操作系统知识点详解

操作系统知识点详解，包括操作系统的基本类型、用户接口与作业管理、进程管理、处理机调度、存储管理等等。

操作系统知识点详解

• 绪论
  • 操作系统的概念
    • 定义
    • 从科普、功能、用户、管理员、软件的观点理解操作系统
  • 操作系统发展历史
    • 手工、批处理、多道程序、分时、实时
  • 操作系统的基本类型
    • 批处理、分时、实时、个人计算机、网络、分布式、嵌入式
  • 操作系统的功能
    • 处理机管理、存储管理、设备管理、文件管理、用户接口
  • 操作系统的特征
    • 并发、共享、虚拟、异步
    • 现代操作系统特征
      • 微内核、多线程、对称多处理、分布式、面向对象
• 用户接口与作业管理
  • 程序的启动和结束
    • 程序的启动（命令方式、批处理方式、EXEC方式、硬件装入程序、自启程序）
    • 程序的结束（正常结束、异常结束）
  • 作业的基本概念
    • 作业（用户角度、系统角度）
    • 作业组织（作业、说明书、控制语言）
  • 作业的建立
    • 包括：作业的输入、作业控制块的建立
    • 作业输入方式
      • 联机输入、脱机输入、直接耦合、Spooling、网络
    • 作业控制块的建立
  • 用户接口
    • 程序级接口、操作级接口、图形用户接口
  • 系统调用（类、功能、实现过程）
• 进程管理
  • 进程的概念
    • 程序的顺序执行和并发执行
      • 定义、条件、特点
    • 进程的定义、特性、与程序的区别
  • 进程的描述
    • 进程的组成（程序+数据+PCB）
    • 进程控制块PCB（作用、所包含信息）
    • 进程上下文（用户级、寄存器级、系统级）
    • PCB的组织方式（链表、索引表）
    • 进程的状态及转换
      • 核心态和用户态
      • 内存中3种基本状态（转换、条件）
      • 扩展：3状态、5状态、7状态（状态、转换、条件、数据结构等）
  • 进程控制
    • 功能、原语、UNIX进程管理
  • 线程
    • 进程与线程的关系
    • 线程引入的作用
    • 线程的应用
    • 线程的状态及转换
    • 操作系统对线程的实现方式
    • 进程与线程的比较
    • 线程举例
  • 进程的互斥与同步
    • 进程间的关系（同步、互斥）
    • 互斥算法（临界资源的使用）
    • 信号量（信号量和P、V原语）
    • 经典进程同步问题
    • 管程（定义、例子、实现、结构、与进程的异同）
  • 进程间通信
    • 进程间通信类型
    • 消息缓冲
    • 共享存储区
    • 管道
    • 消息
    • 套接字
  • 死锁
    • 死锁的定义、现象、发生原因、发生条件
    • 死锁的预防、避免、
    • 死锁的检测与恢复
    • 解决死锁的综合方法
• 处理机调度
  • 分级调度
    • 调度层次（与状态转换、与时间周期、操作系统类型联系）
    • 作业与进程的关系（从调度的角度）
  • 作业调度
    • 作业调度功能
    • 作业调度中状态的转换
    • 目标与性能
  • 进程调度
    • 进程调度的功能、时机、上下文切换、性能评价
  • 调度算法
    • 先来先服务（FCFS）
    • 短作业优先（SJF）
    • 最高响应比优先（HRR）
    • 时间片轮转（RR）
    • 多级队列
  • 调度算法
    • 优先级
      • 静态、动态优先级
      • 线性优先级（SRR）
    • 多级反馈队列
    • 调度算法性能指标
  • 调度算法应用举例
  • 实时调度
    • 实时调度任务分类
    • 实时调度特点
    • 实时调度算法
      • 静态表驱动
      • 静态优先级驱动的可剥夺调度
      • 动态分析调度
      • 无保障动态调度
  • 多处理机调度
    • 与单处理机调度的区别
    • 对称式多处理系统的调度
    • 非对称式多处理系统的调度
    • 成组调度
    • 专用处理机的调度
• 存储管理
  • 存储管理的功能和目标
    • 虚拟存储器
    • 存储管理的功能
    • 地址变换
    • 内外存数据传输的控制
    • 内存的分配与回收
    • 内存信息的共享与保护
  • 分区存储管理
    • 原理
    • 固定分区
    • 动态分区
      • 分配、释放
      • 最先匹配
      • 下次匹配
      • 最佳匹配
      • 最坏匹配
      • 碎片及解决
  • 覆盖与交换
    • 原理、实现、特点
  • 页式和段式存储管理
    • 简单页式（原理、数据结构、地址变换、特点）
    • 简单段式（原理、数据结构、地址变换、特点）
    • 简单页式、段式管理的比较
  • 虚拟存储器
    • 原理
    • 虚拟页式
      • 与简单页式管理的关系
      • 缺页中断
      • 请求调入和预调入
    • 虚拟段式
      • 与简单段式的关系
      • 特点
    • 段页式
      • 地址变换
      • 高速联想寄存器
      • 调入、分配策略
      • 置换算法（最佳OPT、最近最久未使用LRU、先进先出FIFO、轮转、时钟置换CLOCK、CLOCK改进、最不常用LFU）
• 文件系统
  • 引言
    • 文件管理的目的
    • 基本概念（文件、目录、文件分类）
    • 文件系统的结构和功能元素
  • 文件的组织
    • 逻辑结构
    • 物理结构
  • 文件目录
    • 内容
    • 结构
    • 别名的实现（硬链接、符号链接）
  • 文件和目录的使用
    • 文件的访问
    • 文件的控制
    • 目录管理
    • 伪文件
  • 文件共享和访问控制
    • 存取控制
    • 共享
    • 访问权限
    • 并发访问
    • 安全、可靠性
  • 文件存储空间管理
    • 存储设备
    • 空间分配
    • 磁盘空闲空间管理
    • 文件卷
  • 文件系统层次模型
  • 文件系统举例（DOS、Windows、UNIX）
• 设备管理
  • 引言
    • 外设管理的重要性
    • 外设的类型和特征
    • 外设管理的目的和功能
    • 外设管理结构
  • I/O控制技术
    • 程序控制方式（查询、中断）
    • DMA方式（工作原理、与中断的区别）
    • 通道方式（定义、原理、3种通道、）
  • 缓冲技术
    • 缓冲技术的作用和目的
    • 单方向缓冲I/OCPU （单缓冲、双缓冲、环形缓冲）
    • 缓冲池（3种队列、4种操作）
  • 设备分配
    • 数据结构
    • 分配原则
    • 分配方式
    • 假脱机
  • 设备控制
    • 设备控制过程
    • 设备控制实现方式
    • I/O软件的组成
  • 磁盘设备管理
    • 访问时间
    • 调度策略（先进先出、优先级、后进先出、短查找时间优先、各种扫描算法）
    • 置换算法
  • RAID