操作系统

一、考查目标

操作系统是软件工程专业的一门核心专业基础课程，具有较强的理论性和实践性。该课程的考试内容包括引论、进程管理、内存管理、存储管理（包括文件系统与输入/输出系统）、保护与安全五部分的相关概念、设计原理和实现方法。考试的具体要求包括：

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、主要功能、主要组成部分，掌握操作系统各个组成部分的设计方法和实现技术。

3. 能够运用所学的操作系统原理、方法和技术对相关问题进行分析和解决。

二、考试的内容

1．导论

1）操作系统的概念

2）计算机系统的操作、存储结构、输入输出结构和计算机系统的体系结构。

3）操作系统的结构组成、操作系统的操作及各部分的功能、高速缓冲存储器CACHE

4）操作系统的分类和运行环境

2．操作系统结构

1）操作系统提供的服务类型

2）操作系统的用户接口类型

3）系统调用及类型

4）操作系统的设计和实现方法

5）操作系统的结构分类及优缺点

6）虚拟机的基本概念和原理

3．进程

1）进程的概念、组织、控制和状态转换

2）进程调度的基本概念

3）进程的操作，包括进程的生成、终止等

4）进程通信

4．线程

1）线程的概念与动机

2）多线程模型

5．CPU调度

1）调度的基本概念

2）调度的时机、切换和过程

3）调度的基本准则

4）典型调度方法：先来先服务调度算法、最短作业优先调度算法、优先级调度算法、时间片轮转调度算法、多级队列调度算法、多级反馈队列调度算法

5）线程调度

6）调度算法的性能评估

6．进程同步

1）进程同步的基本概念

2）临界区访问的原则及实现临界区互斥的基本方法：软件实现方法和硬件实现方法

3）信号量概念与基本机制

4）经典同步问题：生产者－消费者问题、读者－写者问题、哲学家就餐问题和理发师问题。

5）管程的基本概念、原理和实现

7．死锁

1）死锁的概念及条件

2）死锁的处理策略

3）死锁的预防及实现方法

4）死锁的避免：系统安全状态、资源分配图算法、银行家算法

5）死锁的检测方法和解除

8．主存

1）内存管理的基本概念：程序的装入与链接、逻辑地址与物理地址、内存保护

2）交换技术

3）内存的分配管理方法：连续分配管理方法、分页管理方法、分段管理方法、段页式管理方法。

9．虚拟内存

1）虚拟内存的基本概念

2）请求分页管理方法

3）页面置换算法：先进先出置换算法、最佳置换算法、最近最少使用置换算法、近似最近最少使用置换算法

4）帧的分配策略

5）抖动现象的原因及解决方法

6）内核内存的分配方法

7）虚拟内存中需要考虑的其他问题：预调页、页大小的影响、TLB的搜索能力、逆向页表等

10．文件系统接口

1）文件的基本概念

2）文件的结构：顺序文件、索引文件等

3）文件的访问方法

4）目录结构：文件的存储结构、单级目录结构、两级目录结构、树形目录结构、无环图目录结构、通用图目录结构

5）文件共享

11．文件系统实现

1）文件系统的结构

2）文件系统的实现

3）目录的实现

4）文件的磁盘空间分配方法：连续、链式、索引

5）空闲空间的管理

12．大容量存储

1）磁盘的结构

2）磁盘的调度方法：先到先服务调度算法、最短寻道时间调度算法、SCAN调度算法、C-SCAN调度算法、LOOK调度算法、C-LOOK调度算法

3）磁盘管理：格式化、引导块、坏块的处理

4）RAID结构

13．输入/输出系统

1）输入/输出硬件

2）输入/输出访问控制方式

3）输入/输出应用接口

4）内核输入/输出子系统：输入/输出调度、缓存、缓冲、假脱机与设备预留、错误处理、输入/输出保护、内核数据结构

5）输入/输出从请求到硬件操作的转换过程

14．保护

1）保护的目标与原则

2）保护域

3）访问矩阵及实现方法：全局表、访问列表、能力表

15．安全

1）系统中存在的安全问题以及安全措施的级别

2）程序的威胁：木马、后门、逻辑炸弹、栈与缓冲溢出、病毒

3）系统与网络威胁：蠕虫、端口扫描、DoS

数据结构

一、考试基本要求

要求考生系统地理解数据结构的基本概念，掌握各种数据结构的定义和实现算法。要求考生具有抽象思维能力，逻辑推理能力，和综合运用所学的知识分析问题和解决问题的能力。

二、考试范围和主要内容

1．预备知识

了解C++和Java基本语法结构；掌握递归思想。

2．程序性能

了解复杂性的表示和计算方法。

掌握插入排序、选择排序、冒泡排序、名词排序基本思想。

3．数据描述

掌握线性表的公式化描述、链表描述、间接寻址等存储方法，了解遍历器的作用和实现方法，掌握插入、删除、合并等运算方法。

掌握箱子排序、基数排序

4．数组和矩阵

掌握对角矩阵、三对角矩阵、三角矩阵、对称矩阵等特殊矩阵的特征，掌握存储方法和基本运算实现。

5．堆栈

掌握堆栈的基本概念、基本操作和实现方法。

掌握括号匹配的实现思想。

6．队列

掌握队列的基本概念、基本操作和实现方法。第七章 跳表和散列

掌握散列的基本概念、基本操作和实现方法。

7．二叉树

掌握二叉树的基本概念、存储方法、常用操作和特征；掌握二叉树的前序、中序、后序、按层遍历方法。

8．优先队列

掌握堆的基本概念和插入、删除和初始化方法。

掌握堆排序思想。

掌握霍夫曼树、霍夫曼编码实现方法。

9．搜索树

掌握二叉搜索树(排序树)基本概念和插入、删除、搜索的实现方法。

掌握m叉搜索树和B树基本概念以及插入、删除、搜索的实现方法。

10．图

掌握图基本概念。

掌握图的邻接矩阵和临界链表存储方法；掌握图的深度优先和广度优先遍历算法。

了解图的寻找路径和寻找连通构件方法。

了解生成树的寻找方法。

11．贪婪算法

掌握AOV网的拓扑排序算法。

掌握单源最短路径Dijkstra算法。

掌握最小耗费生成树的概念、Prim算法和Kruskal算法。

12．分而治之算法

掌握归并排序、快速排序实现方法。