北方工业大学操作系统操作系统期末复习(课堂PPT)
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12
2.最短寻道时间优先算法
• 为了节约时间，这次我们不再按照顺序来扫描磁盘了
• 18、39、55、58、90、100、150、160
• 还是那些磁道，不过这次我们提前排好序，起始位置依然100
• 接着我们看，在需要跑的磁道中，离100最近的磁道是哪个
• 这也是我们之所以要排序的原因，在这种情况下只有100相邻的两个 磁道可能是我们的选择
解法
P操作，也可以是wait操作是--，只有参数大于0才可以顺利执行 V操作，也可以是signal操作是++，相当于是恢复
25
例题
2. 假定一个阅览室可供50个人同时阅读。读者进入和离开阅览室时都必须在阅览室入口 处的一个登记表上登记，阅览室有50个座位，规定每次只允许一个人登记或注销登记。 要求： （1）用PV操作描述读者进程的实现算法（可用流程图表示，登记、注销可用自然语言描 述）； （2）指出算法中所用信号量的名称、作用及初值。 解
• 注意：磁头移动的是距离 • 而不是位移，所以不可能 • 为负数，因此一定是大减小
• 磁头移动到39，m+=(58-39),m=67
11
以此类推，直到全部扫描完
• 当然，如果是答题，我们直接列式子即可 • m=(100-55)+(58-55)+(58-39)+…..=结果 • 平均寻道长度=m/n n为磁道号个数
14
分页存储求物理地址
•指令：Load 1,2500 •指令的逻辑地址是100，页长1k，求指令的物理地址 •1.求页号
逻辑地址/页长，商为页号，余数为偏移量
页号 物理 块号
0
4
1
8
2
7
2.查表
3.物理地址=物理块号*页长+偏移量
取了两次地址，第一次根据逻辑地址找到物理地址，第二次取物理地址 15
我•猜你以可此能类会推问，:这知真Βιβλιοθήκη Baidu的将是最所短有的磁寻道道跑时完间当吗然？，跑过的磁道我们不会跑第二遍
当然，答案肯定是不一定，计算机只能看到下一步的情况，
但它不可能像围棋高手一样总览全局，至于真正的最短，
那就是我们程序员写的算法才能够实现了，在操作系统中不会这么复杂
13
3.扫描算法（电梯算法）
• 没错，就像是电梯一样，直上直下，一条道走到黑，撞了南墙再回头 • 18、39、55、58、90、100、150、160 • 同样的，我们把磁道号排好序，初始位置100 • 然后，我们按照序号增加的方向依次寻道 • 18、39、55、58、90、100、150、160 • 18、39、55、58、90、100、150、160 • 咚！撞墙了，这时可以回头了，但注意寻过道的磁道不需要再走一遍 • 18、39、55、58、90、100、150、160 • 所以我们直接跳到90 • 18、39、55、58、90、100、150、160 • 18、39、55、58、90、100、150、160
页面置换算法
• 如果给的是逻辑地址需要求出页号 • 页号=逻辑地址/页长（要的是商）
16
先进先出（FIFO）
将页号依次排好
17
方法
一开始是依次装入物理块，全都有缺页中断
18
方法
如果物理块满了，判断哪个页面存在时间最长就替换 方法是向左划线判断哪条最长，同时缺页中断
19
方法
如果下一个页面物理块已经有了，就不用写了，也没有缺页中断
• 我们发现，相比150,磁道90离100更近，所以我们先去90
• 18、39、55、58、90、100、150、160
• m+=(100-90) m=10
• 同样，相比于100,58距离90更近，我们选择58
• 18、39、55、58、90、100、150、160
• m+=(90-58) m=42
P1拥有2个r1资源并请求1个r2
P1
P1 进程
进程请求资源
P1
进程拥有资源
r1
r2
P2
P2拥有1个r1资源和1个r2资源并请求1个r1
4
R1剩余0个资源
判断死锁
P1需要1个r2
P1
P2
P2需要1个r1
R2剩余1个资源
5
P2的需求无法满足，但P1可以得到满足 P1
R1剩余2个资源
R2剩余1个资源
想象，从磁盘圆心处向外画一条直线作为我们下图的X轴， 把磁盘的磁道序号标在上面。
9
题目是这样出的
• 条件： • 欲访问的磁道号：100、55、58、39、18、90、160、150 • 磁头当前位置：100 • 问题： • 磁头移动磁道数和平均寻道长度
