2012年计算机考研大纲——操作系统

Ⅰ考查目标

计算机学科专业基础综合考试涵盖数据结构、计算机组成原理、操作系统和计算机网络等学科专业基础课程。要求考生比较系统地掌握上述专业基础课程的概念、基本原理和方法，能够运用所学的基本原理和基本方法分析、判断和解决有关理论问题和实际问题。

 

Ⅱ考试形式和试卷结构

 

一、试卷满分及考试时间

本试卷满分为150分，考试时间为180分钟

二、答题方式

答题方式为闭卷、笔试

 

三、试卷内容结构

数据结构 45分

计算机组成原理 45分

操作系统 35分

计算机网络 25分

 

四、试卷题型结构

单项选择题  80分（40小题，每小题2分）

综合应用题 70分

 

 

操作系统

 

【考查目标】

1．了解操作系统在计算机系统中的作用、地位、发展和特点。

2．理解操作系统的基本概念、原理，掌握操作系统设计方法与实现技术。

3．能够运用所学的操作系统原理、方法与技术分析问题和解决问题。

 

一、操作系统概述

（一）操作系统的概念、特征、功能和提供的服务

（二）操作系统的发展与分类

（三）操作系统的运行环境

 

二、进程管理

（一）进程与线程

1．进程概念

2．进程的状态与转换

3．进程控制

4．进程组织

5．进程通信

共享存储系统；消息传递系统；管道通信。

6.线程概念与多线程模型

（二）处理机调度

1.调度的基本概念

2.调度时机、切换与过程

3.调度的基本准则

4.调度方式

5.典型调度算法

先来先服务调度算法；短作业（短任务、短进程、短线程）优先调度算法；时间片轮转调度算法；优先级调度算法；高响应比优先调度算法；多级反馈队列调度算法。

（三）进程同步

1．进程同步的基本概念

2．实现临界区互斥的基本方法

软件实现方法；硬件实现方法。

3．信号量

4．管程

5．经典同步问题

生产者-消费者问题；读者-写者问题；哲学家进餐问题。

（四）死锁

1．死锁的概念

2．死锁处理策略

3．死锁预防

4．死锁避免

系统安全状态：银行家算法。

5．死锁检测和解除

三、内存管理

（一）内存管理基础

1．内存管理概念

程序装入与链接；逻辑地址与物理地址空间；内存保护。

2．交换与覆盖

3．连续分配管理方式

单一连续分配；分区分配。

4．非连续分配管理方式

分页管理方式；分段管理方式；段页式管理方式。

（二）虚拟内存管理

1．虚拟内存基本概念

2．请求分页管理方式

3．页面置换算法

最佳置换算法（OPT）；先进先出置换算法（FIFO）；最近最少使用置换算法（LRU）；时钟置换算法（CLOCK）。

4．页面分配策略

5．抖动

抖动现象；工作集。

6．请求分段管理方式

7．请求段页式管理方式

四、文件管理

（一）文件系统基础

1．文件概念

2．文件结构

顺序文件；索引文件；索引顺序文件。

3．目录结构

文件控制块和索引节点；单级目录结构和两级目录结构；树形目录结构；图形目录结构。

4．文件共享

共享动机；共享方式；共享语义。

5．文件保护

访问类型；访问控制。

（二）文件系统实现

1．文件系统层次结构

2．目录实现

3．文件实现

（三）磁盘组织与管理

1．磁盘的结构

2．磁盘调度算法

3．磁盘的管理

 

五、输入输出（I/O）管理

 

（一）I/O管理概述

1．I/O设备

2．I/O管理目标

3．I/O管理功能

4．I/O应用接口

5．I/O控制方式

（二）I/O核心子系统

1．I/O调度概念

2．高速缓存与缓冲区

3．设备分配与回收

4．假脱机技术（SPOOLing）

5．出错处理

【知识点解析】

操作系统学科是围绕操作系统的功能来展开的，包括进程管理、存储管理、文件管理、作业管理和设备管理(输入/输出管理)。

  1、操作系统概述

  在操作系统的基础知识方面，我们要掌握操作系统的概念、特征、功能和提供的服务，操作系统的发展与分类，以及操作系统的运行环境。

  2、进程管理

  进程管理是操作系统的核心功能，也是考试的重点，这部分的考试分数将在10分以上。对进程管理知识点的细化，可以包括4个考点，分别是进程与线程的基本概念、处理机调度、进程同步与互斥、死锁。

  在进程与线程的基本概念方面，我们要掌握进程的概念、进程的状态与转换(三态模型、五态模型)、进程控制、进程组织、进程通信(共享存储系统、消息传递系统、管道通信)，以及线程的概念与多线程模型。

