現(xiàn)與時(shí)間有關(guān)的錯(cuò)誤；掌握用PV操作實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的互斥和同步，以保證系統(tǒng)的安全；了解采用信箱方式的進(jìn)程通信；怎樣防止和避免死鎖的發(fā)生。重點(diǎn)是：分析與時(shí)間有關(guān)的錯(cuò)誤；用PV操作實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的同步與互斥；解決死鎖問題的方法。（三）考核知識(shí)點(diǎn)與考核要求1.并發(fā)原理，要求達(dá)到“領(lǐng)會(huì)”層次。進(jìn)程的順序性指什么？進(jìn)程的并發(fā)性指什么？競(jìng)態(tài)是怎樣的一種現(xiàn)象？產(chǎn)生的原因是什么？能夠分析兩個(gè)程序并發(fā)執(zhí)行中產(chǎn)生競(jìng)態(tài)（與時(shí)間有關(guān)的錯(cuò)誤）的時(shí)序。臨界區(qū)是什么？說明臨界區(qū)互斥模型基本結(jié)構(gòu)。說明解決相關(guān)臨界區(qū)互斥方案的要求。說明軟件實(shí)現(xiàn)臨界區(qū)互斥各種方案，分析各種方案的可行性及局限性2.互斥硬件支持，要求達(dá)到“領(lǐng)會(huì)”層次。說明關(guān)中斷為什么能實(shí)現(xiàn)臨界區(qū)互斥及這種方案的局限性說明TS指令的功能，描述利用TS指令實(shí)現(xiàn)臨界區(qū)互斥方案，分析這種方案的可行性及局限性說明EXCH指令的功能，描述利用EXCH指令實(shí)現(xiàn)臨界區(qū)互斥方案，分析這種方案的可行性及局限性“忙等待”方式是指什么？對(duì)CPU利用率有何影響？3.信號(hào)量“原語”是怎樣的一種過程說明信號(hào)量的基本結(jié)構(gòu)，描述P、V操作的流程說明信號(hào)量的值的取值范圍及相應(yīng)的阻塞隊(duì)列狀態(tài)，描述P、V操作各自在資源管理中的含義。說明信號(hào)量實(shí)現(xiàn)臨界區(qū)互斥的方案，分析方案的可行性，說明信號(hào)量方案的優(yōu)點(diǎn)什么叫進(jìn)程同步？說明信號(hào)量實(shí)現(xiàn)進(jìn)程同步的方案。說明生產(chǎn)者-消費(fèi)者問題的基本模型，說明用信號(hào)量實(shí)現(xiàn)有限緩沖模型的方案。如果生產(chǎn)者-消費(fèi)者問題的信號(hào)量實(shí)現(xiàn)有限緩沖模型的方案中交換了信號(hào)量P操作的順序，是否產(chǎn)生死鎖，分析發(fā)生死鎖所要求的進(jìn)行并發(fā)時(shí)序。4.管程說明引進(jìn)管程的主要原因說明管程的基本性質(zhì)說明Hore管程的實(shí)現(xiàn)方案，分析方案的可行性，說明其比信號(hào)量方案更優(yōu)越之處說明條件變量與信號(hào)量的異同5.消息傳遞。說明進(jìn)程同步和互斥的本質(zhì)是進(jìn)程之間傳遞信息說明消息傳遞過程中，消息在不同的存儲(chǔ)空間的位置變化描述實(shí)現(xiàn)進(jìn)程通信的基本原語發(fā)送（send）和接收（receive）的流程。說明消息傳遞過程中send操作和receive操作的作用說明消息傳遞中發(fā)送進(jìn)程與接收進(jìn)程同步的幾種組合方式。說明可以用消息傳遞實(shí)現(xiàn)發(fā)送進(jìn)程與接收進(jìn)程的協(xié)作同步。說明可以用消息傳遞實(shí)現(xiàn)發(fā)送進(jìn)程與接收進(jìn)程的實(shí)現(xiàn)臨界區(qū)互斥。6.讀者-寫者問題。說明讀者-寫者問題的基本要求，描述用信號(hào)量實(shí)現(xiàn)的讀者優(yōu)方案，說明方案為什么是讀者優(yōu)先的。說明寫者優(yōu)先的具體含義，描述用信號(hào)量實(shí)現(xiàn)的寫者優(yōu)方案。