計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)期末復(fù)習(xí)指導(dǎo)

1、計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)期末復(fù)習(xí)指導(dǎo) 計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)課是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)必修課。通過(guò)學(xué)習(xí)使學(xué)員掌握計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本原理及組成；計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的基本概念和相關(guān)的新概念、名詞及術(shù)語(yǔ)；了解計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的發(fā)展特點(diǎn)和設(shè)計(jì)技巧和方法。主要內(nèi)容包括：計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)概述、作業(yè)管理、文件管理、存儲(chǔ)管理、輸入輸出設(shè)備管理、進(jìn)程及處理機(jī)管理、操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及程序設(shè)計(jì)。 該課程使用的教材為計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)，湯子瀛、哲鳳屏、湯小丹編著，西安電子科技大學(xué)出版社出版。 操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成部分，是整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)和核心。計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)課程是理論性和實(shí)踐性都較強(qiáng)的課程，具有概念多、較抽象、涉及面廣。為

2、幫助大家復(fù)習(xí)操作系統(tǒng)課程，下面按照教學(xué)大綱要求，對(duì)各章的重點(diǎn)、難點(diǎn)進(jìn)行歸納、總結(jié)，給出解答問(wèn)題的指導(dǎo)，供大家復(fù)習(xí)時(shí)參考。 一、學(xué)習(xí)重點(diǎn)和教學(xué)要求 第一章 計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)概述 1.學(xué)習(xí)重點(diǎn)(1) 什么是操作系統(tǒng)，操作系統(tǒng)在軟件層次中的地位；操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)觀點(diǎn)(2) 操作系統(tǒng)的形成和五大類型(批處理操作系統(tǒng)、分時(shí)操作系統(tǒng)、 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)操作系和分布式操作系統(tǒng))(3) 操作系統(tǒng)的五大功能(作業(yè)管理、文件管理、存儲(chǔ)管理、設(shè)備管理和處理機(jī)及進(jìn)程管理(4) 操作系統(tǒng)的屬性：響應(yīng)比、并發(fā)性(共行性)、信息的共享、保密與保護(hù)、可擴(kuò)充性、可移植性、可讀性、可“生成”性、可測(cè)試性、安全可靠性等(5) 操作系

3、統(tǒng)的“生成”、配置、設(shè)置和引導(dǎo)2教學(xué)要求(1) 牢固掌握操作系統(tǒng)的定義：計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)是方便用戶、管理和控制計(jì)算機(jī)軟、硬件資源的系統(tǒng)(或程序集合)；清楚地了解操作系統(tǒng)所處的地位：是裸機(jī)之上的第一層軟件，是建立其他所有軟件的基礎(chǔ)。(2) 牢固掌握操作系統(tǒng)目前有五大類型(批處理、分時(shí)、實(shí)時(shí)、網(wǎng)絡(luò)和分布式)和五大主要功能：界面管理、文件管理、存儲(chǔ)管理、設(shè)備管理、進(jìn)程管理。(3) 理解衡量操作系統(tǒng)優(yōu)劣的屬性：響應(yīng)比、并發(fā)性(共行性)、信息的共享、保密與保護(hù)、可擴(kuò)充性、可移植性、可讀性、可“生成”性、可測(cè)試性、安全可靠性等。(4) 研究操作系統(tǒng)面對(duì)用戶的服務(wù)觀點(diǎn)和系統(tǒng)內(nèi)部的管理觀點(diǎn)。即為用戶提供方便而安

