操作系统总复习软件.ppt
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操作系统总复习软件.ppt
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第1章复习,1.引入多道程序技术的前提条件之一是系统具有()。
A多个CPUB多个终端C中断功能D分时功能,2.批处理系统的主要缺点是()。
ACPU利用率低B不能并发执行C缺乏交互性D以下都不是,3.()是帮助管理计算机资源的一整套程序。
A应用程序B备份程序C诊断程序D操作系统程序,4.下列性质中,不是分时系统特征的是()。
A交互性B独立性C多路性D成批性,5.实时操作系统必须在()内响应来自外部的事件。
A响应时间B周围时间C规定时间D调度时间,6.多道程序设计是指(D)。
A在实时系统中并发运行多个程序B在分布系统中同一时刻运行多个程序C在一台处理机上同一时刻运行多个程序D在一台处理机上并发运行多个程序,7.按照计算机系统层次结构的一般原则,从用户角度将依次看到()。
A.C语言编译程序,用C语言写的某单位的人事管理程序,操作系统B.用C语言写的某单位的人事管理程序,C语言编译程序,操作系统C.操作系统,用C语言编写的人事管理程序,C语言编译程序D.用C语言编写的人事管理程序,操作系统,C语言编译程序,8.为方便用户使用计算机,操作系统向用户提供的接口有命令接口和程序调用接口,在新近的操作系统中还提供图形接口。
批处理、分时和实时操作系统各自有什么特点?
多道程序设计的主要优点是什么?
P1.3操作系统的基本特征,第一章操作系统引论,表程序运行的时间表(单位:
ms),补充:
有三个程序A、B、C,它们使用同一个设备进行I/O操作,并按A、B、C的优先次序执行。
这三个程序的计算机和I/O操作时间如下表所示。
假设调度时间可忽略不计,请分别画出单道程序环境和多道程序环境下(假设内存中可同时装入这三道程序),它们运行的时间关系图,并比较它们的总运行时间。
第一章操作系统引论,单道程序运行情况,单道运行的时间关系图,多道、非抢占式运行的时间关系图,第2章进程管理,I1,I2,I3,I4,C1,C2,C3,C4,P1,P2,P3,P4,进程和程序的区别,前趋图-并发-失去封闭性和可再现性,2.1进程基本概念,时间片完,图进程的三种基本状态及其转换,就绪,执行,阻塞,进程调度,I/O请求,I/O完成,有挂起状态的进程转换图,挂起,唤醒,执行,静止就绪,静止阻塞,活动就绪,活动阻塞,请求I/O,挂起,激活,挂起,激活,唤醒,进程调度,时间片完,执行,静止就绪,静止阻塞,活动就绪,活动阻塞,请求I/O,挂起,激活,挂起,激活,挂起,唤醒,唤醒,进程调度,时间片完,创建,终止,释放,PCB,程序段,私有数据,(a)进程示意图,进程控制块中的信息,进程标识符处理机状态进程调度信息进程控制信息,PCB的组织方式:
链接和索引,2.2进程控制,PCB链表队列,执行指针,就绪队列指针,阻塞队列指针,空闲队列指针,PCB1,4,PCB2,3,PCB3,0,PCB4,8,PCB5,PCB6,7,PCB7,9,PCB8,0,PCB9,15,由图示可知:
P5正在执行;就绪进程有:
P1,P4,P8阻塞进程有:
P2,P3其余为空闲进程控制块PCB,PCB索引表形式,PCB1,执行指针,就绪表指针,阻塞表指针,就绪索引表,阻塞索引表,PCB2,PCB3,PCB4,PCB5,PCB6,PCB7,2.3进程同步,直接(同步:
进程间的合作)和间接(互斥:
资源共享)制约关系临界资源临界区进入区退出区,整型信号量记录型信号量AND型信号量信号量集,对应的P、V操作,2.4经典的进程同步问题,1生产者与消费者问题2哲学家进餐问题3.读者与写者问题,send(B,a),sender:
A,size:
5,text:
Hello,mq,mutex,Sender:
A,size:
5,text:
Hello,sm,next:
0,receive(b),sender:
A,size:
5,text:
Hello,第一消息缓冲区,发送区a,接收区b,进程A,PCB(B),进程B,a,b,2.5进程通信_消息缓冲队列机制,2.6线程线程与进程的区别用户级线程和内核支持级线程,原材料供应者S、生产者P、发货者T。
S提供原材料到仓库M1,生产者从M1仓库取材料,经过生产得到产品放入产品仓库M2,发货者T从产品仓库去货发售。
三个进程:
S、P、T。
M1:
资源信号量fm1=0em1=n1;互斥信号量:
m1。
M2:
资源信号量fm2=0em2=n2;互斥信号量:
m2。
S:
wait(em1);P:
wait(fm1);T:
wait(fm2);wait(m1);wait(m1);wait(m2);放入原材料;拿原材料;取产品。
