山东省专升本计算机科学与技术专业课大纲

操作系统（50分）第一部分操作系统引论1．操作系统的设计目标，从三个角度理解操作系统的作用；2．多道批处理系统的定义、特征、优缺点；分时系统和实时系统的定义及特征；3．操作系统的定义及操作系统的基本特性；4．操作系统在处理器管理、存储器管理、设备管理、文件管理方面的基本功能；5．操作系统提供给用户的三种接口；6．现代操作系统的特征，微内核定义及基本功能；7．Dos、Windows、Unix等常见操作系统的基本特性。第二部分进程管理1．为什么引入进程，进程的定义及特征；2．进程的三种基本状态及状态转换，会画进程基本状态转换图；进程与程序的主要区别；3．进程控制块的基本组成及组织方式；PCB是进程存在的唯一标志；4．操作系统内核定义，原语的定义，进程控制的四个原语操作的理解；5．进程同步定义及基本类型，临界资源、临界区的概念；进程同步机制应遵循的四个规则；6．进程信号量机制的定义及物理意义，信号量在实现进程互斥、进程同步以及描述进程前趋图等方面的应用；三个经典进程同步问题；管程的基本概念；7．进程通信的三种类型，管道的定义，消息缓冲队列通信机制；8．线程的基本概念，线程的属性，线程与进程的区别与联系。第三部分处理机调度与死锁1．处理基调度的基本类型；高级调度的定义，作业的定义；低级调度的定义及两种调度方式，中级调度的定义；2．三种类型的调度队列模型；作业周转时间、平均周转时间、带权周转时间的定义；3．各种调度算法：先来先服务FCFS、短作业优先、优先权调度算法、高响应比优先调度算法、时间片的轮转调度算法、多级反馈队列调度算法；4．死锁的定义及产生死锁的原因和四个必要条件；5．预防死锁的三个方法；安全状态、不安全状态的定义，银行家算法及安全性算法检查避免死锁；死锁的检测及解除死锁，死锁定理。第四部分存储器管理1．程序运行的几个步骤，三种程序装入方式和三种程序的链接方式；重定位、静态重定位、动态重定位的定义；2．连续分配方式：单一连续分配技术；固定分区；动态分区的定义、分区分配算法、分配与回收过程；可重定位动态分区分配方式；对换；3．基本分页存储管理方式：页、块、页表的概念，地址结构；分页存储管理方式的地址变换；快表的定义，具有快表的地址变换过程；4．基本分段存储管理方式：分段存储管理方式的优点；分段的逻辑地址、段表；分段的地址变换；分页与分段的主要区别；段页式存储管理方式的实现原理及地址变换过程；5．虚拟存储器的定义及特征；程序执行的局部性原理；虚拟存储器实现的技术；6．请求分页存储管理方式：页表机制，缺页中断机制，地址变换机制；内存分配策略及调页策略；7．页面置换算法：OPT算法；FIFO置换算法；LRU置换算法及硬件支持；CLOCK置换算法（NRU算法）；LFU算法；8．请求分段存储管理方式：段表机制；缺段中断机制；地址变换过程；分段的共享（共享段表）；分段保护。第五部分设备管理1．I/O设备不同角度的分类；设备控制器的定义、组成、基本功能；I/O通道定义；“瓶颈”问题及解决该问题的有效方法；2．I/O四种控制方式；中断驱动I/O控制方式的特点；DMA控制器基本组成，DMA控制方式的特点及工作过程；缓冲的引入；3．设备分配中的数据结构；设备分配时应考虑的因素；设备独立性的概念及好处；逻辑设备名到物理设备名映射的实现；4．基本设备分配程序；设备分配程序的改进，spooling技术的定义、组成，实现设备的虚拟化；5．设备驱动程序的功能，设备驱动程序的处理过程；中断处理程序功能、处理过程；6．磁盘的类型及磁盘访问时间；磁盘调度算法:FCFS、SSTF、SCAN算法及循环SCAN等算法第六部分文件管理1.文件及文件系统的概念；文件的类型划分；文件系统模型结构及文件系统的功能；文件操作；2.文件的逻辑结构和物理结构的定义；文件逻辑结构的类型；有结构文件的分类及各类文件的特点3.外存分配方式即文件的物理结构及各类文件的特点；4．文件控制块、文件目录、索引结点的定义；多级目录结构的优点；5．