4、全的工作環(huán)境，體現(xiàn)“用戶至上”、“服務(wù)至上”的原則；內(nèi)部管理采用中斷、通道、串行、并發(fā)、并行和本地遠(yuǎn)地通信等分設(shè)的各種管理部門機(jī)構(gòu)；里外協(xié)作分工組織，力爭(zhēng)達(dá)到“多快好省”。(5) 考慮到cpu與外部設(shè)備在速度方面的差異，采用硬通道、緩沖區(qū)、多種隊(duì)列和多種調(diào)度算法，以“小步快跑”等策略管理和控制計(jì)算機(jī)資源，平衡協(xié)調(diào)為用戶服務(wù)。(6) 了解現(xiàn)代操作系統(tǒng)為用戶提供的三種使用界面：命令界面、系統(tǒng)調(diào)用界面和圖形界面。一般用戶通過(guò)命令、圖形方式控制，編程人員通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用方式控制計(jì)算機(jī)。(7) 初步了解如何認(rèn)識(shí)和解剖操作系統(tǒng)。(8) 了解操作系統(tǒng)(Dos、Windows、Unix、Linux)版本簡(jiǎn)況。第二

5、章作業(yè)管理1.學(xué)習(xí)重點(diǎn)(1) 概念和術(shù)語(yǔ)：作業(yè)、作業(yè)步、作業(yè)同步、作業(yè)流和作業(yè)類型。(2) 作業(yè)管理的任務(wù)和功能。(3) 作業(yè)輸入方式：聯(lián)機(jī)輸入、脫機(jī)輸入、直接藕合、假脫機(jī)(spooling)工作和網(wǎng)絡(luò)輸入等方式。(4) 用戶界面的任務(wù)和功能。操作系統(tǒng)的三代人機(jī)交互界面(第一代用戶界面，一維空間的命令行界面和編程人員在程序中的系統(tǒng)調(diào)用、第二代用戶界面，在二維圖形界面空間以及第三代用戶界面，在三維虛擬現(xiàn)實(shí)的界面元素空間) ；界面管理的功能以及用戶界面的設(shè)計(jì)特點(diǎn)(實(shí)現(xiàn)高效的人機(jī)通信)。(5) 作業(yè)調(diào)度功能以及作業(yè)調(diào)度算法(先來(lái)先服務(wù)、最短作業(yè)優(yōu)先法、最高響應(yīng)比法、優(yōu)先數(shù)法、定時(shí)輪轉(zhuǎn)法、事件驅(qū)動(dòng)法以

6、及各種不同類型作業(yè)搭配調(diào)度算法)。(7) 操作系統(tǒng)常用命令分類與使用。(8) shell命令解釋和控制語(yǔ)言特點(diǎn)。2.教學(xué)要求(1) 掌握作業(yè)管理的任務(wù)和功能。理解關(guān)于作業(yè)調(diào)度的概念和術(shù)語(yǔ)。(2) 掌握用戶界面的功能及設(shè)計(jì)特點(diǎn)，能把這種基本設(shè)計(jì)思想體現(xiàn)在一些人機(jī)接口界面的設(shè)計(jì)中。(3) 理解常用的作業(yè)調(diào)度算法的實(shí)現(xiàn)思想，如FCFS、SJF等。(4) 理解shell命令解釋和控制語(yǔ)言。第三章 文件管理1.學(xué)習(xí)重點(diǎn)(1) 文件管理的任務(wù)和功能。(2) 操作系統(tǒng)文件的特點(diǎn)。文件的組織機(jī)構(gòu)：文件元素(物理上: 位、字節(jié)、塊、頁(yè)、盤(pán)等組成；邏輯上：有字、字段、記錄、虛擬塊、文件、文件目錄、文件夾和文件卷等

7、。(3) 文件分類(按文件性質(zhì)與用途分：系統(tǒng)文件、庫(kù)文件；按操作保護(hù)分：只讀文件、可讀可寫(xiě)文件、可執(zhí)行文件；按使用情況分：臨時(shí)文件、永久文件、檔案文件；按用戶觀點(diǎn)分統(tǒng)：普通文件、目錄文件、特殊文件；按存取的物理結(jié)構(gòu)分：順序(連續(xù))文件、鏈接文件、索引文件；按文件的邏輯存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)分：有結(jié)構(gòu)文件和無(wú)結(jié)構(gòu)文件；按文件中的數(shù)據(jù)形式分：源文件和目標(biāo)文件等。(4) 文件的物理結(jié)構(gòu)和邏輯結(jié)構(gòu)：空閑表法、自由鏈表法和成組鏈接法。(5) 文件的目錄結(jié)構(gòu)：一級(jí)文件目錄、二級(jí)文件目錄、多級(jí)文件目錄，文件目錄的管理，“活動(dòng)文件表”。(6) 文件的存取控制：存取控制矩陣、用戶權(quán)限表、使用密碼。(7) 文件的使用：文件系統(tǒng)

