山東大學(xué)

849-軟件工程專業(yè)基礎(chǔ)綜合

操作系統(tǒng)

一、考查目標(biāo)

操作系統(tǒng)是軟件工程專業(yè)的一門核心專業(yè)基礎(chǔ)課程，具有較強的理論性和實踐性。該課程的考試內(nèi)容包括引論、進程管理、內(nèi)存管理、存儲管理(包括文件系統(tǒng)與輸入/輸出系統(tǒng))、保護與安全五部分的相關(guān)概念、設(shè)計原理和實現(xiàn)方法。考試的具體要求包括：

1. 了解操作系統(tǒng)在計算機系統(tǒng)中的作用、地位、發(fā)展和特點。

2. 理解操作系統(tǒng)的基本概念、主要功能、主要組成部分，掌握操作系統(tǒng)各個組成部分的設(shè)計方法和實現(xiàn)技術(shù)。

3. 能夠運用所學(xué)的操作系統(tǒng)原理、方法和技術(shù)對相關(guān)問題進行分析和解決。

二、考試的內(nèi)容

1.導(dǎo)論

1)操作系統(tǒng)的概念

2)計算機系統(tǒng)的操作、存儲結(jié)構(gòu)、輸入輸出結(jié)構(gòu)和計算機系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。

3)操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成、操作系統(tǒng)的操作及各部分的功能、高速緩沖存儲器CACHE

4)操作系統(tǒng)的分類和運行環(huán)境

2.操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1)操作系統(tǒng)提供的服務(wù)類型

2)操作系統(tǒng)的用戶接口類型

3)系統(tǒng)調(diào)用及類型

4)操作系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)方法

5)操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分類及優(yōu)缺點

6)虛擬機的基本概念和原理

3.進程

1)進程的概念、組織、控制和狀態(tài)轉(zhuǎn)換

2)進程調(diào)度的基本概念

3)進程的操作，包括進程的生成、終止等

4)進程通信

4.線程

1)線程的概念與動機

2)多線程模型

5.CPU調(diào)度

1)調(diào)度的基本概念

2)調(diào)度的時機、切換和過程

3)調(diào)度的基本準則

4)典型調(diào)度方法：先來先服務(wù)調(diào)度算法、最短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法、優(yōu)先級調(diào)度算法、時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法、多級隊列調(diào)度算法、多級反饋隊列調(diào)度算法

5)線程調(diào)度

6)調(diào)度算法的性能評估

6.進程同步

1)進程同步的基本概念

2)臨界區(qū)訪問的原則及實現(xiàn)臨界區(qū)互斥的基本方法：軟件實現(xiàn)方法和硬件實現(xiàn)方法

3)信號量概念與基本機制

4)經(jīng)典同步問題：生產(chǎn)者-消費者問題、讀者-寫者問題、哲學(xué)家就餐問題和理發(fā)師問題。

5)管程的基本概念、原理和實現(xiàn)

7.死鎖

1)死鎖的概念及條件

2)死鎖的處理策略

3)死鎖的預(yù)防及實現(xiàn)方法

4)死鎖的避免：系統(tǒng)安全狀態(tài)、資源分配圖算法、銀行家算法

5)死鎖的檢測方法和解除

8.主存

1)內(nèi)存管理的基本概念：程序的裝入與鏈接、邏輯地址與物理地址、內(nèi)存保護

2)交換技術(shù)

3)內(nèi)存的分配管理方法：連續(xù)分配管理方法、分頁管理方法、分段管理方法、段頁式管理方法。

9.虛擬內(nèi)存

1)虛擬內(nèi)存的基本概念

2)請求分頁管理方法

3)頁面置換算法：先進先出置換算法、最佳置換算法、最近最少使用置換算法、近似最近最少使用置換算法

4)幀的分配策略

5)抖動現(xiàn)象的原因及解決方法

6)內(nèi)核內(nèi)存的分配方法

7)虛擬內(nèi)存中需要考慮的其他問題：預(yù)調(diào)頁、頁大小的影響、TLB的搜索能力、逆向頁表等

10.文件系統(tǒng)接口

1)文件的基本概念

2)文件的結(jié)構(gòu)：順序文件、索引文件等

3)文件的訪問方法

4)目錄結(jié)構(gòu)：文件的存儲結(jié)構(gòu)、單級目錄結(jié)構(gòu)、兩級目錄結(jié)構(gòu)、樹形目錄結(jié)構(gòu)、無環(huán)圖目錄結(jié)構(gòu)、通用圖目錄結(jié)構(gòu)

