課件操作系統(tǒng)總復(fù)習(xí)

1、操作系統(tǒng)總復(fù)習(xí)考試安排考試形式：筆試考試時(shí)間：4月15日(周五) 上午10:00-12:00 考場(chǎng)安排：地點(diǎn)班級(jí)北403計(jì)科0901北410計(jì)科0902北413計(jì)科0903北415計(jì)科0904-05考試安排考試題型、分值分布：一、填空/選擇題（2*14=28分）二、判斷題（1*7=7分）三、簡(jiǎn)答題（3*5，15分）四、綜合題（6題，50分）課程內(nèi)容1、操作系統(tǒng)概述2、進(jìn)程管理3、存儲(chǔ)管理4、文件系統(tǒng)5、設(shè)備管理6、操作系統(tǒng)接口1.操作系統(tǒng)概述1)操作系統(tǒng)概念：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)： 操作系統(tǒng)管理的四大資源操作系統(tǒng)的四大功能：從不同的觀點(diǎn)認(rèn)識(shí)操作系統(tǒng)的作用：操作系統(tǒng)的四大特征:（并發(fā)、共享、虛擬

2、、異步）2)操作系統(tǒng)發(fā)展過程:操作系統(tǒng)不同類型及特點(diǎn)（分時(shí)、實(shí)時(shí)，分布式、網(wǎng)絡(luò)、多處理機(jī)）多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)2進(jìn)程管理1、進(jìn)程、線程和程序：PCB2、進(jìn)程的基本狀態(tài)和狀態(tài)轉(zhuǎn)換3、進(jìn)程同步同步關(guān)系；同步機(jī)制應(yīng)遵循的準(zhǔn)則實(shí)現(xiàn)同步的軟、硬件方法臨界資源、臨界區(qū)信號(hào)量機(jī)制（3種）：PV操作的具體含義用信號(hào)量解決實(shí)際的同步問題類似經(jīng)典同步問題管程:4、進(jìn)程通信5、死鎖問題：產(chǎn)生的原因、條件；如何預(yù)防、避免和檢測(cè)；銀行家算法6、處理機(jī)調(diào)度調(diào)度的層次：高級(jí)、中級(jí)、低級(jí)調(diào)度若干準(zhǔn)則：常用指標(biāo)(周轉(zhuǎn)時(shí)間)調(diào)度算法：比較各類算法特點(diǎn)實(shí)時(shí)調(diào)度典型題目:調(diào)度算法：各算法的特點(diǎn)，區(qū)別等概念題有五個(gè)任務(wù)（A.E）幾乎同時(shí)到

3、達(dá)，預(yù)計(jì)它們的運(yùn)行時(shí)間分別為10，6，2，4，5min，優(yōu)先級(jí)分別為3,5,2,1和4（5的優(yōu)先級(jí)最高）。對(duì)于（1）FCFS(按ABCDE)；（2）優(yōu)先級(jí)調(diào)度；（3）時(shí)間片輪轉(zhuǎn)，分別計(jì)算其平均進(jìn)程周轉(zhuǎn)時(shí)間。（1）FCFS(按ABCDE)；18.6（2）優(yōu)先級(jí)調(diào)度；17.6（3）時(shí)間片輪轉(zhuǎn)。18.5可直接列表計(jì)算，也可借助時(shí)間圖（1）生產(chǎn)者消費(fèi)者問題及變形多（2）讀者寫者問題及變形多（3）哲學(xué)家進(jìn)餐問題及變形形式：1.給出代碼進(jìn)行分析2.分析同步問題，寫出進(jìn)程描述（0）簡(jiǎn)單的同步問題,沒有臨界資源,只需考慮先后步驟（如司機(jī)-售票員問題）解題關(guān)鍵：找出臨界資源，設(shè)置出信號(hào)量題目中的限制條件通常暗示

