西北師范大學2024年考研初試大綱：操作系統(530)

考研專業課大綱對備考具有重要價值。大綱可以幫助考生了解考試的整體結構和考查重點，在備考過程中起到明確方向的作用。大綱所列出的考試范圍和知識要點，可以幫助考生建立知識體系，明確重難點，有針對性地進行備考。同時，弄清大綱要求可以讓考生事先了解復習的時間分配和備考要求，避免在備考過程中盲目浪費時間和精力。以下是西北師范大學2024年碩士研究生招生考試《操作系統（530）》考試大綱具體內容，報考該校計算機專業相關方向的考生可以根據考試大綱備考。

2024年西北師范大學碩士研究生招生考試《操作系統》科目考試大綱

(科目代碼：530)

（同等學力和跨專業加試）

第一章  操作系統概論

考核內容：

第一節 操作系統及其發展

操作系統的定義和主要特性，了解操作系統的目標；操作系統在計算機系統中的地位、作用和資源管理功能；操作系統的發展歷史，理解多道程序設計的原理和優缺點；批處理、分時、實時、個人計算機、嵌入式、網絡和分布式等操作系統的概念和特征。

第二節 操作系統的用戶接口

操作系統為用戶提供的兩大類接口是程序接口和系統調用；程序接口的各種形式；系統調用的概念、實現過程、分類及其與函數調用之間的關系。

第三節 操作系統結構和運行模型

操作系統的構件、結構和運行模型。

第四節 流行操作系統簡介

目前主流的操作系統。

考核要求：

了解操作系統的起源和發展。理解操作系統在計算機系統中的地位、作用和資源管理功能，多道程序設計的原理和優缺點，各種類型操作系統的概念和特征，操作系統為用戶提供的接口，系統調用的概念、實現過程、分類及其與函數調用之間的關系。掌握操作系統的相關概念和主要特性以及操作系統在計算機系統中的地位。

第二章  處理器管理

考核內容：

第一節 進程及其實現

進程的引入原因；進程的定義和特征，掌握進程與程序的比較；進程控制塊PCB的概念、進程的基本狀態及其相互轉換；進程映像的概念和組成、進程上下文的概念、組成和進程上下文的切換； 訪管指令和特權指令；處理器的工作模式，工作模式的切換；原語的概念和特征；進程控制常用的創建、撤消、阻塞和喚醒原語的引起事件和執行過程。

第二節 線程及其實現

引入線程的動機；線程的概念和特征，線程與進程的關系；線程的實現。

第三節 作業管理

作業的狀態及其轉換；作業概念、作業與進程的關系、作業的組成；作業控制塊JCB的概念、內容和作用。

第四節 處理器調度及其調度算法

處理器調度的層次以及各級調度的主要任務和功能；選擇調度算法的原則和各種作業調度和進程調度算法的調度策略：先來先服務調度算法、最短作業優先調度算法、最短剩余時間優先調度算法、響應比最高者優先調度算法、優先級調度算法和輪轉調度算法等；實時調度算法和多處理機調度算法。

第五節 Linux進程與線程

Linux操作系統中的進程與線程相關概念和實現技術。

考核要求：

了解操作系統引入進程和線程的原因、作業的狀態及其轉換，處理器調度的層次以及各級調度的主要任務和功能等。理解使用各種作業調度和進程調度算法調度作業和進程，會計算作業的周轉時間和帶權周轉時間。掌握進程的定義和特征，進程與程序的比較、進程控制的原語，進程的三種基本狀態及其相互轉換，進程控制塊PCB的作用，線程的概念和特征，線程與進程的關系，各種作業調度和進程調度算法的調度策略等。

第三章  進程管理

考核內容：

第一節 并發進程

程序順序執行的概念和特征，程序并發執行的概念和特征，進程的并發性；Berstein條件的和相關問題；并發進程與時間有關的錯誤；進程并發執行時的兩種基本制約關系：競爭和協作；進程互斥和進程同步的概念。

第二節 臨界區管理

臨界區和臨界資源的概念和臨界區的調度原則；臨界區管理的軟件方法和硬件設施。

第三節 信號量與PV操作

同步機制的概念和常用類型；信號量、P操作和V操作原語的執行過程與含義；使用記錄型信號量機制描述進程并發執行的過程；同步機制的經典問題——五個哲學家吃通心面問題、生產者與消費者問題、讀者與寫者問題、理解理發師問題。