第6章 并發(fā)：死鎖與饑餓（一）課程內(nèi)容1.死鎖原理。2.死鎖預(yù)防3.死鎖避免4.死鎖檢測(cè)5.綜合的死鎖策略6.哲學(xué)家就餐問題。7. UNIX/LINUX/WINDOWS操作系統(tǒng)的并發(fā)機(jī)制（二）學(xué)習(xí)目的與要求理解在多道程序設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中經(jīng)常有多個(gè)進(jìn)程死鎖或饑餓的本質(zhì)原因，掌握一些預(yù)防和避免死鎖的方法，了解現(xiàn)代操作系統(tǒng)驪死鎖的綜合策略。重點(diǎn)是：死鎖條件，分析死鎖產(chǎn)生的時(shí)序；資源按預(yù)分配方法、安全狀態(tài)概念與銀行家算法思想。（三）考核知識(shí)點(diǎn)與考核要求1.死鎖原理。死鎖是怎樣產(chǎn)生的說明二個(gè)進(jìn)程的聯(lián)合進(jìn)程圖與死鎖的關(guān)系說明資源分配圖與死鎖的關(guān)系2.死鎖預(yù)防說明破壞互斥條件的可能性說明破壞占有且等待條件的如何實(shí)現(xiàn)說明破壞不可剝奪條件的可能性說明資源按序分配方法的要點(diǎn)，證明該方法能破壞環(huán)路條件3.死鎖避免說明進(jìn)程啟動(dòng)拒絕的要點(diǎn)安全狀態(tài)是怎樣的資源分配狀態(tài)？說明銀行家算法的主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。描述銀行家算法的基本流程。說明銀行家算法的局限性。4.死鎖檢測(cè)說明死鎖檢測(cè)與銀行家算法的異同，這種方法有什么局限性？5.綜合的死鎖策略說明現(xiàn)代操作系統(tǒng)中如何對(duì)待死鎖問題？為什么現(xiàn)代操作系統(tǒng)并不常發(fā)生死鎖的現(xiàn)象？6.哲學(xué)家就餐問題。說明哲學(xué)家就餐問題的基本約束條件用信號(hào)量解決哲學(xué)家就餐問題時(shí)，每個(gè)哲學(xué)家都統(tǒng)一先左后右拿筷子，分析死鎖是怎樣發(fā)生的。7. UNIX/LINUX/WINDOWS操作系統(tǒng)的并發(fā)機(jī)制說明UNIX操作系統(tǒng)的并發(fā)機(jī)制有哪些？說明相關(guān)的系統(tǒng)調(diào)用如何使用？說明LINUX操作系統(tǒng)的并發(fā)機(jī)制有哪些？說明相關(guān)的系統(tǒng)調(diào)用如何使用？說明WINDOWS操作系統(tǒng)的并發(fā)機(jī)制有哪些？說明相關(guān)的系統(tǒng)調(diào)用如何使用？第7章 內(nèi)存管理（一）課程內(nèi)容1.內(nèi)存管理的需求2.內(nèi)存分區(qū)。3.分頁4.分段（二）學(xué)習(xí)目的與要求明確存儲(chǔ)管理的職能是對(duì)主存儲(chǔ)器中的用戶區(qū)域進(jìn)行管理；理解在不同的管理方式下主要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、如何實(shí)現(xiàn)地址變換、存儲(chǔ)保護(hù)、存儲(chǔ)共享、主存空間的分配和收回；比較各種管理方式的特點(diǎn)。重點(diǎn)是：各種方法解決的主要問題和存在的不足、邏輯地址空間及其結(jié)構(gòu)、各種管理方式下的地址轉(zhuǎn)換過程，實(shí)現(xiàn)共享的可能性；可變分區(qū)方式的主存分配算法。（三）考核知識(shí)點(diǎn)與考核要求1.內(nèi)存管理的需求，要求達(dá)到“領(lǐng)會(huì)”層次。說明內(nèi)存管理的基本功能說明程序加載與鏈接的各種方式工作原理。進(jìn)程映像的內(nèi)存地址信息保存在何處 進(jìn)程為什么要重定位，這項(xiàng)工作有幾種做法？ 以80386為例，說明地址重定位各種方式及相應(yīng)部件工作流程。 