8、的系統(tǒng)調(diào)用(創(chuàng)建、打開(kāi)、讀寫(xiě)、關(guān)閉、刪除等)。2.教學(xué)要求(1) 理解文件管理的任務(wù)和功能。(2) 牢固掌握文件、文件系統(tǒng)的概念。(3) 掌握文件系統(tǒng)的分類。 (4) 掌握文件的邏輯組織和物理組織的概念，以及相應(yīng)的組織形式。(5) 掌握文件系統(tǒng)的目錄分類管理特點(diǎn)。(6) 理解文件存取控制的作用及unix系統(tǒng)中采取的辦法。(7) 了解文件系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)用，如創(chuàng)建、打開(kāi)、讀寫(xiě)、關(guān)閉、刪除等。(8) 了解：文件系統(tǒng)的編程設(shè)計(jì)。第四章 存儲(chǔ)管理1.學(xué)習(xí)重點(diǎn)(1) 存儲(chǔ)管理的任務(wù)和功能。(2) 概念：邏輯(相對(duì))地址、物理(絕對(duì))地址、重定位、虛擬存儲(chǔ)、分區(qū)分配存儲(chǔ)管理(固定分區(qū)分配、可變式動(dòng)態(tài)分區(qū)分配、

9、可重定位分區(qū)分配、多重分區(qū)分配)。 (3) 動(dòng)態(tài)分區(qū)分配的分配算法：首次適應(yīng)法、循環(huán)適應(yīng)法、最佳適應(yīng)法和最壞適應(yīng)法。(4) 內(nèi)存“擴(kuò)充”技術(shù)：交搎與覆蓋；內(nèi)存保護(hù)技術(shù)：存儲(chǔ)保護(hù)鍵和界限寄存器。 (5) 請(qǐng)求頁(yè)式存儲(chǔ)管理：實(shí)現(xiàn)原理、頁(yè)表的設(shè)計(jì)、請(qǐng)求淘汰搎頁(yè)算法(先進(jìn)先出算法、循環(huán)檢測(cè)法、lru最近最少使用頁(yè)面先淘汰、lfu最不經(jīng)常使用的頁(yè)面先淘汰、nur最近沒(méi)有使用頁(yè)面先淘汰、opt最優(yōu)淘汰算法replacement 和隨機(jī)數(shù)淘汰頁(yè)面算法)；頁(yè)式存儲(chǔ)管理優(yōu)缺點(diǎn)。(6) 段式存儲(chǔ)管理特點(diǎn)；段頁(yè)式存儲(chǔ)管理特點(diǎn)。2.教學(xué)要求(1) 理解內(nèi)存管理的任務(wù)和功能。(2) 理解三級(jí)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)：高速緩存、內(nèi)存、

10、外存。(3) 掌握分區(qū)存儲(chǔ)器管理方法：內(nèi)存分配、內(nèi)存擴(kuò)充、內(nèi)存保護(hù)。(4) 掌握分頁(yè)和分段概念，二者的主要區(qū)別。(5) 掌握頁(yè)式存儲(chǔ)管理技術(shù)的實(shí)現(xiàn)思想，如何實(shí)現(xiàn)從邏輯地址到物理地址的轉(zhuǎn)換。 (6) 掌握解分段存儲(chǔ)管理技術(shù)的實(shí)現(xiàn)思想。(7) 理解頁(yè)面置換的先進(jìn)先出法、循環(huán)檢測(cè)法和最近最少使用置換法(lru)等。(8) 牢固掌握以下概念：邏輯地址、物理地址、可重定位地址、重定位、虛擬存儲(chǔ)器。第五章 輸入輸出設(shè)備管理1.學(xué)習(xí)重點(diǎn)(1) 設(shè)備管理的任務(wù)和功能。(2) 設(shè)備分類和使用特點(diǎn)：按輸入輸出傳送方式分為字符型設(shè)備和塊設(shè)備；按資源特點(diǎn)分為獨(dú)享設(shè)備、共享設(shè)備和虛擬設(shè)備；按設(shè)備硬件物理特性分為順序存取

