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第一章 操作系統(tǒng)概論

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第一節(jié) 操作系統(tǒng)概觀 操作系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；操作系統(tǒng)的資源管理技術(shù)（復(fù)用、虛擬、抽象）；操作系統(tǒng)的三個(gè)最基礎(chǔ)抽象（進(jìn)程、虛存、文件）；操作系統(tǒng)的定義和作用；操作系統(tǒng)功能和特性。

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第二節(jié) 操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展 手工操作階段、執(zhí)行程序階段、多道批處理方式、多道交互式方式；操作系統(tǒng)的分類和目標(biāo)。

第三節(jié) 操作系統(tǒng)基本服務(wù)和用戶接口 基本服務(wù)和用戶接口；程序接口與系統(tǒng)調(diào)用；操作接口與系統(tǒng)程序；Linux系統(tǒng)調(diào)用及實(shí)現(xiàn)機(jī)制。

第四節(jié) 操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行模型 操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分類；操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；操作系統(tǒng)內(nèi)核；操作系統(tǒng)的運(yùn)行模型。

第五節(jié) 幾種流行操作系統(tǒng) UNIX操作系統(tǒng)，自由軟件與Linux操作系統(tǒng)；IBM操作系統(tǒng)

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重點(diǎn)與難點(diǎn): 操作系統(tǒng)的發(fā)展歷史、定義、作用、功能、特征、分類、發(fā)展動(dòng)力和研究動(dòng)向；操作系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的地位，及與其他軟件的區(qū)別；操作系統(tǒng)的資源管理技術(shù):復(fù)用、虛擬和抽象；操作系統(tǒng)三個(gè)最基本抽象:進(jìn)程抽象、虛存抽象和文件抽象；操作系統(tǒng)虛擬機(jī)及其實(shí)現(xiàn)原理；多道程序設(shè)計(jì)定義、實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)、基本原理、主要特征、優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)。操作系統(tǒng)接口、操作系統(tǒng)服務(wù)；POSIX標(biāo)準(zhǔn)、訪管指令、應(yīng)用編程接口API、標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)；

程序接口與系統(tǒng)調(diào)用；操作接口與系統(tǒng)程序。

衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn): 看學(xué)生是否能清楚“操作系統(tǒng)是什么?為什么要它?它干什么?它如何干?”等問題。

第二章 處理器管理

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第一節(jié) 處理器狀態(tài) 處理器；程序狀態(tài)字與程序狀態(tài)字寄存器

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第二節(jié) 中斷技術(shù) 中斷概念及其作用；中斷源及其分類；中斷和異常的響應(yīng)及服務(wù)；中斷事件處理原則；中斷優(yōu)先級(jí)與多重中斷； Linux中斷處理。

第三節(jié) 進(jìn)程及其實(shí)現(xiàn) 進(jìn)程的定義和屬性；進(jìn)程的狀態(tài)和轉(zhuǎn)換；進(jìn)程的描述和組成；進(jìn)程上下文切換與處理器狀態(tài)轉(zhuǎn)換、進(jìn)程控制和管理。

第四節(jié) 線程及其實(shí)現(xiàn) 引入多線程的動(dòng)機(jī)；多線程環(huán)境中的進(jìn)程與線程；線程的實(shí)現(xiàn)方法。

第五節(jié) Linux進(jìn)程。

第六節(jié) 處理器調(diào)度 處理器調(diào)度層次；選擇調(diào)度算法原則；作業(yè)的管理與調(diào)度；低級(jí)調(diào)度的功能和類型；作業(yè)調(diào)度和進(jìn)程調(diào)度算法。

第七節(jié) Linux調(diào)度算法

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重點(diǎn)與難點(diǎn): 處理器狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換、特權(quán)指令與非特權(quán)指令、程序狀態(tài)字；絕對(duì)時(shí)鐘、間隔時(shí)鐘、邏輯時(shí)鐘及其實(shí)現(xiàn)；中斷分類、中斷和異常的響應(yīng)及服務(wù)、中斷屏蔽、中斷優(yōu)先級(jí)、多重中斷；可重入程序和可再用程序；為什么要引入進(jìn)程?進(jìn)程的定義和屬性、進(jìn)程的狀態(tài)和轉(zhuǎn)換、進(jìn)程的描述和組成、進(jìn)程映像、進(jìn)程上下文；進(jìn)程切換、切換時(shí)機(jī)和切換過程、處理器狀態(tài)轉(zhuǎn)換；為什么要引入線程?多線程環(huán)境中，進(jìn)程與線程的定義、狀態(tài)、組成、聯(lián)系和區(qū)別；處理器調(diào)度的層次；處理器調(diào)度算法選擇的準(zhǔn)則；進(jìn)程/線程調(diào)度時(shí)機(jī)；低級(jí)調(diào)度的功能和類型；作業(yè)調(diào)度和低級(jí)調(diào)度算法。

衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn): 掌握各種中斷技術(shù)、線程、進(jìn)程的概念。熟悉各種處理器調(diào)度算法。

第三章 同步、通信與死鎖

第一節(jié) 并發(fā)進(jìn)程 順序程序設(shè)計(jì)和并發(fā)程序設(shè)計(jì)；進(jìn)程間的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系和協(xié)作關(guān)系。

第二節(jié) 臨界區(qū)管理 進(jìn)程互斥與臨界區(qū)；臨界區(qū)及其管理原則；實(shí)現(xiàn)臨界區(qū)管理的軟件算法；實(shí)現(xiàn)臨界區(qū)管理的硬件設(shè)施。

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第三節(jié) 信號(hào)量與PV操作 同步與同步機(jī)制；信號(hào)量及其分類；信號(hào)量與PV操作；經(jīng)典同步問題及其用信號(hào)量與PV操作的解法。

第四節(jié) 管程 管程及其屬性；管程的實(shí)現(xiàn)方法；管程方法求解經(jīng)典同步問題。

第五節(jié) 進(jìn)程通信 進(jìn)程通信及其種類；信號(hào)通信機(jī)制；管道通信機(jī)制；共享內(nèi)存通信機(jī)制；消息傳遞機(jī)制。

第六節(jié) 死鎖 死鎖產(chǎn)生；死鎖防止；死鎖避免；死鎖檢測(cè)和恢復(fù)。

第七節(jié) Linux同步和通信機(jī)制

重點(diǎn)與難點(diǎn): 程序的順序執(zhí)行與并發(fā)執(zhí)行；與時(shí)間有關(guān)錯(cuò)誤、相交和不相交并發(fā)進(jìn)程；進(jìn)程互斥、臨界區(qū)、臨界資源、競(jìng)爭(zhēng)條件、臨界區(qū)管理的實(shí)現(xiàn)方法(硬件設(shè)施和軟件算法)；進(jìn)程的競(jìng)爭(zhēng)和協(xié)作；進(jìn)程同步、同步機(jī)制、用信號(hào)量和PV操作解決經(jīng)典同步問題；程的概念、特性、結(jié)構(gòu)、條件變量和實(shí)現(xiàn)、管程解決進(jìn)程同步問題；通信機(jī)制的分類和實(shí)現(xiàn)原理，用不同通信機(jī)制編程解決進(jìn)程通信問題；死鎖定義、引發(fā)原因、產(chǎn)生條件、死鎖防止、避免、檢測(cè)及解除方法。

衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn):掌握進(jìn)程同步、進(jìn)程通信、死鎖的概念；信號(hào)量與PV操作解決操作系統(tǒng)中常見問題。

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第四章 存儲(chǔ)管理

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第一節(jié) 存儲(chǔ)器工作原理 存儲(chǔ)器層次；地址轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)保護(hù)；

第二節(jié) 連續(xù)存儲(chǔ)管理 固定分區(qū)存儲(chǔ)管理；可變分區(qū)存儲(chǔ)管理；內(nèi)存不足的存儲(chǔ)管理技術(shù)；

第三節(jié) 分頁(yè)存儲(chǔ)管理 分頁(yè)存儲(chǔ)管理基本原理；快表；分頁(yè)存儲(chǔ)空間的分配與去配；頁(yè)面共享和保護(hù)；多級(jí)頁(yè)表；反置頁(yè)表

第四節(jié) 分段存儲(chǔ)管理 程序分段結(jié)構(gòu)；分段存儲(chǔ)管理原理；分段存儲(chǔ)管理共享和保護(hù)；分段和分頁(yè)比較；

第五節(jié) 虛擬存儲(chǔ)管理 虛擬存儲(chǔ)概念；請(qǐng)求分頁(yè)虛擬存儲(chǔ)管理；請(qǐng)求段頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)管理；

第六節(jié) Linux虛擬存儲(chǔ)管理

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重點(diǎn)與難點(diǎn): 存儲(chǔ)器層次、程序名字空間、邏輯地址空間和物理地址空間及其關(guān)系；地址重定位、存儲(chǔ)保護(hù)機(jī)制；分區(qū)原理、交換原理、覆蓋原理、對(duì)換原理；分頁(yè)存儲(chǔ)管理基本概念-頁(yè)面、頁(yè)框、邏輯地址、頁(yè)表和地址轉(zhuǎn)換、快表、頁(yè)面共享和保護(hù)；多級(jí)頁(yè)表、反置頁(yè)表；分段存儲(chǔ)管理基本概念、實(shí)現(xiàn)思想及優(yōu)點(diǎn)；虛擬存儲(chǔ)器、程序局部性原理；請(qǐng)求分頁(yè)虛存管理的基本原理、硬件支撐、頁(yè)表結(jié)構(gòu)、地址轉(zhuǎn)換、缺頁(yè)中斷率計(jì)算；各種分頁(yè)虛存頁(yè)面替換算法。

衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn):掌握存儲(chǔ)管理基本概念；能使用基本原理進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換；能夠?qū)μ鎿Q頁(yè)、命中率等進(jìn)行分析和計(jì)算。

第五章 設(shè)備管理

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第一節(jié) I/O硬件原理 I/O系統(tǒng)；I/O控制方式；設(shè)備控制器；

第二節(jié) I/O軟件原理 I/O軟件設(shè)計(jì)目標(biāo)和原則；I/O中斷處理程序；I/O設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序；獨(dú)立于設(shè)備的I/O軟件；用戶空間的I/O軟件

第三節(jié) 緩沖技術(shù) 單緩沖；雙緩沖；多緩沖

第四節(jié) 驅(qū)動(dòng)調(diào)度技術(shù) 存儲(chǔ)設(shè)備的物理結(jié)構(gòu)；循環(huán)排序；優(yōu)化分布；搜查定位；提高磁盤I/O速度的方法；Linux磁盤I/O調(diào)度算法

第五節(jié) 設(shè)備分配 設(shè)備獨(dú)立性；設(shè)備分配及其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；

第六節(jié) 虛擬設(shè)備 問題提出；SPOOLing設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)；SPOOLing應(yīng)用

第七節(jié) Linux設(shè)備管理

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重點(diǎn)與難點(diǎn): I/O控制方式；設(shè)備管理的功能；I/O設(shè)備分類；I/O控制方式；設(shè)備控制器及其工作原理；I/O軟件層次（I/O中斷處理程序、I/O設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、獨(dú)立于設(shè)備的I/O軟件和用戶層I/O軟件）及各層的功能；緩沖技術(shù)、緩沖區(qū)高速緩存；I/O調(diào)度和磁盤驅(qū)動(dòng)調(diào)度算法；設(shè)備獨(dú)立性；設(shè)備分配；虛擬設(shè)備的原理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)要點(diǎn)。

衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn):掌握I/O系統(tǒng)基本概念與原理

第六章 文件管理

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第一節(jié) 文件 文件概念和命名；文件類型和屬性

第二節(jié) 文件目錄 文件控制塊；文件目錄和目錄文件；層次目錄結(jié)構(gòu)；文件目錄檢索

第三節(jié) 文件組織與數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 文件邏輯結(jié)構(gòu)；文件物理結(jié)構(gòu)；

第四節(jié) 文件系統(tǒng)功能及實(shí)現(xiàn) 文件類系統(tǒng)調(diào)用；文件共享；文件空間管理；內(nèi)存映射文件；虛擬文件系統(tǒng)；文件系統(tǒng)性能和可靠性

第五節(jié) Linux文件系統(tǒng)

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重點(diǎn)與難點(diǎn):文件系統(tǒng)概念；文件存取方法；FCB、inode、文件目錄、目錄文件；目錄組織和檢索；文件邏輯結(jié)構(gòu)、文件物理結(jié)構(gòu)；成組和分解、記錄格式、記錄鍵；文件空間管理。

衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn):是否理解文件、文件目錄的概念；掌握文件的邏輯和物理結(jié)構(gòu)。

第七章 操作系統(tǒng)安全與保護(hù)

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第一節(jié) 安全性概述

第二節(jié) 安全策略

第三節(jié) 安全模型

第四節(jié) 安全機(jī)制

第五節(jié) 安全操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā)

重點(diǎn)與難點(diǎn):安全性和可靠性含義；操作系統(tǒng)面臨的安全威脅來源；安全需求、可信計(jì)算基；安全策略的定義及分類；安全模型及分類；硬件安全機(jī)制；認(rèn)證機(jī)制；授權(quán)機(jī)制；加密機(jī)制；審計(jì)機(jī)制；最小特權(quán)原理和機(jī)制。

衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn):是否了解計(jì)算機(jī)安全、可靠性等概念。

第八章 操作系統(tǒng)技術(shù)新進(jìn)展

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第一節(jié) 多處理器與多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

第二節(jié) 基于網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算模式

第三節(jié) 多核與超線程

第四節(jié) 并行處理環(huán)境下的同步與調(diào)度

重點(diǎn)與難點(diǎn):多處理器與多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；基于網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算模式；多核與超線程；并行處理環(huán)境下的同步與調(diào)度

衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn):是否對(duì)操作系統(tǒng)技術(shù)新技術(shù)有全面了解。