三种文件存储空间管理；文件的共享及文件保护方法；第七部分操作系统接口1．联机命令接口的构成；联机命令的类型；命令解释程序的作用及工作流程；2．系统调用的定义及与一般调用的区别；3．操作系统为用户提供的接口方式。微机原理与接口技术（50分）第1部分基础知识一、发展历史：1.计算机的发展历史：电子管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机、大规模和超大规模集成电路计算机。2.微型计算机的发展：第一阶段（1971～1973）以Intel4004和Intel4040等4位微处理器为基础；第二阶段（1974～1977）以Intel8080/8085、Zilog公司的Z80及Motorola公司的6800等8位微处理器为基础；第三阶段（1978～1981）以Intel公司的8086、Motorola的68000和Zilog的Z8000等16位和准32位微处理器为基础；第四阶段（20世纪80年代）IBM公司推出开放式的IBMPC，采用Intel80x86（当时为8086/8088、80286、80386）微处理器和Microsoft公司的MSDOS操作系统并公布了IBMPC的总线设计；第五阶段（20世纪90年代开始）RISC（精简指令集计算机）技术的问世。二、微处理器、微型计算机、微型计算机系统：1.微处理器：由运算器、控制器、寄存器阵列组成。2.微型计算机：以微处理器为基础，配以内存以及输入输出接口电路和相应的辅助电路而构成的裸机。微机的分类：单片机、单板机、个人电脑。3.微型计算机系统：由微型计算机配以相应的外围设备及软件而构成的系统。三、总线：微机系统中的三种总线：片总线（元件级总线）、内总线（系统总线）、外总线（通信总线）。系统总线是CPU、内存、I/O接口之间相互交换信息的公共通路，由数据总线（双向）、地址总线和控制总线组成。四、计算机中的数据表示：1．进制转换：R进制的数向十进制转化：按位权展开相加。十进制数转化为R进制数：整数（除R倒取余）、纯小数（乘R取整）。二进制与8、16进制：3位、4位一组对应一位。2．有符号数的原码、反码、补码及其真值：3．浮点数的表示：阶码、尾数；Ｎ＝２±Ｅ×（±Ｓ）4．ASCII码：美国标准信息交换码，用七位二进制编码来表示一个符号，共有128个符号（27=128）。5．BCD码：采用二进制数对每一位十进制数字进行编码的方法来表示一个十进制数，最常用的是8421BCD码，它是用4位有权码。6．汉字的编码：也只能采用二进制编码形式，汉字编码标准GB2312-80，包含一、二级汉字6763个，其他符号682个，每个符号都是用14位（两个7位）二进制数进行编码，通常叫做国标码。新的国标汉字库已包括两万多个汉字和字符。第2部分8086的汇编语言一、8086CPU两个独立的功能部件EU与BIU：执行部件（EU），由通用寄存器、运算器和EU控制系统等组成，EU从BIU的指令队列获得指令并执行；总线接口部件（BIU），由段寄存器、指令指针、地址形成逻辑、总线控制逻辑和指令队列等组成，负责从内存中取指令和取操作数。二、寄存器及标志位：14个16位的寄存器。1．寄存器：段寄存器CS、DS、ES、SS，通用寄存器AX、BX、CX、DX，堆栈指针SP、基址指针BP、SI.DI.指令指针IP，标志寄存器。2．标志位：6个状态标志、3个控制标志。三、寻址方式：立即寻址、寄存器寻址、直接寻址、寄存器间接寻址、寄存器相对寻址方式、基址变址寻址方式、相对基址变址寻址方式。四、8086CPU逻辑地址与物理地址的关系：1.CPU与存储器交换信息，使用20位物理地址；2.程序中所涉及的都是16位逻辑地址；3．物理地址==段基值*16+偏移地址；4．20条地址线==1M，（00000H~FFFFFH）；5．段起始地址必须能被16整除。五、指令系统：数据传送类指令、算术运算类指令、逻辑运算与移位指令、字符串处理指令、控制转移指令、处理器控制指令。