操作系統(tǒng)原理復習大綱.doc

操作系統(tǒng)原理課程大綱一、課程性質(zhì)及其設置目的與要求（一）課程性質(zhì)、地位與任務隨著計算機技術的迅猛發(fā)展，計算機的硬、軟件資源越來越豐富，用戶也要求能更方便、更靈活地使用計算機系統(tǒng)。為了增強計算機系統(tǒng)的處理能力以及方便用戶有效地使用計算機系統(tǒng)，操作系統(tǒng)已成為現(xiàn)代計算機系統(tǒng)中不可缺少的重要組成部分。因此，操作系統(tǒng)原理計算機軟件及其相關專業(yè)的主要專業(yè)必修課程。本課程從操作系統(tǒng)實現(xiàn)資源管理的觀點出發(fā)，闡述如何對計算機系統(tǒng)中的硬、軟件資源進行管理，使計算機系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致地、有效地為用戶服務，充分發(fā)揮資源的使用效率，提高計算機系統(tǒng)的服務質(zhì)量。一個從事計算機科學技術的工作者，當他掌握了操作系統(tǒng)的工作原理和實現(xiàn)方法后，將有利于他利用計算機系統(tǒng)開發(fā)各種應用軟件和系統(tǒng)軟件，初步具備從事操作系統(tǒng)分析、擴展和設計的知識和能力。（二）課程基本要求掌握操作系統(tǒng)對各種資源的管理方法和操作系統(tǒng)各部分程序之間的關系后，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)在整個計算機系統(tǒng)中的作用。通過本課程的學習，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)的基本設計方法。2.理解操作系統(tǒng)的基本原理在UNIX/LINUX/Windows中的應用和實現(xiàn)技術。（三）本課程與有關課程的聯(lián)系操作系統(tǒng)是管理計算機系統(tǒng)資源和控制程序執(zhí)行的一種系統(tǒng)軟件，它直接擴充裸機（不配有任何軟件的計算機）的功能，為程序的執(zhí)行提供良好的環(huán)境。所以，在學習操作系統(tǒng)之前應該先學習計算機組成原理、數(shù)據(jù)結構導論、高級語言程序設計、匯編語言程序設計等課程。在這些先行課的基礎上學習本課程符合循序漸進的規(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)的各部分程序有機地聯(lián)系起來。二、課程內(nèi)容與考核目標第1章 計算機硬件基礎（一）課程內(nèi)容1.計算機硬件系統(tǒng)2.CPU寄存器3.指令執(zhí)行4.中斷5.存儲器的層次6.Caching7.I/O方式（二）學習目的與要求了解計算機硬件系統(tǒng)的組成與工作原理；各部件工作原理及特點；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。重點是：CPU指令執(zhí)行微動作，CPU的執(zhí)行狀態(tài)、特權指令、程序狀態(tài)字的內(nèi)容與作用，中斷機構的組成與工作原理，操作系統(tǒng)對計算機硬件的要求。（三）考核知識點與考核要求1.計算機硬件系統(tǒng)，要求達到“識記”層次。計算機硬件系統(tǒng)由哪些部分組成。2 CPU寄存器，要求達到“領會”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？哪些是特權指令？3.指令執(zhí)行，要求達到“領會”層次。以算術運算指令為例，說明指令執(zhí)行主要的步驟。說明指令計數(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，要求達到“領會”層次。說明中斷機制的作用。根據(jù)指令執(zhí)行周期說明中斷響應發(fā)生時機。以Intel 80386為例，說明其中斷機制的主要組成部件及其在中斷過程中的作用。以Intel 80386為例，說明其中斷響應時，在CPU控制權轉(zhuǎn)移給中斷處理程序前，程序狀態(tài)字和程序計數(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，說明其中斷響應時，CPU控制權怎樣轉(zhuǎn)移給中斷處理程序的？說明中斷處理程序的一般結構。說明多重嵌套中斷中處理器的控制流轉(zhuǎn)移過程。5.存儲器層次，要求達到“領會”層次。