5)文件共享

11.文件系統(tǒng)實現(xiàn)

1)文件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

2)文件系統(tǒng)的實現(xiàn)

3)目錄的實現(xiàn)

4)文件的磁盤空間分配方法：連續(xù)、鏈式、索引

5)空閑空間的管理

12.大容量存儲

1)磁盤的結(jié)構(gòu)

2)磁盤的調(diào)度方法：先到先服務(wù)調(diào)度算法、最短尋道時間調(diào)度算法、SCAN調(diào)度算法、C-SCAN調(diào)度算法、LOOK調(diào)度算法、C-LOOK調(diào)度算法

3)磁盤管理：格式化、引導(dǎo)塊、壞塊的處理

4)RAID結(jié)構(gòu)

13.輸入/輸出系統(tǒng)

1)輸入/輸出硬件

2)輸入/輸出訪問控制方式

3)輸入/輸出應(yīng)用接口

4)內(nèi)核輸入/輸出子系統(tǒng)：輸入/輸出調(diào)度、緩存、緩沖、假脫機與設(shè)備預(yù)留、錯誤處理、輸入/輸出保護、內(nèi)核數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

5)輸入/輸出從請求到硬件操作的轉(zhuǎn)換過程

14.保護

1)保護的目標(biāo)與原則

2)保護域

3)訪問矩陣及實現(xiàn)方法：全局表、訪問列表、能力表

15.安全

1)系統(tǒng)中存在的安全問題以及安全措施的級別

2)程序的威脅：木馬、后門、邏輯炸彈、棧與緩沖溢出、病毒

3)系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)威脅：蠕蟲、端口掃描、DoS

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

一、考試基本要求

要求考生系統(tǒng)地理解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念，掌握各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義和實現(xiàn)算法。要求考生具有抽象思維能力，邏輯推理能力，和綜合運用所學(xué)的知識分析問題和解決問題的能力。

二、考試范圍和主要內(nèi)容

1.預(yù)備知識

了解C++和Java基本語法結(jié)構(gòu);掌握遞歸思想。

2.程序性能

了解復(fù)雜性的表示和計算方法。

掌握插入排序、選擇排序、冒泡排序、名詞排序基本思想。

3.數(shù)據(jù)描述

掌握線性表的公式化描述、鏈表描述、間接尋址等存儲方法，了解遍歷器的作用和實現(xiàn)方法，掌握插入、刪除、合并等運算方法。

掌握箱子排序、基數(shù)排序

4.數(shù)組和矩陣

掌握對角矩陣、三對角矩陣、三角矩陣、對稱矩陣等特殊矩陣的特征，掌握存儲方法和基本運算實現(xiàn)。

5.堆棧

掌握堆棧的基本概念、基本操作和實現(xiàn)方法。

掌握括號匹配的實現(xiàn)思想。

6.隊列

掌握隊列的基本概念、基本操作和實現(xiàn)方法。第七章 跳表和散列

掌握散列的基本概念、基本操作和實現(xiàn)方法。

7.二叉樹

掌握二叉樹的基本概念、存儲方法、常用操作和特征;掌握二叉樹的前序、中序、后序、按層遍歷方法。

8.優(yōu)先隊列

掌握堆的基本概念和插入、刪除和初始化方法。

掌握堆排序思想。

掌握霍夫曼樹、霍夫曼編碼實現(xiàn)方法。

9.搜索樹

掌握二叉搜索樹(排序樹)基本概念和插入、刪除、搜索的實現(xiàn)方法。

掌握m叉搜索樹和B樹基本概念以及插入、刪除、搜索的實現(xiàn)方法。

10.圖

掌握圖基本概念。

掌握圖的鄰接矩陣和臨界鏈表存儲方法;掌握圖的深度優(yōu)先和廣度優(yōu)先遍歷算法。

了解圖的尋找路徑和尋找連通構(gòu)件方法。

了解生成樹的尋找方法。

11.貪婪算法

掌握AOV網(wǎng)的拓撲排序算法。

掌握單源最短路徑Dijkstra算法。

掌握最小耗費生成樹的概念、Prim算法和Kruskal算法。

12.分而治之算法

掌握歸并排序、快速排序?qū)崿F(xiàn)方法。