復(fù)習(xí)題綱-read

1、復(fù)習(xí)題綱,操作系統(tǒng)基礎(chǔ)（2000級）,掌握計算機(jī)軟件的分類、操作系統(tǒng)的概念、微程序、命令解釋器、操作系統(tǒng)的工作狀態(tài)、用戶軟件的工作狀態(tài)、操作系統(tǒng)的作用、進(jìn)程、文件、虛擬機(jī)、系統(tǒng)調(diào)用以及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等基本概念；并在掌握操作系統(tǒng)概念的基礎(chǔ)上能夠區(qū)分哪些指令是特權(quán)指令、哪些指令是非特權(quán)指令；CPU狀態(tài)：管理狀態(tài)與用戶狀態(tài)。,第一部分 引言,第二部分 進(jìn)程,掌握進(jìn)程的基本概念、進(jìn)程的特點(diǎn)、進(jìn)程的狀態(tài)以及狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系、線程的概念、線程實現(xiàn)的

2、兩種方式以及相應(yīng)的特點(diǎn)；掌握進(jìn)程通信中的基本概念內(nèi)容包括競爭條件、臨界區(qū)、互斥、臨界區(qū)的求解原則、信號量、進(jìn)程調(diào)度所需要考慮的因素、具體的各種進(jìn)程調(diào)度算法（先來先服務(wù)、時間片輪轉(zhuǎn)、優(yōu)先級調(diào)度、多重隊列、最短作業(yè)優(yōu)先算法）等；能夠運(yùn)用所學(xué)的進(jìn)程通信的知識，分析軟件算法中所存在的問題，并能夠在分析問題的基礎(chǔ)上能運(yùn)用相應(yīng)的知識解決實際應(yīng)用中的相應(yīng)問題；,第三部分 輸入/輸出系統(tǒng),掌握：I/O設(shè)備的硬件軟件原理，能夠區(qū)分相關(guān)的I/O操作具體

3、是在拿一軟件層次上完成。了解死鎖的定義、死鎖發(fā)生的必要條件以及處理死鎖的策略，針對于這些處理策略有哪些相應(yīng)的算法來解決；磁盤軟件以及磁盤臂調(diào)度算法、磁盤出錯的處理等，掌握時鐘軟件所完成的任務(wù)運(yùn)用：根據(jù)系統(tǒng)給出的資源分配圖能夠分析判斷系統(tǒng)的狀態(tài)；根據(jù)實際的情況能夠?qū)/O設(shè)備的處理進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置；,第四部分 存儲器管理,存儲器的重定位和保護(hù)；固定分區(qū)與可變分區(qū)的概念；可變分區(qū)的內(nèi)存管理以及使用鏈表的內(nèi)存管理中的分配算法；分頁的虛擬

4、存儲器的實現(xiàn)過程，虛擬地址到物理地址的轉(zhuǎn)化過程；頁面的替換算法；分頁系統(tǒng)中的設(shè)計問題；,第五部分 文件系統(tǒng),文件系統(tǒng)的基本概念：文件命名、文件結(jié)構(gòu)、文件類型、文件存儲、文件屬性、文件操作、層次目錄系統(tǒng)、路徑名稱、目錄操作；掌握文件系統(tǒng)的實現(xiàn)（文件的實現(xiàn)、目錄實現(xiàn)）、磁盤空間的管理、文件系統(tǒng)的可靠性、文件系統(tǒng)的性能；安全性,一、考試題型,１．判斷２０個２．５個大題（８０分）　　?。保惴☉?yīng)用　　?。玻畱?yīng)用理論　　?。常幊虘?yīng)

5、用,二、復(fù)習(xí)綱要,１．作業(yè)調(diào)度２．進(jìn)程調(diào)度,,＞,FCFS.SJF.RR(Round Robin),時間片輪轉(zhuǎn),3.內(nèi)外存交換調(diào)度（頁面置換）　　OPT ?（clock policy） FIFO、LRU ?　　　　　Second—chance?變境強(qiáng)型（NUR） P３１９頁4.磁盤空白塊管理算法　?、傥粓D　?、阪湵?FF.NF.BF.WF.　　③伙伴,５．磁盤讀寫臂調(diào)度算法

6、　　　　FCFS、SSTF、SCAN、LOOK.６．地址映射與轉(zhuǎn)換 虛地址與實地址，地址轉(zhuǎn)換圖,７．UNIX文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與i結(jié)點(diǎn)。８．P.V操作、讀寫者問題（讀者優(yōu)先）？9 ．資源管理，死鎖分析與研究,三、例題講解,例１．假設(shè)系統(tǒng)由相同類型的m個資源組成，系統(tǒng)有n個進(jìn)程，每個進(jìn)程至少請求一個資源，證明：當(dāng)n個進(jìn)程最多需要的資源之和小于m+n時，該系統(tǒng)無死鎖。,解：,證明：假設(shè)當(dāng)n個進(jìn)程最多需要的資源之和

