山东大学

849-软件工程专业基础综合

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。