存儲器基本層次結構有哪幾層。從容量、速度、價格和CPU訪問其內(nèi)容的頻率這幾個方面，說明存儲器層次從上到下的變化規(guī)律。存儲器為什么要層次化？6.CACHING，要求達到“領會”層次。什么是CACHE？為什么存儲器分層化是CACHING技術的體現(xiàn)？列舉CACHING技術在計算機硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)中的一些典型應用設CPU從高速緩存中存取一個字的時間為t1，而CPU從內(nèi)存中存取一個字的時間為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)存復制到高速緩存的時間為t3，說明該CACHING技術的效率。7.I/O方式，要求達到“領會”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與設備通信方式和CPU與設備的并行程度這三個方面說明四種I/O方式各自的特點第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）學習目的與要求了解操作系統(tǒng)在計算機系統(tǒng)中的作用；各類操作系統(tǒng)的特點；作業(yè)控制語言和系統(tǒng)功能調(diào)用的作用，進程與線程概念，操作系統(tǒng)結構。重點是：操作系統(tǒng)對計算機硬件的要求；操作系統(tǒng)在計算機系統(tǒng)中的作用；各類操作系統(tǒng)的特點；系統(tǒng)調(diào)用的實現(xiàn)原理，微內(nèi)核結構的特點。（三）考核知識點與考核要求1. 操作系統(tǒng)目的與功能，要求達到“識記”層次。計算機系統(tǒng)由哪些部分組成。計算機系統(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)要具有易擴展性2.操作系統(tǒng)的發(fā)展，要求達到“領會”層次。裸機時代使用計算機的操作特點是什么聯(lián)機操作的含義。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)為什么能提高計算機系統(tǒng)的利用率，它要求硬件系統(tǒng)有什么特征？脫機操作的含義。分時系統(tǒng)有哪些特點？它的硬件環(huán)境和應用環(huán)境各有什么特點？實時系統(tǒng)有哪些特點？它的硬件環(huán)境和應用環(huán)境各有什么特點？3.操作系統(tǒng)的理論與模型，要求達到“領會”層次。為什么進程模型是操作系統(tǒng)理論的核心？為什么進程的存儲空間要隔離？進程不能直接使用計算機物理地址空間？操作系統(tǒng)要面臨哪些安全威協(xié)？要提供哪些安全義務？資源調(diào)度和管理的主要考慮動因素是什么？4.現(xiàn)代系統(tǒng)系統(tǒng)的特征，要求達到“領會”層次。現(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、安全和可擴展性三個方面評價各自的好壞。5 UNIX/LINUX/WINDOWS的結構特點UNIX屬于哪一種操作系統(tǒng)，傳統(tǒng)UNIX的結構屬于哪一種操作系統(tǒng)結構？LINUX屬于哪一種操作系統(tǒng)，LINUX的結構屬于哪一種操作系統(tǒng)結構？WINDOWS屬于哪一種操作系統(tǒng)，WINDOWS的結構屬于哪一種操作系統(tǒng)結構？試從效率、安全和可擴展性三個方面評價UNIX/LINUX/WINDOWS操作系統(tǒng)。第3章 進程描述與控制（一）課程內(nèi)容1.進程的概念。2.進程模型。3.進程描述。4進程控制（二）學習目的與要求通過本章學習應該掌握多道程序設計是如何提高計算機系統(tǒng)效率的；進程和程序有什么區(qū)別；進程的基本狀態(tài)以及狀態(tài)變化；進程控制，操作系統(tǒng)的代碼執(zhí)行方式。重點是：多道程序設計，進程模型，進程控制。（三）考核知識點與考核要求1.什么是進程，要求達到“領會”層次。什么是多道程序設計。多道程序設計為什么能提高處理器的工作效率。多道程序設計對算題量和算題時間的影響。2. 進程與進程控制塊，要求達到“領會”層次。什么叫進程操作系統(tǒng)為什么要關注程序的執(zhí)行過程。說明進程與程序的區(qū)別與聯(lián)系。進程的基本狀態(tài)有哪些？