signal(m1);signal(em1);signal(m2);signal(fm1);生产;signal(em2);wait(em2);.,下列几种关于进程的叙述,()最不符合操作系统对进程的理解。
进程是在多进程并行环境中的完整的程序进程可以由程序、数据和进程控制块描述线程(Thread)是一种特殊的进程进程是程序在一个数据集合上运行的过程,是系统进行资源管理的一个独立单位,操作系统的进程管理模块并不负责()。
进程的创建和删除提供死锁处理机制实现I/O设备的调度通过共享内存实现进程间的通信,判断题:
当一个进程由阻塞状态转换为就绪态时,一定有一个进程从就绪态变成运行态。
A,C,补充作业,进程之间存在着哪几种制约关系?
各是什么原因引起的?
下列活动分别属于哪种制约关系?
(1)若干同学去图书馆借书;
(2)两队举行篮球比赛;(3)流水线生产的各道工序;(4)商品生产和社会消费。
inttotal=0;/P0,P1共享全局变量totalP0,P1:
/P0和P1进程的代码相同,如下:
inti;for(i=1;i=10;i+)total=total+1;问:
最后total可能的最小值、最大值分别是多少?
思考题,进程同步问题,嗜睡的理发师问题:
一个理发店由一个有N张沙发的等候室和一个放有一张理发椅的理发室组成。
没有顾客要理发时,理发师便去睡觉。
当一个顾客走进理发店时,如果所有的沙发都已被占用,他便离开理发店;否则,如果理发师正在为其他顾客理发,则该顾客就找一张空沙发坐下等待;如果理发师因无顾客正在睡觉,则由新到的顾客唤醒理发师为其理发。
在理发完成后,顾客必须付费,直到理发师收费后才能离开理发店。
试用信号量完成这一过程。
理发师问题分析,只有在理发椅空闲时,顾客才能坐到理发椅上等待理发师理发,否则顾客便必须等待;只有当理发椅上有顾客时,理发师才可以开始理发,否则他也必须等待。
理发师为顾客理发时,顾客必须等待理发的完成,并在理发完成后由理发师唤醒他。
顾客理发完成后必须向理发师付费,并等理发师收费后顾客才能离开;而理发师则需等待顾客付费,并在收费后唤醒顾客以允许他离开。
等候室中的N张沙发是顾客竞争的资源。
为了控制顾客的人数,使顾客能在所有的沙发都被占用时离开理发店,需设置一整型变量来对理发店中的顾客进行计数。
Varcount:
integer:
=0;mutex,sofa,empty,full:
semaphore:
=1,N,1,0;cut,payment,receipt:
semaphore:
=0,0,0;beginparbeginrepeatguest:
beginwait(mutex);if(countN)thenbeginsignal(mutex);exitshop;endelse,begincount:
=count+1;signal(mutex);if(count1)thenbeginwait(sofa);sitonsofa;wait(empty);getupfromsofa;signal(sofa);endelsewait(empty);sitonthebaber_chair;signal(full);,?
wait(cut);pay;signal(payment);wait(receipt);getupfromthebaber_chair;signal(empty);wait(mutex);count:
=count-1;signal(mutex);exitshop;untilfalse;endend,baber:
beginrepeatwait(full);cuthair;signal(cut);wait(payment);acceptpayment;signal(receipt);untilfalse;endparendend,Varmutex,tobacco,paper,match:
semaphore:
=1,0,0,0;parbeginsmoker1:
beginrepeatwait(tobacco);makecigarette;smoking;signal(mutex);endsmoker2:
beginwait(paper);makecigarette;smoking;signal(mutex);enduntilfalse,smoker3:
beginrepeatwait(match);makecigarette;smoking;signal(mutex);untilfalse;enddealer:
beginrepeatwait(mutex);takeouttwomaterials;ifthematerialsispaperandmatchsignal(tobacco);ifthematerialsispaperandtobaccosignal(match);ifthematerialsismatchandtobaccosignal(paper);untilfalse;endparend,?
