汤子瀛_计算机操作系统第三版期末总复习

多道程序设计 进程基本概念 进程同步互斥 进程间通信 进程调度 死锁
操作系统定义 OS的作用 OS特征 OS的主要功能 OS分类 OS结构设计
处理机管理
I/O系统 I/O控制方式 缓冲技术 I/O软件组成 设备独立性 设备分配 驱动程序 虚设备技术 通道技术 磁盘调度
基本概念
用户接口 作业基本概念 批处理系统作业管理 分时系统作业管理
copy( ){ while(1){ P(full1); 从缓冲区1中取出一条记录; V(empty1); P(empty2); 将取出的记录存入缓冲区2 ； V(full2); } }
put( ){ while(1){ P(full2); 从缓冲区2中取出一条记录; V(empty2); 将取出的记录打印出来； } }
}

Conductor( ){ while(True){ 关车门; V(close); 售票; P(stop); 开车门; 上下乘客; }
/*售票员*/
}
Main( ){ parbegin(driver,conductor); }
一个生产者一个消费者n个缓冲区
中科院软件所1996年试题
由于只有一个生产者和一个消费者，不会发 生几个生产者和消费者同时存取同一缓冲单 元的情况，故无须设置互斥信号量。
设备管理重要性 设备独立性 设备分类 设备管理任务 设备管理功能
用户进程 与设备无关软件 设备驱动程序 中断处理程序
基本概念
I/O软件组成
缓冲技术
设备 管理
设备驱动程序
虚设备技术
设备处理
磁盘存储管理
SPOOLing技术 共享打印机
设备管理 设备分配回收 独占设备分配 共享设备分配
磁盘访问时间 磁盘调度 先来先服务 最短寻道时间优先 扫描（电梯算法） CSCAN
解： 1）利用安全性算法对上面的状态进行分析 （如下表所示），找到了一个安全序列{P0， P3，P4，P1，P2}或{P0，P3，P1，P4， P2}，故系统是安全的。
分值分布：



第一章、七章（约占5分） 第二章（约占22分） 第三章（约占20分） 第四章（约占20分） 第五章（约占15分） 第六章（约占18分）
司机和售票员之间的同步关系

司机只有在售票员关车门后，才能启动 汽车。 售票员只有在司机到站停车后，才能开 车门。

解：


Semaphore close=0，stop=0； driver( ){ /*司机*/ while(True) { P(close); 启动车辆; 正常行车; 到站停车; V(stop); }
文件控制块 文件目录 目录文件 目录项 树型目录结构 目录项分解法 目录检索
文件 文件系统 文件分类 文件管理功能 文件逻辑结构 文件物理结构 文件存取方式
文件目录
文件基本概念
物理块 磁盘结构 磁带
文件 管理 文件系统实现
存储介质
外存空间管理 主要数据结构 文件系统使用 文件系统安全、保护、保 密、可靠性、一致性
•第五章设备管理的重点、难 点
I/O 控制方式：四种I/O 方式的基本原理；四种I/O 方式由 低到高效的演变 缓冲管理 缓冲的概念，为什么引入缓冲 单缓冲如何提高I/O 速度，它存在哪些不足，双缓冲、循 环缓冲又如何提高CPU 与I/O 设备的并行性 缓冲池是为了解决什么问题而引入，引入缓冲池后系统将 如何处理I/O 设备和CPU 间的数据输送 缓冲池的工作方式及Getbuf和Putbuf过程 设备独立性 什么是设备独立性 如何实现设备独立性 设备驱动程序
系统打开文件表 用户打开文件表
创建、打开、读写、关闭、删 除、拷贝、重命名
文件存取控制
•第六章文件管理的重点、难 点
文件的逻辑结构：顺序文件、索引文件和索引顺序文件 原理和特征 组织方式、访问方法及各种文件形式的比较 外存分配方式：连续分配、链接分配和索引分配原理、优缺 点 显示链接FAT、混合索引分配 目录管理：目录管理的要求 文件控制块（FCB） 索引结点 目录结构：单级、两级和多级 文件磁盘空间管理 空闲表法和空闲链法 位示图法：分配和回收的具体计算
第五章设备管理的典型问题






各种I/O 控制方式的比较 为什么引入缓冲区 缓冲如何提高I/O 速度 为什么引入设备独立性，如何实现 什么是虚拟设备，实现虚拟设备的关键技术 SPOOLing技术的组成，如何利用SPOOLing 技术实现共享打 印机 设备处理程序的功能和处理过程 对各种磁盘调度算法，计算访问次序和平均寻道时间，性 能 磁盘访问时间的组成和计算
•第四章 存储管理的重点、难点