11、設(shè)備、直接存取設(shè)備；按設(shè)備使用分為物理設(shè)備、邏輯設(shè)備和偽設(shè)備。(3) 設(shè)備i/o方式：詢問(wèn)、中斷和通道技術(shù)。(4) 設(shè)備分配技術(shù)和管理：設(shè)備分配算法按先來(lái)先服務(wù)和優(yōu)先級(jí)隊(duì)列。(5) 緩沖技術(shù)：?jiǎn)尉彌_、雙緩沖、多緩沖和緩沖池等。(6) 虛擬設(shè)備的技術(shù)(spooling技術(shù))：共享打印機(jī)實(shí)例。(7) 設(shè)備處理程序的功能。(8) 設(shè)備處理程序特點(diǎn)和編制內(nèi)容(設(shè)備標(biāo)題、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和局部過(guò)程、策略過(guò)程、中斷過(guò)程、命令處理子程序)。2.教學(xué)要求(1) 理解設(shè)備管理的任務(wù)和功能。(2) 熟練掌握設(shè)備分類及其特點(diǎn)，設(shè)備的i/o方式。(3) 了解外部設(shè)備的安裝。(4) 掌握輸入輸出設(shè)備的分類設(shè)計(jì)方法。(5) 理解

12、使用緩沖技術(shù)的目的和緩沖區(qū)的設(shè)置方式。(6) 了解spooling系統(tǒng)的功能和實(shí)現(xiàn)思想。(7) 了解輸入輸出設(shè)備處理程序的編程要點(diǎn)。(8) 了解/控制過(guò)程。第六章 進(jìn)程及處理機(jī)管理1.學(xué)習(xí)重點(diǎn)(1) 操作系統(tǒng)“核心”功能和特點(diǎn)(2) 程序的順序執(zhí)行與并發(fā)執(zhí)行(3) 進(jìn)程的定義，進(jìn)程的五個(gè)基本特征，進(jìn)程控制塊，程序與進(jìn)程的對(duì)比，進(jìn)程與線程(4) 進(jìn)程的描述；進(jìn)程的基本狀態(tài)及轉(zhuǎn)搎(就緒、執(zhí)行、等待)(5) 進(jìn)程調(diào)度算法(先來(lái)先服務(wù)、rr輪轉(zhuǎn)法、多級(jí)反饋輪轉(zhuǎn)法和優(yōu)先數(shù)法)(6) 進(jìn)程通信：同步與互斥、臨界區(qū)、原語(yǔ)(加鎖/開(kāi)鎖原語(yǔ)、信號(hào)量及p-v操作)、消息緩沖(7) 什么是死鎖？產(chǎn)生死鎖的四個(gè)必要條

13、件(互斥使用、保持和等待、非剝奪性、循環(huán)等待和處理)2.教學(xué)要求(1) 牢固掌握進(jìn)程的概念。(2) 熟練掌握操作系統(tǒng)核心功能、核心形式。(3) 掌握順序執(zhí)行與并發(fā)執(zhí)行的比較。(4) 熟練掌握進(jìn)程的五個(gè)基本特征，掌握進(jìn)程與程序的主要區(qū)別。理解進(jìn)程與線程的關(guān)系。(5) 掌握進(jìn)程的基本狀態(tài)：執(zhí)行態(tài)、就緒態(tài)、等待態(tài)。在什么條件下發(fā)生狀態(tài)轉(zhuǎn)換？(6) 理解進(jìn)程的一般組成，應(yīng)深入理解進(jìn)程控制塊的作用。每個(gè)進(jìn)程有惟一的進(jìn)程控制塊。(7) 理解常用的進(jìn)程調(diào)度算法。(8) 掌握進(jìn)程同步與互斥的比較，簡(jiǎn)單理解為同步是伙伴，互斥是競(jìng)爭(zhēng)。(9) 理解信號(hào)量概念，p、v操作執(zhí)行的動(dòng)作。(10) 掌握死鎖的概念、死鎖的必

