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操作系統----邏輯、方法、范式

一、操作系統考查目標

今天我們來解析一下計算統考大綱操作系統部分的知識點。操作系統的研發能力很能夠體現計算機軟件發展的水平，因此操作系統是計算機課程體系里很重要的一門專業核心基礎原理課程。在考研大綱里，操作系統占了35分，次于數據結構和組成原理，但高于計算機網絡。總的來說，操作系統實際上是四門考察課程里最簡單的。除了PV操作這一大難點，基本沒有其它特別難的原理或復雜的算法。重要的是區分清楚各個不同的算法，不要混淆。

復習參考書推薦國內操作系統最經典的教材，西電湯子瀛版的《操作系統》。很多高校都在使用這本書做操作系統課程的教材或者課內參考書，計算機考研統考大綱也和這本書的目錄比較一致，建議大家復習時采用。

操作系統在大綱中的考查目標是掌握操作系統的基本概念、基本原理和基本功能，理解操作系統的整體運行過程；掌握操作系統進程、內存、文件和I/O管理策略、算法、機制以及相互關系；能夠運用所學的操作系統原理、方法與技術分析問題和解決問題，并能利用C語言描述相關算法。這些同2016年大綱沒有任何變化，考綱要求考生能夠對操作系統主要組成部分有較為透徹的理解并且具有一定的編程能力，主要考察考生能將理論應用到實際工程項目中，體現考綱越來越重視動手解決實際問題的能力。

二、操作系統考點解析

操作系統概述這一章出現大題的可能性微乎其微。選擇題中常出現的點主要是這些：操作系統的定義，引入單道批處理系統、多道批處理、分時系統、實時系統的原因，這些不同階段的操作系統的特征如何，相互之間的差別在什么地方；操作系統的基本特征和功能；操作系統的運行環境。

進程管理是重點和難點之所在。考點既可以出現在選擇題中，又可以出在綜合應用題中。按照大綱考點的順序，諸如進程的概念、基本特征、組成結構，進程與程序的區別與聯系，進程的狀態及其相互轉換的條件及過程，進程間的通信方式，線程的定義以及和進程的區別與聯系，調度的基本概念、時機、切換過程和各種調度算法，進程同步相關的概念，實現同步與互斥的機制，信號量和PV操作，管程的基本組成結構和運行過程，死鎖的基本概念，死鎖產生的四個必要條件，預防、避免、檢測和解除死鎖的原理與方法，這些點都可以出現在選擇題中進行考查。對于綜合應用題，重點應該放在PV操作，調度算法和銀行家算法。其中，用PV操作實現經典同步問題及其變形是整個操作系統考試的最難點，也是最大的熱點。要注意收集往年各校考過的PV操作應用題，把常見的經典題型做會做熟，力求看到題目就能想到相關的解題套路。調度算法的難點在于計算不同調度算法下調度的效率，建議使用時間軸的方法解決相關的調度時間計算問題。銀行家算法是系統做資源分配的時候防止發生死鎖的一種方法，該算法的難點在于搞清楚各種不同表格的含義，能夠看懂并且會做出相關的表格，由表格推出結果。

內存管理可考的點也很多，同樣也可以有靈活的考查方法。但是相比進程管理來說，這一部分理解起來要相對簡單，各種存儲管理的算法的思想都是比較直接的，難點在于要記住解決某一個問題的算法有那幾個，每一個算法的運行過程是怎么樣的。這一章典型的綜合應用題出現在：內存的連續分配算法，比如給出內存的申請和釋放序列，要求解空閑塊列表；非連續分配管理方式下虛擬地址和物理地址的轉換，這一點可以和組成原理中的虛擬存儲器結合來看；各種頁面置換算法產生的缺頁數的統計，經典的解法是表格法。至于選擇題的點，這一章有比較多，除了上述綜合題點都可以簡化后出現在選擇題中外，還需要注意內存管理的基本概念，如裝入、鏈接、邏輯地址、物理地址、交換、覆蓋等等，各種主存分配方式的工作過程以及優缺點對比，虛存的基本概念，抖動、工作集、程序局部性原理以及請求分段請求分頁的基本原理。

文件管理的重點在于文件的順序和索引結構。這一部分最重要的應用題點在于索引文件的目錄結構，要熟練掌握計算給定目錄樹結構下單文件的最大文件大小；其次是Unix系統的文件系統空閑塊的組織方法--成組鏈接法，要能說清楚空閑塊是怎么分配給申請空閑塊的文件的，以及釋放的空閑塊如何加入到空閑塊組里；最后是磁盤的調度算法，要熟練掌握不同調度算法尋道數的計算。文件系統其它需要了解的知識點包括：文件的相關概念，文件的邏輯結構和物理結構，目錄結構以及目錄管理，文件共享與保護機制，隱式鏈接和顯式鏈接，空閑塊的三種不同組織方法，磁盤的相關概念和參數，磁盤的結構以及調度算法的特點和優缺點對比等。

輸入輸出管理這一章是非重點。需要注意的地方是五種I/O控制方式以及它們之間的對比，I/O軟件的層次結構，SPOOLING技術以及緩沖策略，I/O調度的相關概念，設備獨立性相關的概念和原理。