根據(jù)進程狀態(tài)變化基本模型圖，描述一個進程生命周期的典型經(jīng)歷。根據(jù)有進程交換（掛起狀態(tài)）的模型，描述一組進程生命周期的典型經(jīng)歷。描述一個進程生命周期的狀態(tài)變化時，操作系統(tǒng)所做的工作。3.進程描述，要求達到“領會”層次。進程控制塊典型元素有哪些？描述一個進程生命周期的典型經(jīng)歷與進程控制塊的內(nèi)容的聯(lián)系。進程控制塊有何作用進程映像有哪些內(nèi)容？4.進程控制，要求達到“領會”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，描述硬件是如何實現(xiàn)執(zhí)行模工切換的。進程創(chuàng)建的主要工作有哪些？模式切換過程大致如何？進程切換過程大致如何？進程切換與模式切換有何關系？進程隊列主要有哪些？結合進程生命周期的典型經(jīng)歷，描述進程在隊列的進出情況。進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？內(nèi)核方式執(zhí)行有何特點？用戶空間子程序調(diào)用方式執(zhí)行有何特點？用戶空間進程方式執(zhí)行有何特點？第4章 線程、微內(nèi)核和對稱多處理（一）課程內(nèi)容1.進程與線程2.對稱多處理3.微內(nèi)核（二）學習目的與要求通過本章學習應該掌握多線程技術是如何提高多道程序設計方法的效率；進程和線程有什么區(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)的結構特點，SMP概念。重點是：線程模型，微內(nèi)核的操作系統(tǒng)工作原理。（三）考核知識點與考核要求1.進程和線程概念，要求達到“領會”層次。傳統(tǒng)進程模型的雙重作用是什么？多線程環(huán)境中，進程的作用是什么？線程的實體有哪些內(nèi)容？為什么多線程比多進程更有效率？列舉幾種更適用多線程技術的單用戶多任務系統(tǒng)例子線程狀態(tài)主要有哪些？如果一個程序中包含了多個遠程過程調(diào)用，說明單處理器的環(huán)境中，用線程進行遠程過程調(diào)用可以加快程序的執(zhí)行。用戶級線程有哪些特點？內(nèi)核級線程有哪些特點？2.對稱多處理，要求達到“領會”層次。對稱多處理結構有哪些特點？3.微內(nèi)核，要求達到“領會”層次。什么叫內(nèi)核？微內(nèi)核的操作系統(tǒng)結構有什么特點？操作系統(tǒng)結構發(fā)展主要分為幾種結構？試從效率、安全和可擴展性三個方面評價各種結構的好壞。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.信號量4.管程5.消息傳遞。6.讀者-寫者問題。（二）學習目的與要求理解在多道程序設計的系統(tǒng)中經(jīng)常有多個進程并發(fā)執(zhí)行，并發(fā)進程競爭資源時會出現(xiàn)與時間有關的錯誤；掌握用PV操作實現(xiàn)進程的互斥和同步，以保證系統(tǒng)的安全；了解采用信箱方式的進程通信；怎樣防止和避免死鎖的發(fā)生。重點是：分析與時間有關的錯誤；用PV操作實現(xiàn)進程的同步與互斥；解決死鎖問題的方法。（三）考核知識點與考核要求1.并發(fā)原理，要求達到“領會”層次。進程的順序性指什么？進程的并發(fā)性指什么？競態(tài)是怎樣的一種現(xiàn)象？產(chǎn)生的原因是什么？能夠分析兩個程序并發(fā)執(zhí)行中產(chǎn)生競態(tài)（與時間有關的錯誤）的時序。臨界區(qū)是什么？說明臨界區(qū)互斥模型基本結構。說明解決相關臨界區(qū)互斥方案的要求。說明軟件實現(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，要求達到“領會”層次。說明關中斷為什么能實現(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CPU利用率有何影響？3.信號量“原語”是怎樣的一種過程說明信號量的基本結構，描述P、V操作的流程說明信號量的值的取值范圍及相應的阻塞隊列狀態(tài)，描述P、V操作各自在資源管理中的含義。說明信號量實現(xiàn)臨界區(qū)互斥的方案，分析方案的可行性，說明信號量方案的優(yōu)點什么叫進程同步？說明信號量實現(xiàn)進程同步的方案。