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849-軟件工程專業基礎綜合

操作系統

一、考查目標

操作系統是軟件工程專業的一門核心專業基礎課程，具有較強的理論性和實踐性。該課程的考試內容包括引論、進程管理、內存管理、存儲管理(包括文件系統與輸入/輸出系統)、保護與安全五部分的相關概念、設計原理和實現方法。考試的具體要求包括：

1. 了解操作系統在計算機系統中的作用、地位、發展和特點。

2. 理解操作系統的基本概念、主要功能、主要組成部分，掌握操作系統各個組成部分的設計方法和實現技術。

3. 能夠運用所學的操作系統原理、方法和技術對相關問題進行分析和解決。

二、考試的內容

1.導論

1)操作系統的概念

2)計算機系統的操作、存儲結構、輸入輸出結構和計算機系統的體系結構。

3)操作系統的結構組成、操作系統的操作及各部分的功能、高速緩沖存儲器CACHE

4)操作系統的分類和運行環境

2.操作系統結構

1)操作系統提供的服務類型

2)操作系統的用戶接口類型

3)系統調用及類型

4)操作系統的設計和實現方法

5)操作系統的結構分類及優缺點

6)虛擬機的基本概念和原理

3.進程

1)進程的概念、組織、控制和狀態轉換

2)進程調度的基本概念

3)進程的操作，包括進程的生成、終止等

4)進程通信

4.線程

1)線程的概念與動機

2)多線程模型

5.CPU調度

1)調度的基本概念

2)調度的時機、切換和過程

3)調度的基本準則

4)典型調度方法：先來先服務調度算法、最短作業優先調度算法、優先級調度算法、時間片輪轉調度算法、多級隊列調度算法、多級反饋隊列調度算法

5)線程調度

6)調度算法的性能評估

6.進程同步

1)進程同步的基本概念

2)臨界區訪問的原則及實現臨界區互斥的基本方法：軟件實現方法和硬件實現方法

3)信號量概念與基本機制

4)經典同步問題：生產者-消費者問題、讀者-寫者問題、哲學家就餐問題和理發師問題。

5)管程的基本概念、原理和實現

7.死鎖

1)死鎖的概念及條件

2)死鎖的處理策略

3)死鎖的預防及實現方法

4)死鎖的避免：系統安全狀態、資源分配圖算法、銀行家算法

5)死鎖的檢測方法和解除

8.主存

1)內存管理的基本概念：程序的裝入與鏈接、邏輯地址與物理地址、內存保護

2)交換技術

3)內存的分配管理方法：連續分配管理方法、分頁管理方法、分段管理方法、段頁式管理方法。

9.虛擬內存

1)虛擬內存的基本概念

2)請求分頁管理方法

3)頁面置換算法：先進先出置換算法、最佳置換算法、最近最少使用置換算法、近似最近最少使用置換算法

4)幀的分配策略

5)抖動現象的原因及解決方法

6)內核內存的分配方法

7)虛擬內存中需要考慮的其他問題：預調頁、頁大小的影響、TLB的搜索能力、逆向頁表等

10.文件系統接口

1)文件的基本概念

2)文件的結構：順序文件、索引文件等

3)文件的訪問方法

4)目錄結構：文件的存儲結構、單級目錄結構、兩級目錄結構、樹形目錄結構、無環圖目錄結構、通用圖目錄結構

5)文件共享

11.文件系統實現

1)文件系統的結構

2)文件系統的實現

3)目錄的實現

4)文件的磁盤空間分配方法：連續、鏈式、索引

5)空閑空間的管理

12.大容量存儲

1)磁盤的結構

2)磁盤的調度方法：先到先服務調度算法、最短尋道時間調度算法、SCAN調度算法、C-SCAN調度算法、LOOK調度算法、C-LOOK調度算法

3)磁盤管理：格式化、引導塊、壞塊的處理

4)RAID結構

13.輸入/輸出系統

1)輸入/輸出硬件

2)輸入/輸出訪問控制方式

3)輸入/輸出應用接口

4)內核輸入/輸出子系統：輸入/輸出調度、緩存、緩沖、假脫機與設備預留、錯誤處理、輸入/輸出保護、內核數據結構

5)輸入/輸出從請求到硬件操作的轉換過程

14.保護

1)保護的目標與原則

2)保護域

3)訪問矩陣及實現方法：全局表、訪問列表、能力表

15.安全

1)系統中存在的安全問題以及安全措施的級別

2)程序的威脅：木馬、后門、邏輯炸彈、棧與緩沖溢出、病毒

3)系統與網絡威脅：蠕蟲、端口掃描、DoS

數據結構

一、考試基本要求

要求考生系統地理解數據結構的基本概念，掌握各種數據結構的定義和實現算法。要求考生具有抽象思維能力，邏輯推理能力，和綜合運用所學的知識分析問題和解決問題的能力。

二、考試范圍和主要內容

1.預備知識

了解C++和Java基本語法結構;掌握遞歸思想。

2.程序性能

了解復雜性的表示和計算方法。

掌握插入排序、選擇排序、冒泡排序、名詞排序基本思想。

3.數據描述

掌握線性表的公式化描述、鏈表描述、間接尋址等存儲方法，了解遍歷器的作用和實現方法，掌握插入、刪除、合并等運算方法。

掌握箱子排序、基數排序

4.數組和矩陣

掌握對角矩陣、三對角矩陣、三角矩陣、對稱矩陣等特殊矩陣的特征，掌握存儲方法和基本運算實現。

5.堆棧

掌握堆棧的基本概念、基本操作和實現方法。

掌握括號匹配的實現思想。

6.隊列

掌握隊列的基本概念、基本操作和實現方法。第七章 跳表和散列

掌握散列的基本概念、基本操作和實現方法。

7.二叉樹

掌握二叉樹的基本概念、存儲方法、常用操作和特征;掌握二叉樹的前序、中序、后序、按層遍歷方法。

8.優先隊列

掌握堆的基本概念和插入、刪除和初始化方法。

掌握堆排序思想。

掌握霍夫曼樹、霍夫曼編碼實現方法。

9.搜索樹

掌握二叉搜索樹(排序樹)基本概念和插入、刪除、搜索的實現方法。

掌握m叉搜索樹和B樹基本概念以及插入、刪除、搜索的實現方法。

10.圖

掌握圖基本概念。

掌握圖的鄰接矩陣和臨界鏈表存儲方法;掌握圖的深度優先和廣度優先遍歷算法。

了解圖的尋找路徑和尋找連通構件方法。

了解生成樹的尋找方法。

11.貪婪算法

掌握AOV網的拓撲排序算法。

掌握單源最短路徑Dijkstra算法。

掌握最小耗費生成樹的概念、Prim算法和Kruskal算法。

12.分而治之算法

掌握歸并排序、快速排序實現方法。