10
1.先来先服务算法
• 100、55、58、39、18、90、160、150
S1:阅览室可供使用的空座位，其初值为50 S: 是否可通过阅览室，其初值为1 Process READ_in（i=1„50） {到达阅览室入口处;
• 我们从起始位置开始，按顺序扫描，设磁头移动磁道数为m，初始为0 • 100、55、58、39、18、90、160、150
• 磁头移动到55，m+=(100-55),m=45 • 100、55、58、39、18、90、160、150 • 磁头移动到58，m+=(58-55),m=48 • 100、55、58、39、18、90、160、150
操作系统期末复习
Made by Tzh
1
第一部分：大题
• 本部分为课上老师所讲的几道大题，作为 大题而言命中率应该蛮高的吧，它们包括：
• 资源分配图 • 硬盘调度 • 页面置换算法 • PB操作 • 物理地址替换
2
1.资源分配图
• 会看、会画 • 会判断死锁
P1
r1
r2
P2
3
会看、会画
3个资源 2个资源
P2
P2需要1个r1
P1顺利执行，释放占用所有资源
6
P2需求得到满足，顺利执行 P1
R1剩余3个资源
R2剩余2个资源
P2
在这种情况下不会死锁
7
那么，什么情况下会产生死锁呢
P1需要2个r2
P1
R1剩余0个资源
R2剩余1个资源
P2
P2需要1个r1
此时，P1、P2的需求都无法得到满足，死锁 8
2.磁盘调度
20
最近最久未使用（LRU）
21
方法
往前数第三个来替换（有几个物理块找几个），但不算重复的，有重复的还要往前找
22
要计算的东西
• 缺页次数：每一次页面替换和页面装入（画的对勾数） • 被置换的页号顺序：被替换走的页号按顺序排列 • 缺页率=缺页次数/页面总数
23
生产者—消费者问题
他们又是互斥关系，又是相互协作关系，也是同步关系 24
2.最短寻道时间优先算法
• 为了节约时间，这次我们不再按照顺序来扫描磁盘了
• 18、39、55、58、90、100、150、160
• 还是那些磁道，不过这次我们提前排好序，起始位置依然100
• 接着我们看，在需要跑的磁道中，离100最近的磁道是哪个
• 这也是我们之所以要排序的原因，在这种情况下只有100相邻的两个 磁道可能是我们的选择
解法
P操作，也可以是wait操作是--，只有参数大于0才可以顺利执行 V操作，也可以是signal操作是++，相当于是恢复
25
例题
2. 假定一个阅览室可供50个人同时阅读。读者进入和离开阅览室时都必须在阅览室入口 处的一个登记表上登记，阅览室有50个座位，规定每次只允许一个人登记或注销登记。 要求： （1）用PV操作描述读者进程的实现算法（可用流程图表示，登记、注销可用自然语言描 述）； （2）指出算法中所用信号量的名称、作用及初值。 解
• 注意：磁头移动的是距离 • 而不是位移，所以不可能 • 为负数，因此一定是大减小
• 磁头移动到39，m+=(58-39),m=67
11
以此类推，直到全部扫描完
• 当然，如果是答题，我们直接列式子即可 • m=(100-55)+(58-55)+(58-39)+…..=结果 • 平均寻道长度=m/n n为磁道号个数
14
分页存储求物理地址
•指令：Load 1,2500 •指令的逻辑地址是100，页长1k，求指令的物理地址 •1.求页号
逻辑地址/页长，商为页号，余数为偏移量
页号 物理 块号
0
4
1
8
2
7
2.查表
3.物理地址=物理块号*页长+偏移量
取了两次地址，第一次根据逻辑地址找到物理地址，第二次取物理地址 15
我•猜你以可此能类会推问，:这知真Βιβλιοθήκη Baidu的将是最所短有的磁寻道道跑时完间当吗然？，跑过的磁道我们不会跑第二遍
当然，答案肯定是不一定，计算机只能看到下一步的情况，
但它不可能像围棋高手一样总览全局，至于真正的最短，
那就是我们程序员写的算法才能够实现了，在操作系统中不会这么复杂
13
3.扫描算法（电梯算法）
• 没错，就像是电梯一样，直上直下，一条道走到黑，撞了南墙再回头 • 18、39、55、58、90、100、150、160 • 同样的，我们把磁道号排好序，初始位置100 • 然后，我们按照序号增加的方向依次寻道 • 18、39、55、58、90、100、150、160 • 18、39、55、58、90、100、150、160 • 咚！撞墙了，这时可以回头了，但注意寻过道的磁道不需要再走一遍 • 18、39、55、58、90、100、150、160 • 所以我们直接跳到90 • 18、39、55、58、90、100、150、160 • 18、39、55、58、90、100、150、160