第四節 管程

管程的概念、一般形式和具體實現。

第五節 進程通信

進程通信的概念、類型和方式，了解信號、管道、消息傳遞、共享內存通信機制。

第六節 死鎖

死鎖產生的原因，掌握死鎖的概念和解決方法；死鎖產生的4個必要條件，理解死鎖防止的策略；死鎖避免的概念，熟練掌握銀行家算法及其應用，學會解決相關問題；死鎖定理，掌握資源分配圖及其化簡方法；死鎖的解除方法。

考核要求：

了解前驅圖和Berstein條件的意義和用途，進程并發執行的特征。理解進程的并發性，并發進程與時間有關的錯誤，競爭和協作，互斥和同步，臨界區和臨界資源，死鎖產生的原因和排除方法，使用銀行家算法避免死鎖發生。掌握信號量的概念和含義，P操作和V操作的執行過程與含義，記錄型信號量機制，用信號量解決問題，使用記錄型信號量機制描述進程并發執行的過程，化簡資源分配圖，臨界區的調度原則，哲學家問題，生產者與消費者問題，理發師問題，讀者與寫者問題，死鎖的概念和產生的必要條件等。

第四章  存儲管理

考核內容：

第一節 概述

存儲管理的對象和功能；計算機系統存儲器的層次結構，了解程序的編譯、鏈接、裝入和執行過程；邏輯地址空間和物理地址空間，邏輯地址和物理地址的概念；地址重定位的概念和兩種方式； 存儲保護的概念和方法。

第二節 連續存儲空間管理

固定分區存儲管理方法的基本原理、內存分配和回收方法以及優缺點；可變分區存儲管理方法的基本原理，理解內存分配和回收、地址轉換、存儲保護和存儲共享的方法以及優缺點；可變分區存儲管理的內存分配算法并學會解決相關問題；連續存儲管理中主存擴充的技術：覆蓋、交換和移動。

第三節 分頁存儲管理

分頁存儲管理的基本原理，邏輯地址、物理地址，頁表和地址轉換過程；引入快表的原因和通過快表轉換地址的過程；分頁存儲空間內存的分配和回收方法；頁面共享和保護的方法；多級頁表和反置頁表。

第四節 分段存儲管理

分段存儲管理的基本原理，包括邏輯地址空間和物理地址空間的劃分，段表和地址轉換過程，學會計算邏輯地址和物理地址；段的共享和保護方法；分段存儲管理的特點、分頁和分段存儲管理的異同。

第五節 虛擬存儲管理

程序局部性原理；虛擬存儲器的概念及其容量；分頁虛擬存儲管理的實現原理，包括頁表的結構、地址轉換過程、缺頁中斷和頁面置換的概念，熟練掌握頁面替換算法的策略和應用，能夠解決實際問題；分段虛擬存儲管理的實現原理，包括段表的結構、地址轉換過程、段的擴充、段的共享和保護等；請求段頁式虛擬存儲管理的實現原理，包括邏輯地址空間和物理地址空間的劃分，邏輯地址的結構、段表的結構、頁表的結構、地址轉換過程和優缺點等。

考核要求：

了解存儲管理的功能，固定分區和可變分區存儲管理的基本原理，移動技術，內存共享和保護，請求分頁、段頁式虛擬存儲管理的實現原理等。理解可變分區存儲管理的內存分配算法，分頁存儲管理的地址轉換，分段存儲管理的地址轉換和頁面替換算法。掌握邏輯地址空間和物理地址空間的概念，邏輯地址和物理地址的概念，地址重定位的概念和方式，分頁和分段存儲管理的基本原理、地址轉換和優缺點，分頁和分段存儲管理的比較，虛擬存儲器的概念和容量，頁面替換算法等。

第五章  文件管理

考核內容：

第一節  文件

文件系統的概念和功能；文件的概念和命名規則；文件的分類和文件屬性；文件的存取方法。

第二節 文件目錄

文件系統的分層結構，層次目錄結構；文件控制塊FCB的概念、內容和作用；文件目錄和目錄文件的概念；UNIX/Linux系統中引入索引節點inode后文件目錄的組織方法； 文件目錄的檢索方法。

