操作系统

1. 操作系统概述

   1. 操作系统的概念和功能（硬件角度、应用角度）
   2. 操作系统的发展（分类及对应举例）

2. 硬件结构

   1. CPU指令集（X86、ARM、RISC-V）与操作系统之间的关系
   2. CPU的特权级（用户态、内核态）切换
   3. 中断与异常的处理、轮询与中断的对比

3. 操作系统结构

   1. 机制与策略的辨析
   2. M.A.L.H方法，即模块化、抽象、分层、层级
   3. 微内核与宏内核的架构特征

4. 内存管理

   1. 内存管理的概念、目标
   2. 地址翻译的主要机制（分段、分页）
   3. 基于分页的虚拟内存、换页策略与缺页异常
   4. 虚拟内存功能（共享内存、写时拷贝、内存去重等）
   5. 物理内存分配与管理（内存碎片、空闲链表等）

5. 进程与线程

   1. 进程与线程的概念及其相关控制原语
   2. 进程的状态、内存空间布局、进程控制块与上下文切换
   3. 用户态线程与内核态线程

6. 操作系统调度（任务调度）

   1. 调度的概念以及调度指标
   2. 长期、中期、短期调度机制
   3. 单核调度策略（先到先得、最短时间优先、时间片轮转等）
   4. 多核调度策略

7. 进程间通信

   1. 通信过程
   2. 基于共享内存的消息传递
   3. 同步与异步
   4. 管道进程间通信
   5. 消息队列
   6. 信号进程间通信
   7. 套接字进程间通信

8. 同步原语

   1. 互斥锁（临界区、原子操作、自旋锁）
   2. 条件变量
   3. 信号量
   4. 读写锁
   5. 死锁（原因、检测与恢复、预防、避免）
   6. 经典同步问题（生产者-消费者、读者-写者、哲学家就餐）

9. 文件系统

   1. 文件系统的概念
   2. 文件元数据与索引节点、对文件的操作、文件的逻辑结构与物理结构
   3. 目录及对目录的操作、硬链接与软链接
   4. 文件系统的全局结构（在内存中的结构、在外存中的结构）
   5. 虚拟文件系统
   6. 文件系统日志、崩溃恢复与一致性保证

10. 设备管理

    1. 设备的基本概念及分类
    2. I/O控制方式
    3. 中断的基本概念（类型、优先级、状态、响应）
    4. 设备驱动、用户空间I/O、假脱机技术
    5. 磁盘驱动器（单磁道和多磁道）
    6. 磁盘调度（最短寻道时间优先、电梯、最短定位时间优先）
    7. 针对新型硬件设备的操作系统特别设计与优化