页面置换算法
• 如果给的是逻辑地址需要求出页号 • 页号=逻辑地址/页长（要的是商）
16
先进先出（FIFO）
将页号依次排好
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方法
一开始是依次装入物理块，全都有缺页中断
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方法
如果物理块满了，判断哪个页面存在时间最长就替换 方法是向左划线判断哪条最长，同时缺页中断
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方法
如果下一个页面物理块已经有了，就不用写了，也没有缺页中断
• 我们发现，相比150,磁道90离100更近，所以我们先去90
• 18、39、55、58、90、100、150、160
• m+=(100-90) m=10
• 同样，相比于100,58距离90更近，我们选择58
• 18、39、55、58、90、100、150、160
• m+=(90-58) m=42
P1拥有2个r1资源并请求1个r2
P1
P1 进程
进程请求资源
P1
进程拥有资源
r1
r2
P2
P2拥有1个r1资源和1个r2资源并请求1个r1
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R1剩余0个资源
判断死锁
P1需要1个r2
P1
P2
P2需要1个r1
R2剩余1个资源
5
P2的需求无法满足，但P1可以得到满足 P1
R1剩余2个资源
R2剩余1个资源
想象，从磁盘圆心处向外画一条直线作为我们下图的X轴， 把磁盘的磁道序号标在上面。
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题目是这样出的
• 条件： • 欲访问的磁道号：100、55、58、39、18、90、160、150 • 磁头当前位置：100 • 问题： • 磁头移动磁道数和平均寻道长度
10
1.先来先服务算法
• 100、55、58、39、18、90、160、150
S1:阅览室可供使用的空座位，其初值为50 S: 是否可通过阅览室，其初值为1 Process READ_in（i=1„50） {到达阅览室入口处;
• 我们从起始位置开始，按顺序扫描，设磁头移动磁道数为m，初始为0 • 100、55、58、39、18、90、160、150
• 磁头移动到55，m+=(100-55),m=45 • 100、55、58、39、18、90、160、150 • 磁头移动到58，m+=(58-55),m=48 • 100、55、58、39、18、90、160、150
操作系统期末复习
Made by Tzh
1
第一部分：大题
• 本部分为课上老师所讲的几道大题，作为 大题而言命中率应该蛮高的吧，它们包括：
• 资源分配图 • 硬盘调度 • 页面置换算法 • PB操作 • 物理地址替换
2
1.资源分配图
• 会看、会画 • 会判断死锁
P1
r1
r2
P2
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会看、会画
3个资源 2个资源
P2
P2需要1个r1
P1顺利执行，释放占用所有资源
6
P2需求得到满足，顺利执行 P1
R1剩余3个资源
R2剩余2个资源
P2
在这种情况下不会死锁
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那么，什么情况下会产生死锁呢
P1需要2个r2
P1
R1剩余0个资源
R2剩余1个资源
P2
P2需要1个r1
此时，P1、P2的需求都无法得到满足，死锁 8
2.磁盘调度
20
最近最久未使用（LRU）
21
方法
往前数第三个来替换（有几个物理块找几个），但不算重复的，有重复的还要往前找
22
要计算的东西
• 缺页次数：每一次页面替换和页面装入（画的对勾数） • 被置换的页号顺序：被替换走的页号按顺序排列 • 缺页率=缺页次数/页面总数
23
生产者—消费者问题
他们又是互斥关系，又是相互协作关系，也是同步关系 24