操作系统复习提纲加例题

一、基本知识

1．操作系统是什么？

2．操作系统的分类

（1）批处理—自动化

（2）分时—交互

（3）实时—及时、可靠

3．进程

（1）进程与程序的区别：动—静，进程可有多种状态，一个程序与不同数据组合，可以构成多个进程。（2）进程的并发：多个进程的执行，在一个时间段上是重叠的。

（3）管态—用户态（目态）：前者执行特权指令，后者执行非特权指令。

（4）进程与线程：进程并发，每个进程内的线程再并发。

（5）创建进程的主要工作：分配工作区+创建PCB+置进程为就绪态加入就绪队列

（6）PV操作的基本含义，如何管理临界区？

（7）进程通信：高级通信—直接（套接字），间接（信箱）。

（8）产生死锁的原因？进程推进速度不当

（9）解决死锁的方案：防止（破坏产生死锁的四个必要条件之一），静态分配资源—破坏占有并等待，

有序分配—破坏环路等待；避免、检测并恢复。

（10）系统中有M个并发进程，都需要N个同类资源。系统不会产生死锁的最少资源总数应该是M

×(N-1)+1。

4．作业调度算法

（1）先来先服务—公平

（2）短作业优先—高效

（3）优先级调度—紧急程度

（4）最高响应比优先—均衡（既考虑作业等待时间，又考虑作业执行时间）

（5）最短剩余时间优先—尽早结束（降低负载）

（6）时间片轮转—交替运行

5．存储器管理

（1）重定位：静态：固定分区，动态：其余

（2）地址映射、保护：只管理用户区

（3）动态分区：回收的上下相邻处理

（4）页式：页表、二级页表、快表

（5）虚拟页式：缺页中断是一种特殊的中断

6．文件管理

（1）文件系统的主要目的：实现对文件的按名存取，并通过目录管理实现按名存取。

（2）逻辑文件：流式文件、记录式文件

（3）物理文件：连续文件：不方便扩充，可以随机存取、链接文件：仅适于顺序操作、索引文件等

7．设备管理

（1）Spooling技术：利用磁盘将独占设备模拟成共享设备，提高了独占设备的利用率。

（2）设备独立性：用户程序中调用的设备与该程序运行时实际占用的设备无关。

（3）寻道时间、旋转时间、传输时间

（4）磁盘驱动调度是从系统角度出发，可以增加磁盘信息传输的吞吐量（物理块数），并不能加快

传输数据的速度。

二、简单应用

1．

2．假定某系统当前的资源分配图如图所示。

（1）分析当前系统是否存在死锁。

（2）若进程P3再申请r2资源时，系统将发生什么变化，说明原因。

资源分配图

解答：

(1) 图中无环路，当前系统不存在死锁。

(2) 若进程P3再申请r2资源，资源分配不可完全化简，当前系统存在死锁。

3．基本分页存储系统的两种地址映射：

①求出具体物理地址，例如，页的大小为4KB，设程序地址为16位。假设该作业的页表如下表。对程序的页数限制是多少？分别将程序地址2ABCH和4CBAH转换成物理地址？

16页；

（2）地址2ABCH是第2页，对应内存第7块，

物理地址：7ABCH

地址4CBAH是第4页，页表只有0~2页，所以该地址越界。

②求出物理块的起始地址：主存容量为1MB，被分成512块。现某作业有3页，其页号为0、1、2，依次被装入到主存中编号为14、35、7的块中。（1）主存地址需用多少二进制位表示？（2）作业的一页长度为多少字节？需用多少二进制位表示？（3）作业的1号页对应内存块的起始地址。

解答：（1）主存1MB，地址用20bit。（2）主存1MB，分为512块，则块长为2KB，页长=块长。页内地址占11bit。（3）1页对应35块，块长为2KB，35块的内存起始地址=35*2KB=70KB。

4． 在某系统中，假定磁盘块大小是1KB ，每个盘块号占4B ，文件索引节点中的磁盘地址明细如图所示，请将下列文件的字节偏移量转换为物理地址（要求写出计算过程）。

⑴ 8003 (2)12000

文件索引节点中的磁盘地址明细

(1)8003/1024=7（/表示整除），8003%1024=835（%表示取模），使用直接地址，其物理地址是101#块内835字节。

(2)12000/1024=11，12000%1024=736，逻辑块数11超出直接地址范围10，但是小于266，利用一次间接。从428#块中得到相应的物理块号为109，其物理地址是109#块内736字节。

(3)对于一般的索引文件结构（一级、二级）组织。

一次间接二次间接三次间接

5．假设一个磁盘有200个磁道，编号为0~199。当前磁头正在143道上服务，并且刚完成了125道的请求。如果寻道请求队列的顺序是：86、147、91、177、94、150、102、175、130，为完成上述请求，分别给出使用SSTF和SCAN调度算法时磁头移动的顺序、移动道数、总的移动（寻道）时间。

解答：SSTF：磁头移动顺序为

143→147→150→130→102→94→91→86→175→177

4+3+20+28+8+3+5+89+4

(1)SCAN：磁头移动顺序为

143→147→150→175→177→130→102→94→91→86

4+3+20+25+2+47+28+8+5

(2)寻道时间=移动道数×移动一道的时间

三、应用

1、PV操作运用

设置初始值：mutex1:=1；mutex2:=1；empty:=10；full:=0；count:=3

cobegin

打水：begin

L1：

P(empty)；

P(count)；

P(mutex1)；

从井中取水；

V(mutex1)；

P(mutex2)；

送入水缸；

V(mutex2)；

V(count)；

V(full)；

goto L1；