說明生產(chǎn)者-消費者問題的基本模型，說明用信號量實現(xiàn)有限緩沖模型的方案。如果生產(chǎn)者-消費者問題的信號量實現(xiàn)有限緩沖模型的方案中交換了信號量P操作的順序，是否產(chǎn)生死鎖，分析發(fā)生死鎖所要求的進行并發(fā)時序。4.管程說明引進管程的主要原因說明管程的基本性質(zhì)說明Hore管程的實現(xiàn)方案，分析方案的可行性，說明其比信號量方案更優(yōu)越之處說明條件變量與信號量的異同5.消息傳遞。說明進程同步和互斥的本質(zhì)是進程之間傳遞信息說明消息傳遞過程中，消息在不同的存儲空間的位置變化描述實現(xiàn)進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)送進程與接收進程同步的幾種組合方式。說明可以用消息傳遞實現(xiàn)發(fā)送進程與接收進程的協(xié)作同步。說明可以用消息傳遞實現(xiàn)發(fā)送進程與接收進程的實現(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，描述用信號量實現(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，描述用信號量實現(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.死鎖預防3.死鎖避免4.死鎖檢測5.綜合的死鎖策略6.哲學家就餐問題。7. UNIX/LINUX/WINDOWS操作系統(tǒng)的并發(fā)機制（二）學習目的與要求理解在多道程序設計的系統(tǒng)中經(jīng)常有多個進程死鎖或饑餓的本質(zhì)原因，掌握一些預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。重點是：死鎖條件，分析死鎖產(chǎn)生的時序；資源按預分配方法、安全狀態(tài)概念與銀行家算法思想。（三）考核知識點與考核要求1.死鎖原理。死鎖是怎樣產(chǎn)生的說明二個進程的聯(lián)合進程圖與死鎖的關系說明資源分配圖與死鎖的關系2.死鎖預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，證明該方法能破壞環(huán)路條件3.死鎖避免說明進程啟動拒絕的要點安全狀態(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)結構。描述銀行家算法的基本流程。說明銀行家算法的局限性。4.死鎖檢測說明死鎖檢測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.哲學家就餐問題。說明哲學家就餐問題的基本約束條件用信號量解決哲學家就餐問題時，每個哲學家都統(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)機制說明UNIX操作系統(tǒng)的并發(fā)機制有哪些？說明相關的系統(tǒng)調(diào)用如何使用？說明LINUX操作系統(tǒng)的并發(fā)機制有哪些？說明相關的系統(tǒng)調(diào)用如何使用？說明WINDOWS操作系統(tǒng)的并發(fā)機制有哪些？說明相關的系統(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）學習目的與要求明確存儲管理的職能是對主存儲器中的用戶區(qū)域進行管理；理解在不同的管理方式下主要的數(shù)據(jù)結構、如何實現(xiàn)地址變換、存儲保護、存儲共享、主存空間的分配和收回；比較各種管理方式的特點。重點是：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構、各種管理方式下的地址轉(zhuǎn)換過程，實現(xiàn)共享的可能性；可變分區(qū)方式的主存分配算法。（三）考核知識點與考核要求1.內(nèi)存管理的需求，要求達到“領會”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。進程映像的內(nèi)存地址信息保存在何處 進程為什么要重定位，這項工作有幾種做法？ 以80386為例，說明地址重定位各種方式及相應部件工作流程。 為什么保護工作難于在編譯期間解決，而應該由硬件完成？說明存儲保護工作的基本要求說明存儲共享的含義及意義。 說明物理主存地址空間的一般結構。 