為什么保護(hù)工作難于在編譯期間解決，而應(yīng)該由硬件完成？說明存儲(chǔ)保護(hù)工作的基本要求說明存儲(chǔ)共享的含義及意義。 說明物理主存地址空間的一般結(jié)構(gòu)。 說明怎樣的邏輯地址空間更有利于軟件開發(fā)和程序運(yùn)行時(shí)刻的共享。 2.內(nèi)存分區(qū)。分區(qū)方法著重解決內(nèi)存管理中的哪個(gè)問題？從對(duì)多道程序支持的靈活性、內(nèi)存利用率、重定位方式等幾個(gè)方面，說明固定分區(qū)方法的特點(diǎn)從對(duì)多道程序支持的靈活性、內(nèi)存利用率、重定位方式等幾個(gè)方面，說明可變分區(qū)方法的特點(diǎn)解釋碎片、壓縮、內(nèi)碎片和外碎片的含義從空閑塊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組織方式、內(nèi)存塊選擇方式和算法時(shí)間效率三個(gè)方面、說明首次適應(yīng)、鄰近適應(yīng)、最壞適應(yīng)和最佳適應(yīng)放置算法的特點(diǎn)說明靜態(tài)重定位是何時(shí)進(jìn)行、怎樣完成的？結(jié)合硬件原理圖，說明動(dòng)態(tài)重定位何時(shí)進(jìn)行、怎樣完成的？ 3.分頁分頁方法著重解決分區(qū)方法中存在的哪個(gè)問題？解釋頁和頁框的含義，兩者的大小有何關(guān)系？說明頁表的結(jié)構(gòu)及作用。結(jié)合頁表說明進(jìn)程存儲(chǔ)空間的分配與回收工作。說明頁的大小為什么必須是2的整數(shù)冪及邏輯地址如何分解為頁號(hào)和頁內(nèi)偏移量結(jié)合頁表和硬件原理圖，用一些具體的數(shù)值說明邏輯地址轉(zhuǎn)換為物理地址(重定位)何時(shí)進(jìn)行、怎樣完成的？并說明對(duì)程序執(zhí)行速度的影響。說明頁式方法中如何實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)保護(hù)。說明頁式方法中如何實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)共享的理論可能性與現(xiàn)實(shí)困難。4.分段分段方法著重解決分頁方法中存在的哪個(gè)問題？解釋段，段號(hào)和段內(nèi)偏移量的含義說明段表的結(jié)構(gòu)與作用。結(jié)合段表說明進(jìn)程存儲(chǔ)空間的分配與回收工作。說明段式方法中邏輯地址空間的結(jié)構(gòu)及優(yōu)點(diǎn)結(jié)合段表和硬件原理圖，用一些具體的數(shù)值說明邏輯地址轉(zhuǎn)換為物理地址(重定位)何時(shí)進(jìn)行、怎樣完成的？并說明對(duì)程序執(zhí)行速度的影響。說明段式方法中如何實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)保護(hù)。說明段式方法中如何實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)共享的。第8章 虛擬存儲(chǔ)器（一）課程內(nèi)容1.硬件和控制結(jié)構(gòu)2.操作系統(tǒng)軟件3. UNIX/LINUX/WINDOWS操作系統(tǒng)的內(nèi)存管理（二）學(xué)習(xí)目的與要求明確虛擬存儲(chǔ)管理的基本思想及技術(shù)；理解相關(guān)硬件的基本結(jié)構(gòu)和工作原理、頁式虛擬內(nèi)存方法的實(shí)現(xiàn)、段式虛擬內(nèi)存方法的實(shí)現(xiàn)、段頁式虛擬內(nèi)存方法的實(shí)現(xiàn)；操作系統(tǒng)虛擬存儲(chǔ)軟件中算法。重點(diǎn)是：動(dòng)態(tài)加載原理、局部性原理、缺頁中斷處理過程、頁式地址轉(zhuǎn)換及TLB加速的原理、多重頁表的原理、頁替換算法、工作集模型。1.