六、伪指令及运算符：七、汇编语言程序设计：1、完整程序结构：2、DOS功能调用：3、顺序、分支、循环、子程序结构的程序设计:第3部分8086/8088微处理器一、8086/8088微处理器的引脚：1.双列直插式的封装形式，具有40条引脚，采用分时复用的地址/数据总线；2.8086CPU外部数据总线16位，8088CPU外部数据总线8位；3.复位（RESET）时CPU内寄存器状态：PSW(FR)、IP、DS、SS、ES清零，CS置FFFFH，指令队列变空；4.地址线20位，直接寻址能力1MB；5.部分主要引脚：AD0-7/15、A16-19、MN/MX、IO/M（M/IO）、DT/R、RESET、ALE、DEN、RD、WR、READY、NMI、INTR、INTA、HOLD、HLDA、最大模式下的S0-2。二、最小模式与最大模式及其系统配置：1、最小方式：MN/MX接+5V决定了8086工作在最小模式，用于构成小型单处理机系统；支持系统工作的芯片：时钟发生器8284A、总线锁存器8282或74LS373、总线收发器8286或74LS245；控制信号由8086CPU直接提供。2、最大方式：MN/MX接地决定了8086工作在最打大模式，用于构成多处理机和协处理机系统；支持系统工作的芯片：比最小模式时多了8288总线控制器；控制信号由8288直接提供。三、8086/8088微处理器的时序：1、指令周期、总线周期、时钟周期的概念及其相互关系：执行一条指令所需要的时间称为指令周期，一个CPU同外部设备和内存储器之间进行信息交换过程所需要的时间称为总线周期，时钟脉冲的重复周期称为时钟周期。一个指令周期由若干个总线周期组成，一个总线周期又由若干个时钟周期组成。8086CPU的总线周期至少由4个时钟周期组成，记作T1、T2、T3、T4，此外还有等待状态TW、空闲状态TI。2、最小/最大模式下的主要总线周期：存储器读、存储器写、I/O读、I/O写、中断响应、总线保持、系统复位等等。第4部分存储器及其接口一、半导体存储器分类：1．随机存取存储器，RAM：（1）静态RAM，SRAM（HM6116，2K*8）；（2）动态RAM，DRAM，需要刷新电路（2164，64K*1）。2．只读存储器，ROM：（1）掩膜ROM，不能写入；（2）PROM，可编程ROM，一次性写入；（3）EPROM，可擦除可编程ROM（INTEL2732A，4K*8）；（4）EEPROM，电可擦除可编程ROM。二、半导体存储器的性能指标：1．存储容量2．存取速度（存取时间，存储周期）3．可靠性4．性价比三、3级存储结构：CACHE、主存、辅存。四、实现片选控制的三种方法：1．全译码2．部分译码（可能会产生地址重叠）3．线选法地址重叠，即多个地址指向同一存储单元。五、存储器芯片同CPU连接时应注意的问题：1．CPU总线的负载能力问题；2．CPU的时序同存储器芯片的存取速度的配合问题。六、16位微机系统中，内存储器芯片的奇偶分体：1．1M字节分成两个512K字节（偶存储体，奇存储体）；2．偶存储体同低8位数据总线（D7～D0）相连接，奇存储体同高8位数据总线（D15～D8）相连接；3．CPU的地址总线A19～A1同两个存储体中的地址线A18～A0相连接，CPU地址总线的最低位A0和BHE（低电平）用来选存储体；4．要访问的16位字的低8位字节存放在偶存储体中，称为对准字，访存只需要一个总线周期；要访问的16位字的低8位字节存放在奇存储体中，称为未对准字，访存需要两个总线周期。5．8088CPU数据总线是8位，若进行字操作，则需要两个总线周期，第一个周期访问低位，第二个周期访问高位七、存储器的字位扩展，使用74LS138进行地址译码，画出连接图：CPU为8088或8086。1．容量计算及各存储器芯片的地址范围；2．地址线的连接（片内地址，片外地址）；3．数据线的连接；4．控制线的连接（片选信号CE，写信号WE，输出信号OE等）。第5部分输入输出及其接口一、I/O接口、I/O端口