阿德莱德大学COMP SCI 7064课程补习

阿德莱德大学的操作系统课程涵盖了操作系统的广泛用途，包括资源管理和扩展虚拟计算机，以及其历史发展。由于此门课程涵盖计算机操作系统的各个方面，考核难度较大，因此有不少同学都寻求海马课堂1V1课程辅导，深入理解理论的理解与应用。

一、课程内容

课程内容深入探讨了进程管理，涉及临界区和互斥、信号量、监视器、经典问题和死锁的概念，并讨论了进程调度机制。输入和输出方面，课程介绍了硬件和软件控制。内存管理部分讲解了多道程序设计、交换、虚拟内存、分页和分段技术。文件系统方面，课程涵盖了文件操作、实施和性能。最后，课程还深入探讨了操作系统的安全和保护机制，包括保护域、访问列表、能力系统、最小特权原则，以及应对安全威胁和攻击的加密与身份验证方法。

二、辅导内容

1.操作系统基本概念

课程首先会介绍操作系统的基本概念和结构，帮助学生了解操作系统的主要功能和其在计算机系统中的角色。这部分内容包括操作系统的历史发展、基本架构、操作系统的类型(如批处理系统、分时系统、实时系统等)以及操作系统的基本服务(如进程管理、内存管理、文件系统、I/O系统等)。通过这些基础知识，学生可以建立一个全面的理论框架，为后续深入学习奠定基础。

2.进程和线程管理

进程和线程管理是操作系统课程的核心内容之一。学生将学习进程的概念、创建与终止、进程状态和状态转换、进程控制块(PCB)的结构与功能。此外，课程还会深入探讨线程的概念、线程与进程的区别、多线程编程的优势和挑战。

3.内存管理

内存管理是操作系统课程中的另一个重要主题。学生将学习内存分配的基本概念和技术，包括静态分配和动态分配、内存分区和碎片问题。分页(paging)和分段(segmentation)技术将详细介绍，以帮助学生理解虚拟内存的概念和实现方法。此外，课程还会讨论内存置换算法(如FIFO、LRU、LFU等)，以便学生了解在内存资源有限的情况下，如何有效地管理和优化内存使用。

4.文件系统

文件系统是操作系统中负责管理和存储数据的核心组件。课程将详细介绍文件系统的基本概念、结构和功能，包括文件和目录的管理、文件系统的实现方法(如FAT、NTFS、EXT等)、磁盘分配和碎片管理。学生还会学习文件访问控制和保护机制，理解如何确保数据的安全性和完整性。此外，课程还涉及到文件系统的性能优化技术，如缓存、预取和延迟写入等，帮助学生掌握如何提高文件系统的性能和可靠性。

5.输入输出系统

I/O系统是操作系统与外部设备交互的桥梁。课程将探讨I/O设备的分类与特性、I/O控制方法(如程序控制、DMA、I/O端口等)、设备驱动程序的设计与实现。学生将学习如何高效地进行I/O操作，了解缓冲、缓存、I/O调度算法(如先来先服务、SCAN、C-SCAN等)以及设备管理策略。

6.并发与并行

并发与并行是现代操作系统的重要特性，尤其在多核处理器和分布式系统中显得尤为重要。课程将介绍并发编程的基本概念、并发问题(如死锁、饥饿、竞态条件等)及其解决方法。学生将学习同步机制(如锁、信号量、屏障等)和并行编程模型(如线程模型、消息传递模型等)，理解如何设计和实现高效的并发和并行程序。

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