硬件和控制結(jié)構(gòu)，達(dá)到“綜合應(yīng)用”層次。說明虛擬存儲(chǔ)需要的兩個(gè)前提技術(shù)說明動(dòng)態(tài)加載的思想及優(yōu)點(diǎn)說明虛擬存儲(chǔ)概念說明程序局部性原理說明虛擬分頁在頁式管理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)所做的擴(kuò)展項(xiàng)目及用途結(jié)合頁表和硬件原理圖，說明邏輯地址轉(zhuǎn)換為物理地址的原理。結(jié)合MMU中多級(jí)頁表的硬件原理圖，說明邏輯地址轉(zhuǎn)換為物理地址的原理及多級(jí)頁表的優(yōu)點(diǎn)。說明TLB加速的原理及效率分析說明虛擬分段在段式管理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上所做的擴(kuò)展項(xiàng)目及用途結(jié)合段表和硬件原理圖，說明邏輯地址轉(zhuǎn)換為物理地址的原理。說明虛擬分段加分頁在頁和段式管理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上所做的擴(kuò)展項(xiàng)目及用途結(jié)合段表、頁表和硬件原理圖，說明虛擬分段加分頁中邏輯地址轉(zhuǎn)換為物理地址的原理。說明虛擬分段加分頁的優(yōu)點(diǎn)2.操作系統(tǒng)軟件，達(dá)到“綜合應(yīng)用”層次。說明OPT、LRU、FIFO和時(shí)鐘算法的原理解釋工作集概念說明利用工作集模型理論管理進(jìn)程駐留集的策略3. UNIX/LINUX/WINDOWS操作系統(tǒng)的內(nèi)存管理說明UNIX/LINUX/WINDOWS虛擬地址空間結(jié)構(gòu)說明UNIX/LINUX/WINDOWS進(jìn)程的內(nèi)存描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)第9章 CPU調(diào)度（一）課程內(nèi)容1.處理器調(diào)度類型。2.調(diào)度算法。7. UNIX/LINUX/WINDOWS操作系統(tǒng)的調(diào)度（二）學(xué)習(xí)目的與要求明確在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中是把用戶要求處理的一項(xiàng)工作稱為一個(gè)作業(yè)的，作業(yè)可分為批處理作業(yè)和交互式作業(yè)兩大類；了解操作系統(tǒng)是如何實(shí)現(xiàn)作業(yè)調(diào)度和控制作業(yè)執(zhí)行的；區(qū)分作業(yè)調(diào)度與進(jìn)程調(diào)度、剝奪式調(diào)度與非剝奪式調(diào)度。重點(diǎn)是：兩種控制方式；批處理作業(yè)的調(diào)度算法。（三）考核知識(shí)點(diǎn)與考核要求1.處理器調(diào)度類型，要求達(dá)到“領(lǐng)會(huì)”層次。解釋作業(yè)、脫機(jī)作業(yè)和聯(lián)機(jī)作業(yè)解釋CPU三種調(diào)度的內(nèi)容和各自的目標(biāo)說明CPU三種調(diào)度的關(guān)系2.調(diào)度算法，要求達(dá)到“簡(jiǎn)單應(yīng)用”層次。說明FCFS調(diào)度算法的思想和特點(diǎn)說明SPN調(diào)度算法的思想和特點(diǎn)說明SPT調(diào)度算法的思想和特點(diǎn)說明HRRN調(diào)度算法的思想和特點(diǎn)說明HRRN調(diào)度算法的如何將FCFS和SPN統(tǒng)一為一體中，達(dá)到了取長(zhǎng)補(bǔ)短的目的。