說明怎樣的邏輯地址空間更有利于軟件開發(fā)和程序運行時刻的共享。 2.內(nèi)存分區(qū)。分區(qū)方法著重解決內(nèi)存管理中的哪個問題？從對多道程序支持的靈活性、內(nèi)存利用率、重定位方式等幾個方面，說明固定分區(qū)方法的特點從對多道程序支持的靈活性、內(nèi)存利用率、重定位方式等幾個方面，說明可變分區(qū)方法的特點解釋碎片、壓縮、內(nèi)碎片和外碎片的含義從空閑塊數(shù)據(jù)結構組織方式、內(nèi)存塊選擇方式和算法時間效率三個方面、說明首次適應、鄰近適應、最壞適應和最佳適應放置算法的特點說明靜態(tài)重定位是何時進行、怎樣完成的？結合硬件原理圖，說明動態(tài)重定位何時進行、怎樣完成的？ 3.分頁分頁方法著重解決分區(qū)方法中存在的哪個問題？解釋頁和頁框的含義，兩者的大小有何關系？說明頁表的結構及作用。結合頁表說明進程存儲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和頁內(nèi)偏移量結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)何時進行、怎樣完成的？并說明對程序執(zhí)行速度的影響。說明頁式方法中如何實現(xiàn)存儲保護。說明頁式方法中如何實現(xiàn)存儲共享的理論可能性與現(xiàn)實困難。4.分段分段方法著重解決分頁方法中存在的哪個問題？解釋段，段號和段內(nèi)偏移量的含義說明段表的結構與作用。結合段表說明進程存儲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構及優(yōu)點結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)何時進行、怎樣完成的？并說明對程序執(zhí)行速度的影響。說明段式方法中如何實現(xiàn)存儲保護。說明段式方法中如何實現(xiàn)存儲共享的。第8章 虛擬存儲器（一）課程內(nèi)容1.硬件和控制結構2.操作系統(tǒng)軟件3. UNIX/LINUX/WINDOWS操作系統(tǒng)的內(nèi)存管理（二）學習目的與要求明確虛擬存儲管理的基本思想及技術；理解相關硬件的基本結構和工作原理、頁式虛擬內(nèi)存方法的實現(xiàn)、段式虛擬內(nèi)存方法的實現(xiàn)、段頁式虛擬內(nèi)存方法的實現(xiàn)；操作系統(tǒng)虛擬存儲軟件中算法。重點是：動態(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.硬件和控制結構，達到“綜合應用”層次。說明虛擬存儲需要的兩個前提技術說明動態(tài)加載的思想及優(yōu)點說明虛擬存儲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)結構所做的擴展項目及用途結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。結合MMU中多級頁表的硬件原理圖，說明邏輯地址轉(zhuǎn)換為物理地址的原理及多級頁表的優(yōu)點。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)結構上所做的擴展項目及用途結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)結構上所做的擴展項目及用途結合段表、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2.操作系統(tǒng)軟件，達到“綜合應用”層次。說明OPT、LRU、FIFO和時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虛擬地址空間結構說明UNIX/LINUX/WINDOWS進程的內(nèi)存描述數(shù)據(jù)結構第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）學習目的與要求明確在計算機系統(tǒng)中是把用戶要求處理的一項工作稱為一個作業(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)度與進程調(diào)度、剝奪式調(diào)度與非剝奪式調(diào)度。重點是：兩種控制方式；批處理作業(yè)的調(diào)度算法。（三）考核知識點與考核要求1.