重定位的基本概念：为什么要引入 如何提高内存利用率：离散分配、对换机制、动态链 接、虚拟存储器、存储器共享 动态分区分配方式：分配、回收算法 基本分页存储管理方式：为什么引入；地址变换机构 和过程（含具有快表的情况） 基本分段存储管理方式：为什么引入；地址变换机构 和过程（含具有快表的情况）；信息的共享和保护 虚拟存储器的基本概念：为什么要引入；特征；实现 虚拟存储的关键技术 请求分页系统的基本原理：页表机制；地址变换过程； 页面置换算法
1、处理机调度的基本概念和种类 2、选择调度算法的准则，周转时间，带权周转 时间，响应时间 3、常见调度算法， 抢占，响应比 4、 常见的两种实时调度算法 处理死锁的基本方法 5、死锁产生的原因，四个必要条件 6、死锁的预防 7、利用银行家算法避免死锁 8、死锁的检测与解除

高速缓存 内存 磁盘
第四章的典型问题





存储器管理的基本任务 动态重定位的概念、实现方式，什么情况下需要重定位 比较连续分配与离散分配 基于空闲分区链的内存分配与回收算法的应用实例：首次 适应法，循环首次适应法，最佳适应法 在某分页系统中，给定内存容量和物理块大小，计算物理 块的数量；对给定的进程页表，将给定的逻辑地址，计算 出其对应的物理地址并画出地址变换流程图。 在某分段系统中对给定的进程段表，将给定的逻辑地址， 计算出其对应的物理地址并画出地址变换流程图。 请求分页系统过程的各种问题，并用流程图的方式表示地 址变换过程 对给定的问题，按各种页面置换算法，写页面调入过程， 计算和分析缺页率，并对多种算法的性能作比较分析
假定系统有3个并发进程get 、copy 和put 共享缓冲器B1和B2。进程get负责从输入设 备上读信息，每读出一条记录后放到B1中。 进程copy从缓冲器B1中取出一条记录拷贝 后存入B2。进程put取出B2中的记录打印输 出。B1和B2每次只能存放一条记录。要求 3个进程协调完成任务，使打印出来的与读 入的记录个数、次序完全一样。请用记录 型信号量写出并发程序。（北大1990年试 题）
解：
设置4个信号量，其中empty1对应空闲的缓冲区1， 其初值为1；full1对应缓冲区1中的记录，其初值为0； empty2对应空闲的缓冲区2，其初值为1；full2对应缓 冲区2中的记录，其初值为0。相应进程描述为： get( ){ while(1){ 从输入设备读入一条记录; P(empty1); 将记录存入缓冲区1； V(full1); } }
第六章 文件管理的典型问题






画出链接分配方式的链接情况和FAT 的链接情况、FAT长度 计算等。 混合索引分配的的寻址方式、地址转换的计算（另见P350） 和索引结点的地址映射图 对给定的位示图和文件的分配和回收需求，具体写出分配过 程和回收过程。 Unix系统的成组链接法 目录管理的要求；目前广泛采用的目录结构及其优点 说明在树形目录结构中线性检索的过程，并画出相应的流程 图 文件的共享
第二章 进程管理的典型问题



进程的三种基本状态及其转变原因。 进程互斥、临界区 三种经典同步问题及其变型

同步约束条件的分析，信号量的初值的设定 单缓冲区的一个生产者一个消费者同步问题 单缓冲区的一个生产者多个消费者同步问题 多个生产者多个消费者多个缓冲区的同步问题
第三章 处理机调度与死锁
设备管理
操作 系统
作业管理 用户接口
文件管理
文件基本概念 文件的逻辑结构 文件的物理结构 文件目录 外存空间管理 文件共享与保护 数据一致性
存储管理
程序的装入与链接 存储管理任务 动态分区分配 交换技术 页式存储管理 段式存储管理 段页式 虚拟存储技术
并发 共享 虚拟 异步
处理机管理 存储管理 设备管理 文件管理 用户接口
第五章设备管理的重点、难点
虚拟设备和SPOOLing 技术 什么是虚拟设备 什么是SPOOLing技术，SPOOLing系统的组成 如何利用SPOOLing技术实现共享打印机
磁盘调度 磁盘调度的目标 磁盘访问时间的计算 FCFS、SSTF、SCAN、CSCAN 等算法的应用及这些调度算法 的演变过程，分别解决了哪些问题；各算法的性能比较
OS特征
OS功能
OS分类
操作系 统基本 概念
硬件运行环境
批处理操作系统 分时系统 实时操作系统 个人计算机操作系统 网络操作系统 分布式操作系统 吞吐量 时间片 虚机器
操作系统定义
操作系统设计
有效管理 合理调度 使用方便
操作系统设计目标 操作系统结构设计
CPU状态 系统堆栈 中断技术 时钟 通道 地址映射 存储保护
死锁的有关结论 产生死锁的必要条件 死锁预防 死锁避免 死锁检测解除 资源分配图
•第二章 进程管理
1、进程和线程的概念 2、进程的基本状态及状态转换的原因 3、PCB的作用 4、进程控制的原语操作 5、进程互斥、临界区、进程同步的基本概念、 同步准则 6、记录型信号量 7、信号量的应用 8、经典进程同步问题；生产者与消费者问题 9、进程间通信的原理和实现方法 信箱