說明RR調(diào)度算法的思想和特點(diǎn)說明時(shí)間片長(zhǎng)短對(duì)RR算法性能的影響，并與FCFS之間的在一定條件下可同化說明HPF調(diào)度算法的思想和特點(diǎn)說明優(yōu)先級(jí)設(shè)置的兩種方式各自的特點(diǎn)，并與SPN之間的在一定條件下可同化說明MP調(diào)度算法的思想和特點(diǎn)說明各種調(diào)度算法的對(duì)短進(jìn)程的響應(yīng)時(shí)間、周轉(zhuǎn)時(shí)間的變化趨勢(shì)3. UNIX/LINUX/WINDOWS操作系統(tǒng)的調(diào)度，要求達(dá)到“領(lǐng)會(huì)”層次。說明LINUX操作系統(tǒng)的調(diào)度算法的思想和特點(diǎn)說明UNIX操作系統(tǒng)的調(diào)度算法的思想和特點(diǎn)說明WINDOWS操作系統(tǒng)的調(diào)度算法的思想和特點(diǎn)第11章 輸入/輸出與文件管理（一）課程內(nèi)容1.I/O設(shè)備2.I/O功能的組織3.操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)4.I/O緩沖5.磁盤調(diào)度。6.RAID7.虛擬設(shè)備。（二）學(xué)習(xí)目的與要求要求了解設(shè)備管理與文件管理的合作關(guān)系，文件管理在確定了文件的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和信息存放的存儲(chǔ)空間物理地址后，還必須由設(shè)備管理實(shí)現(xiàn)信息的物理存取。在多道程序設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，要把有限的外圍設(shè)備盡可能地供多用戶共享。因此，要求理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是怎樣實(shí)現(xiàn)設(shè)備的分配、調(diào)度以及提供虛擬設(shè)備的。重點(diǎn)是：設(shè)備的分配；磁盤的驅(qū)動(dòng)調(diào)度；SPOOL系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)思想。（三）考核知識(shí)點(diǎn)與考核要求1.I/O設(shè)備，要求達(dá)到“領(lǐng)會(huì)”層次。說明I/O設(shè)備一般由哪兩部分組成及信號(hào)/信息流說明I/O設(shè)備的CPU可訪問部分的基本組成解釋獨(dú)占設(shè)備與共享設(shè)備。2.I/O功能的組織，要求達(dá)到“領(lǐng)會(huì)”層次?？刂圃O(shè)備和內(nèi)存或CPU之間的數(shù)據(jù)傳送的方式有哪幾種說明程序控制（Programmed I/O）的I/ O過程/信息流和同步時(shí)序說明中斷方式(Interrupt-driven I/O)的I/ O過程/信息流和同步時(shí)序說明DMA(Direct Memory Access)的I/ O過程/信息流和同步時(shí)序說明I/O傳送控制方式的發(fā)展過程解釋周期竊取技術(shù)的原理3.操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)，要求達(dá)到“領(lǐng)會(huì)”層次。說明操作系統(tǒng)I/O軟件設(shè)計(jì)主要考慮的目標(biāo)。說明實(shí)現(xiàn)“設(shè)備獨(dú)立性”的基本方法說明操作系統(tǒng)I/O軟件分層結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)說明操作系統(tǒng)I/O軟件分層結(jié)構(gòu)的主要功能模塊說明脫機(jī)外圍設(shè)備操作過程。說明實(shí)現(xiàn)聯(lián)機(jī)同時(shí)外圍設(shè)備操作（SPOOL系統(tǒng)）的目的。說明實(shí)現(xiàn)SPOOL系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)及硬件條件。