處理器調(diào)度類型，要求達到“領會”層次。解釋作業(yè)、脫機作業(yè)和聯(lián)機作業(yè)解釋CPU三種調(diào)度的內(nèi)容和各自的目標說明CPU三種調(diào)度的關系2.調(diào)度算法，要求達到“簡單應用”層次。說明FCFS調(diào)度算法的思想和特點說明SPN調(diào)度算法的思想和特點說明SPT調(diào)度算法的思想和特點說明HRRN調(diào)度算法的思想和特點說明HRRN調(diào)度算法的如何將FCFS和SPN統(tǒng)一為一體中，達到了取長補短的目的。說明RR調(diào)度算法的思想和特點說明時間片長短對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說明優(yōu)先級設置的兩種方式各自的特點，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說明各種調(diào)度算法的對短進程的響應時間、周轉(zhuǎn)時間的變化趨勢3. UNIX/LINUX/WINDOWS操作系統(tǒng)的調(diào)度，要求達到“領會”層次。說明LINUX操作系統(tǒng)的調(diào)度算法的思想和特點說明UNIX操作系統(tǒng)的調(diào)度算法的思想和特點說明WINDOWS操作系統(tǒng)的調(diào)度算法的思想和特點第11章 輸入/輸出與文件管理（一）課程內(nèi)容1.I/O設備2.I/O功能的組織3.操作系統(tǒng)設計設計4.I/O緩沖5.磁盤調(diào)度。6.RAID7.虛擬設備。（二）學習目的與要求要求了解設備管理與文件管理的合作關系，文件管理在確定了文件的存儲結構和信息存放的存儲空間物理地址后，還必須由設備管理實現(xiàn)信息的物理存取。在多道程序設計的計算機系統(tǒng)中，要把有限的外圍設備盡可能地供多用戶共享。因此，要求理解計算機系統(tǒng)是怎樣實現(xiàn)設備的分配、調(diào)度以及提供虛擬設備的。重點是：設備的分配；磁盤的驅(qū)動調(diào)度；SPOOL系統(tǒng)的實現(xiàn)思想。（三）考核知識點與考核要求1.I/O設備，要求達到“領會”層次。說明I/O設備一般由哪兩部分組成及信號/信息流說明I/O設備的CPU可訪問部分的基本組成解釋獨占設備與共享設備。2.I/O功能的組織，要求達到“領會”層次?？刂圃O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/信息流和同步時序說明中斷方式(Interrupt-driven I/O)的I/ O過程/信息流和同步時序說明DMA(Direct Memory Access)的I/ O過程/信息流和同步時序說明I/O傳送控制方式的發(fā)展過程解釋周期竊取技術的原理3.操作系統(tǒng)設計，要求達到“領會”層次。說明操作系統(tǒng)I/O軟件設計主要考慮的目標。說明實現(xiàn)“設備獨立性”的基本方法說明操作系統(tǒng)I/O軟件分層結構的主要優(yōu)點說明操作系統(tǒng)I/O軟件分層結構的主要功能模塊說明脫機外圍設備操作過程。說明實現(xiàn)聯(lián)機同時外圍設備操作（SPOOL系統(tǒng)）的目的。說明實現(xiàn)SPOOL系統(tǒng)的一般結構及硬件條件。說明SPOOL系統(tǒng)“預輸入程序”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。以打印機的SPOOL系統(tǒng)為例，說明為什么能提高獨占設備的利用率和縮短作業(yè)的執(zhí)行時間。4.I/O緩沖，要求達到“簡單應用”層次。說明引進緩沖的原因。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操作一般原理如果設備D與進程P之間采用單向單緩沖B進行N個數(shù)據(jù)輸入操作，每個數(shù)據(jù)占一個緩沖區(qū)，設備用T1時間產(chǎn)生一個數(shù)據(jù)并寫入B，進程從B讀入數(shù)據(jù)（時間忽略）后用T2時間處理這一數(shù)據(jù)，說明其效率分析模型說明單向雙緩沖相關操作一般原理如果設備D與進程P之間采用單向雙緩沖（B1和B2）進行N個數(shù)據(jù)輸入操作，每個數(shù)據(jù)占一個緩沖區(qū)，設備用T1時間產(chǎn)生一個數(shù)據(jù)并寫入（B1或B2），進程從（B1或B2）讀入一個數(shù)據(jù)（時間忽略）后用T2時間處理這一數(shù)據(jù)，說明其效率分析模型說明單向多緩沖相關操作一般原理如果設備D與進程P之間采用單向多緩沖（B1Bk）進行N個數(shù)據(jù)輸入操作，每個數(shù)據(jù)占一個緩沖區(qū)，設備用T1時間產(chǎn)生一個數(shù)據(jù)并寫入（B1Bk），進程從（B1Bk）讀入一個數(shù)據(jù)（時間忽略）后用T2時間處理這一數(shù)據(jù)，說明其效率分析模型說明緩沖池的結構5.