14、要條件、解決死鎖的基本方法。第七章 操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和程序設(shè)計(jì) 1.學(xué)習(xí)重點(diǎn)(1) 操作系統(tǒng)的編程概念和特點(diǎn)。(2) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目標(biāo)；分層原則：自底向上或自頂向下的有序分層(全序或半序)；分塊原則；模塊接口法的設(shè)計(jì)步驟；模塊接口法的優(yōu)缺點(diǎn)。(3) 層次模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：層次模塊模型、整體內(nèi)核模型、內(nèi)核進(jìn)程模型、對(duì)象模型。(4) 微內(nèi)核體系結(jié)構(gòu)主要優(yōu)點(diǎn)。2.教學(xué)要求(1) 理解計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的內(nèi)結(jié)構(gòu)和外結(jié)構(gòu)、用戶態(tài)和核心態(tài)運(yùn)行的特點(diǎn)：給系統(tǒng)以特殊權(quán)限，以利于計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的安全可靠。(2) 理解操作系統(tǒng)的編程特點(diǎn)：模塊化結(jié)構(gòu)、層次化結(jié)構(gòu)、內(nèi)核結(jié)構(gòu)和有序結(jié)構(gòu)。(3) 了解現(xiàn)代計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)思想

15、和方法。二本課程復(fù)習(xí)方法和考試形式 1.復(fù)習(xí)方法 (1) 抓住重點(diǎn)，掌握課程的主要內(nèi)容，注意知識(shí)的前后連貫。計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)課程的基本要求是記住兩句話：第一句話是：計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)是方便用戶，管理和控制計(jì)算機(jī)軟硬件資源的系統(tǒng)軟件(或程序集合)。第二句話是：操作系統(tǒng)目前有五大類型(批處理、分時(shí)、實(shí)時(shí)、網(wǎng)絡(luò)和分布式)和五大功能(作業(yè)管理、文件管理、存儲(chǔ)管理、設(shè)備管理和進(jìn)程管理)。在復(fù)習(xí)時(shí)圍繞操作系統(tǒng)的五大功能這一主線領(lǐng)會(huì)各章的主要內(nèi)容，分別進(jìn)行總結(jié)。操作系統(tǒng)中概念很多，要突出掌握重點(diǎn)概念，如：操作系統(tǒng)定義，進(jìn)程、重定位、死鎖等概念，要結(jié)合主教材教學(xué)要求及教材中使用的黑體字。首先對(duì)每一章講的問(wèn)題是什么要搞清楚。然后，總結(jié)一下：針對(duì)該問(wèn)題引入什么概念，該概念用來(lái)解決什么基本問(wèn)題，采用什么基本方法予以解決。如果能把各章知識(shí)連貫起來(lái)、并結(jié)合上機(jī)體會(huì)進(jìn)行復(fù)習(xí)，效果會(huì)更好。在對(duì)于基本概念理解的基礎(chǔ)上，掌握解決問(wèn)題的方法。要注意總結(jié)自己的學(xué)習(xí)方法和效果。(2) 注重上機(jī)實(shí)驗(yàn)和平時(shí)作業(yè) 操作系統(tǒng)的上機(jī)實(shí)驗(yàn)很重要，它不僅可以加深對(duì)課本知識(shí)的理解，而且可以學(xué)到很多實(shí)際工作的經(jīng)驗(yàn)，這對(duì)于增強(qiáng)動(dòng)手技能和分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力、提高專業(yè)素質(zhì)很有幫助。大家應(yīng)盡量做全、做好實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)前要進(jìn)行預(yù)習(xí)：準(zhǔn)備做什么，用到哪些知識(shí)，大致會(huì)出現(xiàn)什么結(jié)果，心中應(yīng)有數(shù)