說明SPOOL系統(tǒng)“預(yù)輸入程序”的功能說明SPOOL系統(tǒng)“井管理程序”的功能說明SPOOL系統(tǒng)“緩輸出程序”的功能。以打印機(jī)的SPOOL系統(tǒng)為例，說明為什么能提高獨(dú)占設(shè)備的利用率和縮短作業(yè)的執(zhí)行時(shí)間。4.I/O緩沖，要求達(dá)到“簡(jiǎn)單應(yīng)用”層次。說明引進(jìn)緩沖的原因。說明緩沖的一般原理。說明單向緩沖與雙向緩沖的差別。說明單向單緩沖相關(guān)操作一般原理如果設(shè)備D與進(jìn)程P之間采用單向單緩沖B進(jìn)行N個(gè)數(shù)據(jù)輸入操作，每個(gè)數(shù)據(jù)占一個(gè)緩沖區(qū)，設(shè)備用T1時(shí)間產(chǎn)生一個(gè)數(shù)據(jù)并寫入B，進(jìn)程從B讀入數(shù)據(jù)（時(shí)間忽略）后用T2時(shí)間處理這一數(shù)據(jù)，說明其效率分析模型說明單向雙緩沖相關(guān)操作一般原理如果設(shè)備D與進(jìn)程P之間采用單向雙緩沖（B1和B2）進(jìn)行N個(gè)數(shù)據(jù)輸入操作，每個(gè)數(shù)據(jù)占一個(gè)緩沖區(qū)，設(shè)備用T1時(shí)間產(chǎn)生一個(gè)數(shù)據(jù)并寫入（B1或B2），進(jìn)程從（B1或B2）讀入一個(gè)數(shù)據(jù)（時(shí)間忽略）后用T2時(shí)間處理這一數(shù)據(jù)，說明其效率分析模型說明單向多緩沖相關(guān)操作一般原理如果設(shè)備D與進(jìn)程P之間采用單向多緩沖（B1Bk）進(jìn)行N個(gè)數(shù)據(jù)輸入操作，每個(gè)數(shù)據(jù)占一個(gè)緩沖區(qū)，設(shè)備用T1時(shí)間產(chǎn)生一個(gè)數(shù)據(jù)并寫入（B1Bk），進(jìn)程從（B1Bk）讀入一個(gè)數(shù)據(jù)（時(shí)間忽略）后用T2時(shí)間處理這一數(shù)據(jù)，說明其效率分析模型說明緩沖池的結(jié)構(gòu)5.磁盤調(diào)度，要求達(dá)到“簡(jiǎn)單應(yīng)用”層次。說明訪問磁盤時(shí)如何指明讀寫位置。說明訪問磁盤操作主要有哪幾個(gè)階段及所花的時(shí)間的相對(duì)長(zhǎng)短說明對(duì)磁盤進(jìn)行驅(qū)動(dòng)調(diào)度的目的。磁盤的驅(qū)動(dòng)調(diào)度分為哪兩種。說明FIFO調(diào)度算法的思想及特點(diǎn)。說明LIFO調(diào)度算法的思想及特點(diǎn)。說明SSTF調(diào)度算法的思想及特點(diǎn)。說明SCAN調(diào)度算法的思想及特點(diǎn)。說明C-SCAN調(diào)度算法的思想及特點(diǎn)。說明N-step-SCAN調(diào)度算法的思想及特點(diǎn)。6.RAID，要求達(dá)到“識(shí)記”層次。說明RAID的基本特點(diǎn)和兩個(gè)目標(biāo)。說明RAID0的基本特點(diǎn)和所達(dá)到的目標(biāo)。說明RAID1的基本特點(diǎn)和所達(dá)到的目標(biāo)。說明RAID2的基本特點(diǎn)和所達(dá)到的目標(biāo)。說明RAID3的基本特點(diǎn)和所達(dá)到的目標(biāo)。說明RAID4的基本特點(diǎn)和所達(dá)到的目標(biāo)。說明RAID5的基本特點(diǎn)和所達(dá)到的目標(biāo)。說明RAID6的基本特點(diǎn)和所達(dá)到的目標(biāo)。第12章 文件系統(tǒng)（一）課程內(nèi)容1.文件和文件系統(tǒng)。2.文件的存儲(chǔ)介質(zhì)。3.文件的組織。4.存儲(chǔ)空間的分配。5.文件目錄。6.文件的保護(hù)和保密。7.文件的使用。（二）學(xué)習(xí)目的與要求理解操作系統(tǒng)是怎樣為用戶提供文件的“按名存取”功能；怎樣管理用戶文件的存儲(chǔ)。