磁盤調(diào)度，要求達到“簡單應用”層次。說明訪問磁盤時如何指明讀寫位置。說明訪問磁盤操作主要有哪幾個階段及所花的時間的相對長短說明對磁盤進行驅(qū)動調(diào)度的目的。磁盤的驅(qū)動調(diào)度分為哪兩種。說明FIFO調(diào)度算法的思想及特點。說明LIFO調(diào)度算法的思想及特點。說明SSTF調(diào)度算法的思想及特點。說明SCAN調(diào)度算法的思想及特點。說明C-SCAN調(diào)度算法的思想及特點。說明N-step-SCAN調(diào)度算法的思想及特點。6.RAID，要求達到“識記”層次。說明RAID的基本特點和兩個目標。說明RAID0的基本特點和所達到的目標。說明RAID1的基本特點和所達到的目標。說明RAID2的基本特點和所達到的目標。說明RAID3的基本特點和所達到的目標。說明RAID4的基本特點和所達到的目標。說明RAID5的基本特點和所達到的目標。說明RAID6的基本特點和所達到的目標。第12章 文件系統(tǒng)（一）課程內(nèi)容1.文件和文件系統(tǒng)。2.文件的存儲介質(zhì)。3.文件的組織。4.存儲空間的分配。5.文件目錄。6.文件的保護和保密。7.文件的使用。（二）學習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。檢索、共享和保護；操作系統(tǒng)要求用戶怎樣使用文件。重點是：邏輯文件與物理文件之間的轉(zhuǎn)換；文件目錄結構；基本的文件操作及其使用。（三）考核知識點與考核要求1.文件和文件系統(tǒng)，要求達到“識記”層次。1.1 文件的定義和分類。1.2 文件系統(tǒng)的功能。2.文件的存儲介質(zhì)，要求達到“識記”層次。2.1 文件的存儲介質(zhì)：磁帶、磁盤。2.2 存儲介質(zhì)的物理單位：卷。2.3 存儲介質(zhì)的分塊。3.文件的組織，要求達到“綜合應用”層次。 什么是文件的邏輯結構 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 文件的存儲結構有哪幾種順序文件的特點有哪些鏈接文件的特點有哪些索引文件的特點有哪些3.5 記錄的成組與分解。4.存儲空間的分配，要求達到“識記”層次。怎樣用“位示圖”實現(xiàn)存儲空間的分配。說明UNIX系統(tǒng)的空閑塊成組鏈接方法。5.文件目錄，要求達到“簡單應用”層次。5.1 目錄項的主要內(nèi)容。5.2 一級目錄結構不允許文件重名。5.3 二級或樹形目錄結構的必要性。5.4 絕對路徑和相對路徑。6.文件的保護和保密，要求達到“領會”層次。6.1 區(qū)分文件的保護和保密。6.2 文件的保護措施。6.3 文件的保密措施。7.文件的使用，要求達到“領會”層次。7.1 存取方法與文件存儲結構、存儲介質(zhì)特性間的關系。7.2 基本文件操作：建立、打開、讀寫、關閉、刪除的作用。7.3 用戶請求使用文件的操作步驟。三、有關說明和實施要求（一）關于“課程內(nèi)容與考核目標”中有關提法的說明在大綱“考核知識點與考核要求” 中，提出了“識記”、“領會”、“簡單應用”、“綜合應用四個能力層次，它們之間是遞進等級關系，后者必須建立在前者基礎上，它們的含義是：1.識記：要求能夠識別和記憶本大綱規(guī)定的知識點的主要內(nèi)容（如定義、公式、原則。重要結論、方法、步驟及特征、特點等），并能做出正確的表述、選擇和判斷。2.領會：要求能領悟和理解大綱規(guī)定的知識點的內(nèi)涵與外延，熟悉其內(nèi)容要點和它們之間的區(qū)別與聯(lián)系，做出正確的解釋、說明和論述。3.簡單應用：要求能運用大綱規(guī)定的少量知識點分析和解決一般應用問題。4.綜合應用：要求能運用大綱規(guī)定的多個知識點綜合分析和解決較復雜的應用問題。（二）學習方法指導操作系統(tǒng)是隨著計算