操作系统概论¶
这套笔记按《操作系统概论（2017 年版）》的六章及书前自学考试大纲整理。每章先标明考核范围与能力层次，再解释概念和机制，章末配上教材例题与本章习题。习题取自各章“思考题与练习题”，答案以教材附录“部分习题参考答案”为核对依据。
两门课共用的速查在 docs/reference/ 目录：术语与缩写表、易错点清单。
章节入口¶
| 章节 | 笔记 | 学习主线 | 应用与练习 |
|---|---|---|---|
| 第一章 | 操作系统简介 待复习 | 作用、发展、特征、功能、结构、指令执行 | 对比系统类型，跟踪取指与执行 |
| 第二章 | 进程管理 待复习 | PCB、状态、控制、内核、线程、同步与通信 | PV 建模，生产者—消费者、读者—写者 |
| 第三章 | 进程调度与死锁 待复习 | 调度规则、性能指标、死锁处理 | 调度时序、周转时间、银行家算法 |
| 第四章 | 内存管理 待复习 | 分配、映射、虚拟存储、置换、伙伴系统 | 动态分区、分页与二级分页地址转换 |
| 第五章 | 文件系统 待复习 | 文件、路径、目录、FAT、i 结点、空闲空间 | 块链追踪、最大文件长度、位图大小 |
| 第六章 | I/O 设备管理 待复习 | 控制方式、缓冲、分配、软件层次、磁盘 | 缓冲流转、DMA 过程、磁盘调度 |
考核层次¶
- 识记：能独立给出定义、列出构成，并准确辨别名称。
- 领会：能解释机制、比较差异，并根据条件跟踪算法过程。
- 简单应用：能把给定规则用于明确场景，写出必要步骤。
- 综合应用：能把多个知识点组合起来建模、计算、说明结论。
第二章信号量、第四章分页及二级分页、第五章目录与地址结构属于综合应用内容，需要结合具体条件建模和计算。第三章周转时间与银行家算法要求简单应用。页面置换和磁盘调度虽列为领会层次，也需要理解规则并跟踪执行过程。
考试说明¶
教材大纲规定考试为闭卷笔试，时长 150 分钟。能力层次比例为识记 30%、领会 35%、简单应用 20%、综合应用 15%；难度比例为易、较易、较难、难 3:3:3:1，重点内容不少于 60%。题型包括单选、填空、简答和综合。各章的“考核要求”列出对应条目与重点；课程级比例以本节为准。
术语与写法约定¶
| 概念 | 本课用词 | 首次出现 | 与另一门课的关系 |
|---|---|---|---|
| 主存 / 内存 | 内存 | 内存（主存） | 计算机组成原理以「主存」为主词 |
| 处理机 / 处理器 / CPU | 处理器（教材节名「多处理机调度」保留） | 处理器（处理机） | 计算机组成原理用处理器/CPU |
| 页框 / 页帧 | 页框 | 页框（页帧） | 两书都用页框 |
| 外存 / 辅存 | 外存 | 外存（辅存） | 计算机组成原理用辅存 |
| 高速缓存 | 高速缓存 | 高速缓存（Cache） | 计算机组成原理用 Cache |
| 快表 | 快表 | 快表（TLB） | 两书一致 |
| 通道 | I/O 通道 | — | 计算机组成原理的「通道」多指内存/总线通道 |
| 有效访存时间 | EAT | 有效访存时间（EAT） | 本课第 4 章重点计算缺页开销；组成原理第 5 章用 AMAT 分析 Cache，符号与条件须分别确认 |
写法约定：
- 存储容量默认按 1024 进位：1 KB = 1024 B，1 MB = 1024 KB。题目若另行约定容量或速率单位，应采用题设，并在代入公式前统一单位。
- 地址、页号、块号默认从 0 开始编号；题目若另给起点，以题目为准。
- 磁盘调度例题为自编练习，均明确给出磁头初始方向与扫描边界；教材的传统磁盘与硬件模型只用于本课复习，不代表今天的产品参数。
- 伪代码用代码块，P = wait、V = signal；算式用 KaTeX（$...$ / $$...$$），不写成等宽文本。
- 数字范围用 –（如 1.1–1.2）；散文转折才用 —。
- 中英文之间加半角空格；中文引述用 “”；同义别名用全角括号（如 页框（页帧））。
- 表格分隔行统一 | --- | --- |；表头 4 列的「复习导航」一行对应一个内容节。
建议学习顺序¶
初学时按教材章节顺序阅读，并先用章首大纲表确认范围与能力层次。理解概念后，再集中练习 PV、进程调度、银行家算法、地址转换、页面置换、文件容量和磁盘调度。最后用章末教材习题自检；有步骤不清楚时，回到对应小节重新推导。
可用一次阻塞式文件读取串联六章：进程通过系统调用请求读文件，文件系统沿路径定位目录项和数据块，内存管理提供缓冲与地址映射，设备管理组织传输。数据未就绪时，读进程阻塞；I/O 完成后被唤醒并进入就绪队列，再由调度程序安排继续执行。
各章复习主线¶
| 章 | 复习主线 | 重点辨析与计算 |
|---|---|---|
| 1 | 操作系统的作用、发展、特征与体系结构 | 并发与并行、按字编址、取指与执行 |
| 2 | 进程组织资源，线程承担执行，PCB 记录进程状态 | 状态转换、中断处理、PV 次序与同步互斥 |
| 3 | 调度安排 CPU 使用，死锁处理管理资源等待 | 周转时间与带权周转时间、银行家算法安全性检查 |
| 4 | 内存怎么分、地址怎么转、不够用时怎么换 | 二级页表地址转换、页面置换命中率、EAT |
| 5 | 文件怎么存、目录怎么找、空闲空间怎么记 | FAT 链追踪、最大文件长度、位图与索引块大小 |
| 6 | 组织设备访问、I/O 缓冲与磁盘调度 | DMA 过程、磁头移动距离、缓冲流转 |