檢索、共享和保護(hù)；操作系統(tǒng)要求用戶怎樣使用文件。重點(diǎn)是：邏輯文件與物理文件之間的轉(zhuǎn)換；文件目錄結(jié)構(gòu)；基本的文件操作及其使用。（三）考核知識(shí)點(diǎn)與考核要求1.文件和文件系統(tǒng)，要求達(dá)到“識(shí)記”層次。1.1 文件的定義和分類。1.2 文件系統(tǒng)的功能。2.文件的存儲(chǔ)介質(zhì)，要求達(dá)到“識(shí)記”層次。2.1 文件的存儲(chǔ)介質(zhì)：磁帶、磁盤。2.2 存儲(chǔ)介質(zhì)的物理單位：卷。2.3 存儲(chǔ)介質(zhì)的分塊。3.文件的組織，要求達(dá)到“綜合應(yīng)用”層次。 什么是文件的邏輯結(jié)構(gòu) 邏輯文件的類型主要有哪幾種 說明邏輯記錄的主健的作用 文件的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)有哪幾種順序文件的特點(diǎn)有哪些鏈接文件的特點(diǎn)有哪些索引文件的特點(diǎn)有哪些3.5 記錄的成組與分解。4.存儲(chǔ)空間的分配，要求達(dá)到“識(shí)記”層次。怎樣用“位示圖”實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)空間的分配。說明UNIX系統(tǒng)的空閑塊成組鏈接方法。5.文件目錄，要求達(dá)到“簡(jiǎn)單應(yīng)用”層次。5.1 目錄項(xiàng)的主要內(nèi)容。5.2 一級(jí)目錄結(jié)構(gòu)不允許文件重名。5.3 二級(jí)或樹形目錄結(jié)構(gòu)的必要性。5.4 絕對(duì)路徑和相對(duì)路徑。6.文件的保護(hù)和保密，要求達(dá)到“領(lǐng)會(huì)”層次。6.1 區(qū)分文件的保護(hù)和保密。6.2 文件的保護(hù)措施。6.3 文件的保密措施。7.文件的使用，要求達(dá)到“領(lǐng)會(huì)”層次。7.1 存取方法與文件存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)介質(zhì)特性間的關(guān)系。7.2 基本文件操作：建立、打開、讀寫、關(guān)閉、刪除的作用。7.3 用戶請(qǐng)求使用文件的操作步驟。三、有關(guān)說明和實(shí)施要求（一）關(guān)于“課程內(nèi)容與考核目標(biāo)”中有關(guān)提法的說明在大綱“考核知識(shí)點(diǎn)與考核要求” 中，提出了“識(shí)記”、“領(lǐng)會(huì)”、“簡(jiǎn)單應(yīng)用”、“綜合應(yīng)用四個(gè)能力層次，它們之間是遞進(jìn)等級(jí)關(guān)系，后者必須建立在前者基礎(chǔ)上，它們的含義是：1.識(shí)記：要求能夠識(shí)別和記憶本大綱規(guī)定的知識(shí)點(diǎn)的主要內(nèi)容（如定義、公式、原則。重要結(jié)論、方法、步驟及特征、特點(diǎn)等），并能做出正確的表述、選擇和判斷。2.領(lǐng)會(huì)：要求能領(lǐng)悟和理解大綱規(guī)定的知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)涵與外延，熟悉其內(nèi)容要點(diǎn)和它們之間的區(qū)別與聯(lián)系，做出正確的解釋、說明和論述。3.簡(jiǎn)單應(yīng)用：要求能運(yùn)用大綱規(guī)定的少量知識(shí)點(diǎn)分析和解決一般應(yīng)用問題。4.綜合應(yīng)用：要求能運(yùn)用大綱規(guī)定的多個(gè)知識(shí)點(diǎn)綜合分析和解決較復(fù)雜的應(yīng)用問題。（二）學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)操作系統(tǒng)是隨著計(jì)算