  在处理机调度方面，我们要掌握调度的基本概念、调度时机、切换与过程、调度的基本准则、调度方式，特别是要掌握几种典型的调度算法，包括先来先服务调度算法、短作业(短任务、短进程、短线程)优先调度算法、时间片轮转度算法、优先级调度算法、高响应比优先调度算法、多级反馈队列调度算法等，搞清楚这些算法的基本原理和调度过程，以及每种调度算法的优点和缺点。

  进程同步与互斥是进程管理的重点，也是操作系统学科的一个难点。这个考点的知识，一般都会出现在考试试题中。具体包括进程同步的基本概念、实现临界区互斥的基本方法(包括软件实现方法、硬件实现方法)、信号量(PV操作)、管程、经典同步问题(包括生产者-消费者问题、读者-写者问题、哲学家进餐问题等)。我们一定要掌握PV操作的概念、流程，以及PV操作在同步问题、互斥问题中的应用。

  如果进程调度算法不合适，或者进程同步与互斥处理机制不好，就会产生死锁。死锁是进程之间“互相等待、互相不放弃”的一种僵持状态，我们要理解死锁的概念，知道死锁发生的根本原因和有关条件，死锁处理策略和死锁的预防、死锁的避免(系统安全状态、银行家算法)，以及死锁检测和解除。在这个知识点中，特别是要掌握死锁产生的条件，因为知道了条件，就知道了解决办法。比较常考的内容是银行家算法。

  3、内存管理

  这部分内容与计算机组成原理考试模块有一定的交叉和重叠，主要考查内存管理基础和虚拟内存管理。

  在内存管理基础知识点，需要我们掌握内存管理的基本概念(程序装入与链接、逻辑地址与物理地址空间、内存保护)、交换与覆盖，以及连续分配管理方式(单一连续分配、分区分配)和非连续分配管理方式(分页管理方式、分段管理方式、段页式管理方式)。理

解这些管理方式的基本原理和工作过程，搞清楚它们之间的关系和区别，以及各种方式的优点和缺点。

  在虚拟内存管理方面，我们要掌握虚拟内存的基本概念、请求分页管理方式和页面置换算法，包括最佳置换算法(OPT)、先进先出置换算法(FIFO)、最近最少使用置换算法(LRU)、时钟置换算法(CLOCK)。理解这些算法的基本工作原理和置换过程，所产生的缺页次数(缺页率)。与置换算法相关的是页面分配策略，包括最佳适应、最差适应等策略。不管采用哪一种策略和算法，都要防止抖动现象的发生。与抖动相关的概念是工作集和程序局部性原理，这也是要掌握的内容。

  另外，还要掌握请求分段管理方式、请求段页式管理方式的基本概念、工作流程。

  4、文件管理

  首先，我们要掌握文件系统的基础知识，包括文件的概念、文件结构(顺序文件、索引文件、索引顺序文件)、目录结构(文件控制块和索引节点、单级目录结构和两级目录结构、树形目录结构、图形目录结构)、文件共享(共享动机、共享方式、共享语义)、文件保护(访问类型、访问控制)。

  其次，我们要掌握操作系统中文件系统的实现，包括文件系统层次结构、目录实现和文件实现。

  最后，我们要掌握磁盘的组织与管理，包括磁盘的结构、磁盘调度算法(先来先服务调度算法FCFS、最短寻道时间优先调度算法SSTF、扫描算法SCAN等)、磁盘的管理等内容。

  5、输入输出管理

  输入输出管理(I/O)的功能是进行设备的分配和实现真正的I/O操作，在这个知识点，我们要理解和熟悉I/O设备、I/O管理目标、I/O管理功能、I/O应用接口和I/O控制方式等基本概念，要掌握I/O核心子系统的基本功能和工作原理，包括I/O调度的概念、高速缓存与缓冲区、设备分配与回收、假脱机技术(SPOOLing)、出错处理等。这部分知识与计算机组成原理的考查知识点有一定的交叉。

  【复习方法】

  1、教材的选择

  对于操作系统的复习，建议考生选择希赛教育推荐《计算机操作系统(第三版)》(西安电子科技大学出版社，汤小丹、梁红兵、哲凤屏、汤子瀛主编)，该教材适合于初学者，写得比较简单，也适合自学。同时，也配以《计算机操作系统学习指导与题解》(西安电子科技大学出版社，汤子瀛、梁红兵、汤小丹主编)进行学习。

  2、学习方法

  在考试知识点上，操作系统模块和计算机组成原理模块的部分内容是相关甚至是重叠的，例如磁盘的组织和管理、虚拟存储器、输入输出等，因此，在学习这部分内容时，我们可以对照计算机组成原理的教材一起进行学习，以加深理解。