一、操作系统基本概念

1. 定义与功能

  • 操作系统（OS）是管理和控制计算机硬件与软件资源的系统软件，核心功能包括：
  • 处理机管理：进程调度、多任务并发控制（如进程状态转换、同步与互斥）。
  • 存储管理：内存分配（分页、分段）、虚拟内存技术、内存保护。
  • 设备管理：I/O设备驱动、中断处理、设备独立性。
  • 文件管理：文件系统组织、存储空间分配、文件访问控制。
  • 用户接口：命令接口（如Shell）、图形界面（GUI）及系统调用（API）。

    • 2. 基本特征

  • 并发性：多个任务在宏观上同时执行（如多线程或多进程）。
  • 共享性：资源（CPU、内存、外设）被多任务共享。
  • 虚拟性：通过技术（如虚拟内存）扩展物理资源的逻辑能力。
  • 异步性：程序执行顺序和速度不可预知。

    • 二、操作系统分类及典型系统

    1. 分类

  • 批处理系统：自动执行作业队列，无交互（如早期IBM系统）。
  • 分时系统：时间片轮转，支持多用户交互（如UNIX）。
  • 实时系统：严格响应时间限制（如工业控制系统）。
  • 通用操作系统：结合多种功能（如Windows、Linux）。

    • 2. 常见操作系统

  • Windows：图形化界面，适用于个人计算机。
  • Linux：开源、多用户分时系统，支持服务器和嵌入式设备。
  • MacOS：基于UNIX的图形化系统。

    • 三、高频考点归纳

    1. 进程与线程

  • 进程状态：运行、就绪、阻塞（需掌握状态转换图）。
  • 进程同步：信号量、互斥锁、死锁（四个必要条件：互斥、请求与保持、不可剥夺、循环等待）。
  • 线程与进程区别：线程是CPU调度的基本单位，共享进程资源。

    • 2. 存储管理

  • 分页与分段：分页基于物理块，分段基于逻辑模块。
  • 页面置换算法：FIFO、LRU、OPT（需理解原理及优缺点）。

    • 3. 文件系统

  • 目录结构：树形目录、路径表示。
  • 文件操作：创建、删除、读写（需结合系统调用理解）。

    • 4. I/O与中断

  • 中断处理流程：中断请求→响应→保存现场→处理→恢复现场。
  • 设备独立性：用户程序通过逻辑设备名访问物理设备。

    • 5. 操作系统结构

  • 宏内核与微内核：宏内核功能集中（如Linux），微内核仅保留核心功能（如Minix）。

    • 四、典型试题示例

    1. 选择题

  • 以下哪项是分时系统的特点？（答案：支持多用户交互，时间片轮转）。
  • 死锁的必要条件不包括？（答案：优先级抢占）。

    • 2. 简答题

  • 简述虚拟内存的作用及实现方式。

    • （参考答案：扩展逻辑内存空间，通过分页和页面置换实现）。

    3. 应用题

  • 设计一个进程调度算法（如优先级调度），并分析其优缺点。

    • 五、备考建议

    1. 理解核心概念：重点掌握进程管理、存储管理、文件系统等模块的逻辑关系。

    2. 结合实例分析：通过真题演练操作系统调度算法（如轮转法、多级反馈队列）。

    3. 关注新技术趋势：如微内核设计、实时操作系统的应用场景。

    以上内容综合了考试大纲、知识点整理及近年命题趋势，建议结合教材和模拟题进行针对性复习。