7、小于m+n，系統(tǒng)死鎖。,因為系統(tǒng)死鎖,? 至少在一個Pi 其Needi=0，此時Pi不死鎖，與假設(shè)題意矛盾，所以系統(tǒng)不死鎖。,2. 某系統(tǒng)中有六臺打印機(jī)，N個進(jìn)程共享打印機(jī)資源，每個進(jìn)程要求兩臺，試問N取哪些值時，系統(tǒng)才不會發(fā)生死鎖？,解：由上可知,證：n個進(jìn)程最多需要的資源之和小于6+n時，該系統(tǒng)無死鎖，即2n<6+n，n<6。,? n取值為1，2，3，4，5,另證：如下圖所示：,當(dāng)n=6時，最糟情況有：,每一進(jìn)程已占有一

8、個資源，還申請一個資源，此時死鎖。,同理n>6時系統(tǒng)也會出現(xiàn)死鎖。,而n=5時，最糟情況下也會有,此時可化簡為完全可化簡圖，不死鎖。,同理1<n<5時也不死鎖， ? n取值為1，2，3，4，5。,例題2. 設(shè)某系統(tǒng)有一256k的空白區(qū)，現(xiàn)有以下作業(yè)序列和對內(nèi)存的要求：,作業(yè)1要140k，作業(yè)2要求16k，作業(yè)3要求80k，作業(yè)1完成，作業(yè)3完成，作業(yè)4要求70k，作業(yè)5要求128k。,試用首次適應(yīng)和最佳適應(yīng)算法對上述

9、作業(yè)進(jìn)行可變分區(qū)存貯分配(繪圖)并討論。,解：,例題3. 在一個請求頁式存儲系統(tǒng)中，一程序的頁面走向為4.3.2.1.4.3.5.4.3.2.1.5采取LRU頁面置換算法，設(shè)分配給該程序的存儲塊數(shù)M分別為3和4時，請求出在訪問過程中發(fā)生的缺頁次數(shù)和缺頁率，并比較所得結(jié)果，從中可得到什么啟發(fā)？,解：,當(dāng)M＝3時,? 缺頁10次，缺頁中斷率為,當(dāng)M＝4時,? 缺頁7次，缺頁中斷率為,在LRU算法下，當(dāng)M增大時，缺頁次數(shù)減少，缺頁中斷率也減少

10、。,例題4. 假定五個作業(yè)A～E提交時間相同，且實際需要運(yùn)行的時間分別是10、6、2、4和8分鐘，外部分配的優(yōu)先級數(shù)分別是3、5、2、1和4，(設(shè)數(shù)值大的優(yōu)先數(shù)高)。忽略CPU的切換時間，分別就下列幾種調(diào)度算法計算作業(yè)的平均周轉(zhuǎn)時間。a. 輪轉(zhuǎn)法；b. 優(yōu)先級調(diào)度；c. SJF,解：,(a) 輪轉(zhuǎn)法：(時間片以及CPU切換時間都較小可忽略),C完成：2×5=10分鐘,D完成：10+(4–2)×4=18分鐘,調(diào)度

11、次序：C ? D ? B ? E ? A,E完成：24+(8–6)×2=28分鐘,A完成：28+(10–8)×1=30分鐘,B完成：18+(6–4)×3=24分鐘,(b) 優(yōu)先級調(diào)度,調(diào)度次序：B ? E ? A ? C ? D,(c) SJF,調(diào)度次序：C ? D ? B ? E ? A,例題5. 設(shè)有一個數(shù)據(jù)區(qū)，有若干進(jìn)程要去讀或?qū)懰?，遵循下列原則：,? 寫是互斥的，當(dāng)一進(jìn)程正在寫時，其它進(jìn)程既不能寫，

12、也不能讀；,? 讀可同時進(jìn)行，只要沒有進(jìn)程正在寫，則任何進(jìn)程都可以讀，請用P，V操作寫出讀寫過程的同步算法(要給出信號量物理意義以及初值),答：var mutex, wrt: Semaphore;readcount: integer;mutex: = wrt: = 1;readcount: = 0;parbeginReaderi: beginWait (mutex);readcount: = r

13、eadcount + 1; if readcount = 1 then Wait (wrt);Signal (mutex);讀數(shù)據(jù)集；Wait (mutex);readcount: = readcount – 1; if readcount = 0 then Signal (wrt);Signal (mutex);endWriteri: begin Wait

14、(wrt);寫數(shù)據(jù)集;Signal (wrt);endcoend,例題6. 有一閱覽室，讀者進(jìn)入時必須先在一張登記表上進(jìn)行登記，該表為每一座位列一表目，包括座號和讀者姓名。讀者離開時要消掉登記信號，閱覽室中共有100個座位，請問：,(1) 為描述讀者的動作，應(yīng)編寫幾個程序？設(shè)置幾個進(jìn)程？進(jìn)程與程序間的對應(yīng)關(guān)系如何？,(2) 用類Pascal語言和Wait, Signal操作寫出這些進(jìn)程間的同步算法。,答：(1)

15、 應(yīng)編寫1個程序；設(shè)置2個進(jìn)程；進(jìn)程與程序間的對應(yīng)關(guān)系是：多對1。,(2)beginS1:=100 (有100個座位)S2:=0 (有沒閱讀者)mutex: =1cobeginP1: repeatP(S1);P(mutex);登記信息;V(muetx);V(S2)就座，閱讀； until false coenden