4、臨界資源的存在信號(hào)量解決同步問題死鎖相關(guān)避免死鎖，防止進(jìn)入不安全狀態(tài)：設(shè)某系統(tǒng)中有5個(gè)并發(fā)進(jìn)程都需要6個(gè)同類資源，該系統(tǒng)不會(huì)發(fā)生死鎖的最少資源數(shù)是？5*5+1=26銀行家算法避免死鎖用銀行家算法解決問題：判斷某一狀態(tài)是否安全，如何分配才能避免死鎖？軟硬件方法硬件指令軟件方法解決進(jìn)程互斥訪問臨界區(qū)問題存儲(chǔ)分配存儲(chǔ)擴(kuò)充存儲(chǔ)保護(hù)連續(xù)分配存儲(chǔ)管理方式：?jiǎn)我贿B續(xù)、固定分區(qū)，動(dòng)態(tài)分區(qū)、可重定位分區(qū)“緊湊”離散分配存儲(chǔ)管理方式：地址變換、邏輯地址、物理地址分頁(yè):頁(yè)表、快表、多級(jí)頁(yè)表、反置頁(yè)表分段:段表段頁(yè):地址變換機(jī)構(gòu)虛擬存儲(chǔ):“對(duì)換”技術(shù)和覆蓋技術(shù)、局部性原理、虛擬存儲(chǔ)器概念、實(shí)現(xiàn)方式： 請(qǐng)求分頁(yè)：硬件支

5、持、軟策略： 內(nèi)存分配 調(diào)頁(yè)策略 頁(yè)面置換策略 性能分析:缺頁(yè)率對(duì)訪問時(shí)間的影響,駐留集,工作集,抖動(dòng)現(xiàn)象,影響缺頁(yè)率的因素 請(qǐng)求分段： *存儲(chǔ)保護(hù)：共享和保護(hù)的含義和基本方法3.存儲(chǔ)管理典型題目:地址變換：邏輯地址物理地址頁(yè)號(hào)虛地址/頁(yè)大小 （注意，頁(yè)號(hào)從0開始）位移量虛地址%頁(yè)大小 P131可以簡(jiǎn)化為：直接根據(jù)頁(yè)的大小分解出頁(yè)號(hào)和頁(yè)內(nèi)地址，即：頁(yè)內(nèi)地址占虛地址的低位部分，頁(yè)號(hào)占虛地址的高位部分。2.然后就可以進(jìn)行地址變換了: (例略)根據(jù)題意產(chǎn)生頁(yè)表；以頁(yè)號(hào)查頁(yè)表，得到對(duì)應(yīng)頁(yè)裝入內(nèi)存的塊號(hào)內(nèi)存地址塊號(hào)頁(yè)大小位移量1.邏輯地址頁(yè)號(hào)+偏移量 （與頁(yè)的大小有關(guān)） 頁(yè)面值換算法1）已知頁(yè)面訪問序列

6、和分配的物理塊數(shù),求不同算法缺頁(yè)率2）與邏輯地址訪問序列結(jié)合起來分析：需要先把邏輯地址訪問序列轉(zhuǎn)換為邏輯頁(yè)面訪問序列，然后再計(jì)算缺頁(yè)率。有效訪問時(shí)間的計(jì)算對(duì)于一個(gè)將頁(yè)表存放在內(nèi)存中的分頁(yè)系統(tǒng)：1）如果訪問內(nèi)存需要0.2s,則有效訪問時(shí)間為多少？2）如果加一快表，且假定在快表中找到頁(yè)表項(xiàng)的幾率高達(dá)90%，則有效訪問時(shí)間又是多少？（假定查詢快表的時(shí)間可以忽略不計(jì)）例：引入快表的情況下答：1）2*0.2=0.4 s 2）0.9*0.2+0.1*2*0.2=0.22 s有效訪問時(shí)間的計(jì)算現(xiàn)有一請(qǐng)求調(diào)頁(yè)系統(tǒng)，頁(yè)表保存在寄存器中。若有一個(gè)被替換的頁(yè)未被修改過，則處理一個(gè)缺頁(yè)中斷需要8ms；若被替換的頁(yè)被修

