《计算机操作系统》期末复习指导
计算机操作系统课是计算机科学与技术专业的一门专业必修课。通过学习使学员掌握计算机操作系统的设计基本原理及组成;计算机操作系统的基本概念和相关的新概念、名词及术语;了解计算机操作系统的发展特点和设计技巧和方法。 主要内容包括:计算机操作系统概述、作业管理、文件管理、存储管理、输入输出设备管理、进程及处理机管理、操作系统结构及程序设计。
该课程使用的教材为《计算机操作系统》,汤子瀛、哲凤屏、汤小丹编著,西安电子科技大学出版社出版。
操作系统是计算机系统的基本组成部分,是整个计算机系统的基础和核心。《计算机操作系统》课程是理论性和实践性都较强的课程,具有概念多、较抽象、涉及面广。为帮助大家复习《操作系统》课程,下面按照教学大纲要求,对各章的重点、难点进行归纳、总结,给出解答问题的指导,供大家复习时参考。
一、学习重点和教学要求 第一章 计算机操作系统概述
1.学习重点
(1) 什么是操作系统,操作系统在软件层次中的地位;操作系统的作用 1.操作系统是控制和管理计算机系统的硬件和软件资源、合理地组织工作流程以及方便用户的程序集合。
2.操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件,是对硬件系统的首次扩充,是计算机系统软件的重要组成部分。
3.从用户的观点,OS看作是用户与计算机硬件系统之间的借口;从资源管理的观点看,则可以吧OS视为计算机系统资源的管理者。另外,OS实现了对计算机资源的抽象,隐藏了对硬件造作的细节,使用户能更方便的使用机器。
(2) 操作系统的形成和五大类型(批处理操作系统、分时操作系统、 实时操作系统、网络操作系和分布式操作系统)
(3) 操作系统的五大功能(作业管理、文件管理、存储管理、设备管理和处理机及进程管理
(4) 操作系统的属性:响应比、并发性(共行性)、信息的共享、保密与保护、可扩充性、可移植性、可读性、可“生成”性、可测试性、安全可靠性等
(5) 操作系统的“生成”、配置、设置和引导 2.教学要求
(1) 牢固掌握操作系统的定义:计算机操作系统是方便用户、管理和控制计算机软、硬件资源的系统(或程序集合);清楚地了解操作系统所处的地位:是裸机之上的第一层软件,是建立其他所有软件的基础。
(2) 牢固掌握操作系统目前有五大类型(批处理、分时、实时、网络和分布式)和五大主要功能:界面管理、文件管理、存储管理、设备管理、进程管理。 (3) 理解衡量操作系统优劣的属性:响应比、并发性(共行性)、信息的共享、保密与保护、可扩充性、可移植性、可读性、可“生成”性、可测试性、安全可靠性等。
(4) 研究操作系统面对用户的服务观点和系统内部的管理观点。即为用户提供方便而安全的工作环境,体现“用户至上”、“服务至上”的原则;内部管理采用中断、通道、串行、并发、并行和本地远地通信等分设的各种管理部门机构;里外协作分工组织,力争达到“多快好省”。
(5) 考虑到cpu与外部设备在速度方面的差异,采用硬通道、缓冲区、多种队列和多种调度算法,以“小步快跑”等策略管理和控制计算机资源,平衡协调为用户服务。
(6) 了解现代操作系统为用户提供的三种使用界面:命令界面、系统调用界面和图形界面。一般用户通过命令、图形方式控制,编程人员通过系统调用方式控制计算机。
(7) 初步了解如何认识和解剖操作系统。
(8) 了解操作系统(Dos、Windows、Unix、Linux)版本简况。
第二章作业管理
1.学习重点
(1) 概念和术语:作业、作业步、作业同步、作业流和作业类型。 (2) 作业管理的任务和功能。
(3) 作业输入方式:联机输入、脱机输入、直接藕合、假脱机(spooling)工作和网络输入等方式。
(4) 用户界面的任务和功能。操作系统的三代人机交互界面(第一代用户界面,一维空间的命令行界面和编程人员在程序中的系统调用、第二代用户界面,在二维图形界面空间以及第三代用户界面,在三维虚拟现实的界面元素空间) ;界面管理的功能以及用户界面的设计特点(实现高效的人机通信)。
(5) 作业调度功能以及作业调度算法(先来先服务、最短作业优先法、最高响应比法、优先数法、定时轮转法、事件驱动法以及各种不同类型作业搭配调度算法)。 (7) 操作系统常用命令分类与使用。 (8) shell命令解释和控制语言特点。 2.教学要求
(1) 掌握作业管理的任务和功能。理解关于作业调度的概念和术语。
(2) 掌握用户界面的功能及设计特点,能把这种基本设计思想体现在一些人机接口界面的设计中。
(3) 理解常用的作业调度算法的实现思想,如FCFS、SJF等。 (4) 理解shell命令解释和控制语言。
第三章 文件管理
1.学习重点
(1) 文件管理的任务和功能。
(2) 操作系统文件的特点。文件的组织机构:文件元素(物理上: 位、字节、块、页、盘等组成;逻辑上:有字、字段、记录、虚拟块、文件、文件目录、文件夹和文件卷等。
(3) 文件分类(按文件性质与用途分:系统文件、库文件;按操作保护分:只读文件、可读可写文件、可执行文件;按使用情况分:临时文件、永久文件、档案文件;按用户观点分统:普通文件、目录文件、特殊文件;按存取的物理结构分:顺序(连续)文件、链接文件、索引文件;按文件的逻辑存储结构分:有结构文件和无结构文件;按文件中的数据形式分:源文件和目标文件等。
(4) 文件的物理结构和逻辑结构:空闲表法、自由链表法和成组链接法。 (5) 文件的目录结构:一级文件目录、二级文件目录、多级文件目录,文件目录的管理,“活动文件表”。
(6) 文件的存取控制:存取控制矩阵、用户权限表、使用密码。
(7) 文件的使用:文件系统的系统调用(创建、打开、读写、关闭、刪除等)。 2.教学要求
(1) 理解文件管理的任务和功能。 (2) 牢固掌握文件、文件系统的概念。 (3) 掌握文件系统的分类。
(4) 掌握文件的逻辑组织和物理组织的概念,以及相应的组织形式。 (5) 掌握文件系统的目录分类管理特点。
(6) 理解文件存取控制的作用及unix系统中采取的办法。
(7) 了解文件系统的系统调用,如创建、打开、读写、关闭、刪除等。 (8) 了解:文件系统的编程设计。
第四章 存储管理
1.学习重点
(1) 存储管理的任务和功能。
(2) 概念:逻辑(相对)地址、物理(绝对)地址、重定位、虚拟存储、分区分配存储管理(固定分区分配、可变式动态分区分配、可重定位分区分配、多重分区分配)。 (3) 动态分区分配的分配算法:首次适应法、循环适应法、最佳适应法和最坏适应法。
(4) 内存“扩充”技术:交搎与覆盖;内存保护技术:存储保护键和界限寄存器。 (5) 请求页式存储管理:实现原理、页表的设计、请求淘汰搎页算法(先进先出算法、循环检测法、lru最近最少使用页面先淘汰、lfu最不经常使用的页面先淘汰、nur最近没有使用页面先淘汰、opt最优淘汰算法replacement 和随机数淘汰页面算法);页式存储管理优缺点。
(6) 段式存储管理特点;段页式存储管理特点。