第三節  文件組織與數據存儲

文件邏輯結構的概念和兩種基本形式：流式文件和記錄式文件，了解記錄格式，理解記錄、鍵等概念；文件物理結構的概念和常用的組織方法及其優缺點。

第四節 文件系統其它功能的實現

文件系統調用的實現；文件存儲空間的管理方法，包括空閑塊的組織方法，空閑塊的分配和回收算法等；文件共享的概念和實現方法；虛擬文件系統。

第五節 文件系統實例

Linux文件系統；Windows文件系統（選講）。

考核要求：

了解文件系統的功能，文件的分類，文件目錄的結構和檢索，文件存儲空間的管理，文件系統調用，文件共享等。理解位示圖的組成和計算，文件目錄的檢索，記錄的成組和分解。掌握文件的存取方法，文件的邏輯結構和物理結構。

第六章  設備管理

考核內容：

第一節  I/O硬件原理

I/O系統的概念，理解設備管理的功能；設備的分類；掌握字符設備和塊設備的概念和典型設備等；I/O控制方式，包括控制過程、優缺點及其對比等；設備控制器的概念、組成和功能。

第二節 I/O軟件原理和緩沖技術

I/O軟件的設計目標和原則、I/O軟件的組成和層次；I/O中斷處理程序；I/O設備驅動程序的任務和功能；獨立于設備的I/O軟件的功能，用戶空間的I/O軟件的種類和功能；引入緩沖的目的，常用的緩沖技術，多緩沖的組織和工作過程。

第三節  驅動調度技術

磁盤的物理結構；循環排序和優化分布；磁道定位和移臂調度算法的調度策略；提前讀、延遲寫和虛擬盤的概念。

第四節 設備分配

設備獨立性的概念、優點和實現；設備分配的方式、數據結構和分配算法。

第五節 虛擬設備

虛擬設備、SPOOLing技術的概念；SPOOLing系統的組成、實現和優點。

考核要求：

了解設備管理的功能，設備的分類，I/O軟件的設計目標和層次，設備驅動程序的任務和功能。理解通道的工作過程，引入緩沖的目的，設備分配的方式、數據結構和分配算法，SPOOLing系統的組成、實現和優點。掌握字符設備和塊設備、I/O控制方式、通道技術、緩沖技術、移臂調度算法、設備獨立性、虛擬設備和SPOOLing技術。

第七章  網絡與分布式操作系統

考核內容：

第一節  計算機網絡和網絡計算模式概述

計算機網絡的概念、組成、功能，了解網絡體系結構和網絡協議；網絡計算、分布式計算、網格計算、云計算等網絡計算模式。

第二節 網絡操作系統和分布式操作系統

網絡操作系統的概念、特征和類型；分布式系統的概念、特征和功能；分布式系統和網絡系統的對比；分布式進程通信、進程同步和進程遷移；分布式資源管理和文件系統。

考核要求：

了解網絡和分布式環境操作系統概念。理解網絡和分布式環境操作系統特征和主要功能，網絡系統資源管理和網絡文件系統。掌握分布式進程通信、進程同步和進程遷移的實現。

第八章  操作系統安全

考核內容：

第一節 安全性概述以及安全策略、安全模型和安全機制

操作系統安全的概念；安全需求和安全策略、訪問支持策略和訪問控制策略；安全模型、安全模型示例；硬件安全機制、認證機制、授權機制、加密機制、審計機制。

第二節 安全操作系統設計和開發

安全操作系統結構和設計原則；安全操作系統的開發；安全系統的評價標準。

第三節Linux安全機制

Linux的基本安全機制；SELinux；Linux安全模塊。

考核要求：

了解操作系統安全的意義和作用。理解安全策略、安全模型和安全機制。掌握安全操作系統結構和設計原則。

第九章  多機系統操作系統及操作系統新進展

考核內容：

第一節 多處理器與多計算機系統

并行處理系統分類；對稱多處理機、集群系統的概念，以及對操作系統支持的要求。

第二節 多核與超線程

多核處理器結構的出現和技術優勢；超線程概念和技術；多核操作系統設計相關概念。

第三節 并行處理環境下的同步與調度

同步粒度的概念；并行計算環境的同步技術和方法；多處理機調度及相關技術。

第四節 其它新興操作系統技術

考核要求：

了解并行環境下同步與調度的特點和重要性。理解多機系統對操作系統的額外要求。掌握超線程概念。

參考書目

《操作系統教程》（第5版），高等教育出版社，2014年。

原文鏈接：https://yjs.wit.edu.cn/info/1087/3934.htm