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2009計算機考研專業課知識點分析之操作系統
| 09計算機考研專業課考試知識點分析：操作系統
作者：張友生 編者按：2009年是計算機專業考研專業基礎課首次實行全國統考，面對今年的改變，想報考計算機專業的考生可能對復習的準備有很多的疑問。為了幫助考生正確的做好準備工作，學賽網研究生院特訪問了我國著名的計算機教育專家、湖南師范大學計算機軟件與理論/計算機應用技術碩士點專業課試題命題人張友生博士，請張博士對考試大綱進行全面的解析。本文為大綱解析的第五篇：操作系統知識點分析。 從2009年起，計算機專業考研實行計算機學科專業基礎綜合課全國統考，考試內容涵蓋數據結構、計算機組成原理、操作系統和計算機網絡等學科專業基礎課程。試卷內容的結構是：數據結構45分(占30%)，計算機組成原理45分(占30%)，操作系統35分(占23%)，計算機網絡25分(占17%)。操作系統部分分值也占有不小的份額，要求考生以平等的心態去對待。而且，從所考查的4個學科來看，相對來說，操作系統的分數是最容易得到的。 一、考查目標 (1)了解操作系統在計算機系統中的作用、地位、發展和特點。 (2)理解操作系統的基本概念、原理，掌握操作系統設計方法與實現技術。 (3)能夠運用所學的操作系統原理、方法與技術分析問題和解決問題。 二、知識點解析 操作系統學科是圍繞操作系統的功能來展開的，包括進程管理、存儲管理、文件管理、作業管理和設備管理(輸入/輸出管理)。 1、操作系統概述 在操作系統的基礎知識方面，我們要掌握操作系統的概念、特征、功能和提供的服務，操作系統的發展與分類，以及操作系統的運行環境。 2、進程管理 進程管理是操作系統的核心功能，也是考試的重點，這部分的考試分數將在10分以上。對進程管理知識點的細化，可以包括4個考點，分別是進程與線程的基本概念、處理機調度、進程同步與互斥、死鎖。 在進程與線程的基本概念方面，我們要掌握進程的概念、進程的狀態與轉換(三態模型、五態模型)、進程控制、進程組織、進程通信(共享存儲系統、消息傳遞系統、管道通信)，以及線程的概念與多線程模型。 在處理機調度方面，我們要掌握調度的基本概念、調度時機、切換與過程、調度的基本準則、調度方式，特別是要掌握幾種典型的調度算法，包括先來先服務調度算法、短作業(短任務、短進程、短線程)優先調度算法、時間片輪轉度算法、優先級調度算法、高響應比優先調度算法、多級反饋隊列調度算法等，搞清楚這些算法的基本原理和調度過程，以及每種調度算法的優點和缺點。 進程同步與互斥是進程管理的重點，也是操作系統學科的一個難點。這個考點的知識，一般都會出現在考試試題中。具體包括進程同步的基本概念、實現臨界區互斥的基本方法(包括軟件實現方法、硬件實現方法)、信號量(PV操作)、管程、經典同步問題(包括生產者-消費者問題、讀者-寫者問題、哲學家進餐問題等)。我們一定要掌握PV操作的概念、流程，以及PV操作在同步問題、互斥問題中的應用。 如果進程調度算法不合適，或者進程同步與互斥處理機制不好，就會產生死鎖。死鎖是進程之間“互相等待、互相不放棄”的一種僵持狀態，我們要理解死鎖的概念，知道死鎖發生的根本原因和有關條件，死鎖處理策略和死鎖的預防、死鎖的避免(系統安全狀態、銀行家算法)，以及死鎖檢測和解除。在這個知識點中，特別是要掌握死鎖產生的條件，因為知道了條件，就知道了解決辦法。比較常考的內容是銀行家算法。 3、內存管理 這部分內容與計算機組成原理考試模塊有一定的交叉和重疊，主要考查內存管理基礎和虛擬內存管理。 在內存管理基礎知識點，需要我們掌握內存管理的基本概念(程序裝入與鏈接、邏輯地址與物理地址空間、內存保護)、交換與覆蓋，以及連續分配管理方式(單一連續分配、分區分配)和非連續分配管理方式(分頁管理方式、分段管理方式、段頁式管理方式)。理解這些管理方式的基本原理和工作過程，搞清楚它們之間的關系和區別，以及各種方式的優點和缺點。 在虛擬內存管理方面，我們要掌握虛擬內存的基本概念、請求分頁管理方式和頁面置換算法，包括最佳置換算法(OPT)、先進先出置換算法(FIFO)、最近最少使用置換算法(LRU)、時鐘置換算法(CLOCK)。理解這些算法的基本工作原理和置換過程，所產生的缺頁次數(缺頁率)。與置換算法相關的是頁面分配策略，包括最佳適應、最差適應等策略。不管采用哪一種策略和算法，都要防止抖動現象的發生。與抖動相關的概念是工作集和程序局部性原理，這也是要掌握的內容。 另外，還要掌握請求分段管理方式、請求段頁式管理方式的基本概念、工作流程。 4、文件管理 首先，我們要掌握文件系統的基礎知識，包括文件的概念、文件結構(順序文件、索引文件、索引順序文件)、目錄結構(文件控制塊和索引節點、單級目錄結構和兩級目錄結構、樹形目錄結構、圖形目錄結構)、文件共享(共享動機、共享方式、共享語義)、文件保護(訪問類型、訪問控制)。 其次，我們要掌握操作系統中文件系統的實現，包括文件系統層次結構、目錄實現和文件實現。 最后，我們要掌握磁盤的組織與管理，包括磁盤的結構、磁盤調度算法(先來先服務調度算法FCFS、最短尋道時間優先調度算法SSTF、掃描算法SCAN等)、磁盤的管理等內容。 5、輸入輸出管理 輸入輸出管理(I/O)的功能是進行設備的分配和實現真正的I/O操作，在這個知識點，我們要理解和熟悉I/O設備、I/O管理目標、I/O管理功能、I/O應用接口和I/O控制方式等基本概念，要掌握I/O核心子系統的基本功能和工作原理，包括I/O調度的概念、高速緩存與緩沖區、設備分配與回收、假脫機技術(SPOOLing)、出錯處理等。這部分知識與計算機組成原理的考查知識點有一定的交叉。 三、復習方法 1、教材的選擇 對于操作系統的復習，建議考生選擇希賽教育推薦《計算機操作系統(第三版)》(西安電子科技大學出版社，湯小丹、梁紅兵、哲鳳屏、湯子瀛主編)，該教材適合于初學者，寫得比較簡單，也適合自學。同時，也配以《計算機操作系統學習指導與題解》(西安電子科技大學出版社，湯子瀛、梁紅兵、湯小丹主編)進行學習。 2、學習方法 在考試知識點上，操作系統模塊和計算機組成原理模塊的部分內容是相關甚至是重疊的，例如磁盤的組織和管理、虛擬存儲器、輸入輸出等，因此，在學習這部分內容時，我們可以對照計算機組成原理的教材一起進行學習，以加深理解。 |