7、改過，則處理一個(gè)缺頁(yè)中斷需要20ms。內(nèi)存存取時(shí)間為1 s ,訪問頁(yè)表的時(shí)間可以忽略不計(jì)。假設(shè)70%被替換的頁(yè)被修改過，為保證有效存取時(shí)間不超過2 s ，則可接受的最大缺頁(yè)率是多少？p*(0.7*20+0.3*8+0.001)+(1-p)*0.001=0.00216.4p+0.001=0.00216.4p=0.001P=1/164000.00006例：缺頁(yè)率對(duì)訪問時(shí)間的影響請(qǐng)求分段方式一個(gè)程序的段表如下表，其中存在位為1表示段在內(nèi)存，存取控制字段中W表示可寫，R表示可讀，E表示可執(zhí)行。對(duì)下面的5條指令，在執(zhí)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生什么樣的結(jié)果？STORE R1,0,70STORE R1,1,20LOAD R

8、1,3,20LOAD R1,3,100JMP 2,100段號(hào)存在位內(nèi)存始址段長(zhǎng)存取控制00500100W11100030R213000200E31800080R40500040R缺段中斷只讀，保護(hù)性中斷合法，形成物理地址8020，將該單元內(nèi)容讀入寄存器R1中越界中斷合法，跳到3100處繼續(xù)執(zhí)行STORE R1,0,70STORE R1,1,20LOAD R1,3,20LOAD R1,3,100JMP 2,100答：動(dòng)態(tài)分區(qū)分配算法最佳適應(yīng)最差適應(yīng)首次適應(yīng)4.文件系統(tǒng)1、文件系統(tǒng)基本概念：系統(tǒng)分層模型，文件的存取方法（訪問方法）2、文件的邏輯結(jié)構(gòu)3、目錄管理：FCB，目錄結(jié)構(gòu)4、文件的物理結(jié)構(gòu)常

9、見的外存分配方法：連續(xù)分配、鏈接分配、索引分配相關(guān)計(jì)算等： FAT表、存儲(chǔ)文件的最大長(zhǎng)度空閑存儲(chǔ)空間管理：位示圖法、成組鏈接法等基本概念典型題目:給出文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，判斷一個(gè)普通文件最多有多少頁(yè)，或最大多大。磁盤處理時(shí)間:假定磁盤轉(zhuǎn)速為20ms/周，每個(gè)磁道分成8個(gè)扇區(qū)，僅有8個(gè)記錄要存放在同一磁道上供處理程序使用，每個(gè)記錄放在一個(gè)扇區(qū)。處理程序每次從磁道上讀出一個(gè)記錄后要花費(fèi)5ms處理時(shí)間，現(xiàn)用戶要求順序處理這8個(gè)記錄，假設(shè)磁頭正處于首個(gè)記錄的始點(diǎn)位置。請(qǐng)回答下面問題：1）按逆時(shí)針方向安排這8個(gè)邏輯記錄（磁盤逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)），則處理完這8條記錄所花費(fèi)的時(shí)間為多少？2）應(yīng)該怎樣安排這8個(gè)記錄，使

10、得處理它們時(shí)能保證最高效率？3）請(qǐng)計(jì)算出按照最優(yōu)分布，連續(xù)處理完這8個(gè)記錄所花費(fèi)的時(shí)間。分析:數(shù)據(jù)處理時(shí)間=磁盤訪問時(shí)間+數(shù)據(jù)實(shí)際處理時(shí)間磁盤訪問時(shí)間=尋道時(shí)間+旋轉(zhuǎn)延遲時(shí)間+傳輸時(shí)間本題中應(yīng)該通過對(duì)旋轉(zhuǎn)延遲時(shí)間的優(yōu)化達(dá)到提高訪問磁盤數(shù)據(jù)速度的目的。12345678（1）讀取每個(gè)記錄的時(shí)間：20/8=2.5ms實(shí)際處理該記錄需要：5ms因此，磁頭位于記錄始點(diǎn)時(shí)：記錄的處理時(shí)間共7.5ms.旋轉(zhuǎn)至下一個(gè)記錄起點(diǎn)需要的時(shí)間：4*2.5=15ms因此, 總時(shí)間=7.5+(15+7.5)*7=165ms（2），（3）最優(yōu)分布，優(yōu)化旋轉(zhuǎn)延遲16385274讀取每個(gè)記錄的時(shí)間：20/8=2.5ms實(shí)際處理該記錄需要：5ms因此，每個(gè)記錄的處理時(shí)間均為7.5ms.因此, 總時(shí)間=7.5*8=60ms 磁盤調(diào)度算法磁盤調(diào)度算法FAT表占用空間計(jì)算:假定盤