Varempty,apple,orange:
semaphore:
=1,0,0;beginparbeginfather:
beginrepeatwait(empty);putanapple;signal(apple);untilfalse;endmother:
beginrepeatwait(empty);putanorange;signal(orange);untilfalse;end,daughter:
beginrepeatwait(apple);eattheapple;signal(empty);untilfalse;endson:
beginrepeatwait(orange);eattheorange;signal(empty);untilfalse;endparend,阅览室读书问题,假定一个阅览室最多可容纳100人,读者进入和离开阅览室时都必须在阅览室门口的一个登记表上进行登记,而且每次只允许一人进行登记操作。
请用信号量实现上述进程的同步问题。
Varcount,mutex:
semaphore:
=100,1;beginparbeginreader1:
beginrepeatwait(count);wait(mutex);register;signal(mutex);readtheliterature;wait(mutex);checkout;signal(mutex);signal(count);exitthereadingroom;untilfalse;end,reader2:
beginrepeatwait(count);wait(mutex);register;signal(mutex);readtheliterature;wait(mutex);checkout;signal(mutex);signal(count);exitthereadingroom;untilfalse;endparend,第3章复习,第3章小结,理解处理机调度的三级调度各自的含义,会区分这三种调度;理解抢占式调度和非抢占调度这两种调度方式的概念了解调度算法的准则掌握常见的几种调度算法,做到能根据系统中各个进程的属性和到达情况按常见的调度算法调度多个进程执行的顺序理解等待时间、周转时间、带权周转时间的含义,会计算它们了解实时调度(EDF和LLF)理解死锁发生的四个必要条件,做到能举例说明如何限制这些条件不成立,能判断当前系统有没有发生死锁理解处理死锁的几个方法,尤其是死锁预防和死锁避免的区别掌握死锁避免的重要算法银行家算法,做到能用银行家算法调度一个系统的资源分配了解死锁检测和解除的概念和方法,用高级语言模拟各种不同的调度算法;用高级语言模拟银行家算法;,知识结构图,处理机调度,调度级别,调度队列,选择调度方式和算法的准则,调度算法,实时调度,作业调度,中级调度,低级调度,先来先服务,短作业优先,时间片轮转,多级反馈队列,最高相应比优先,优先级,死锁,概念,产生原因,必要条件,竞争资源,进程推进顺序不当,互斥条件,请求和保持条件,不剥夺条件,环路等待条件,处理方法,预防死锁,限制条件,避免死锁,银行家算法,死锁检测与解除,33,调度算法比较,思考题,假设一个系统中有6个进程,它们的到达时间和服务时间如下表所示,忽略I/O以及其他开销时间,若分别按先来先服务(FCFS)、非抢占的短进程优先(SPF)、高响应比优先(HRRN)、时间片轮转(RR,时间片=1)、多级反馈队列(FB,第i级队列的时间片=3i-1)以及立即抢占的多级反馈队列(FB,第i级队列的时间片=3i-1)调度算法进行CPU调度,请给出各进程的完成时间、周转时间、带权周转时间、平均周转时间和平均带权周转时间。
表进程到达时间和需服务时间,FCFS的进程完成时间和周转时间,12,9,8,6,2,2,周转时间,2.4,3,2,1,2,1,带权周转时间,21,16,13,9,3,2,完成时间,F,E,D,C,B,A,进程,进程调度顺序:
A,B,C,D,E,F,T=6.5W=1.9,SPF(非抢占)的进程完成时间和周转时间,12,5,11,6,2,2,周转时间,2.4,1.67,2.75,1,2,1,带权周转时间,21,12,16,9,3,2,完成时间,F,E,D,C,B,A,进程,进程调度顺序为:
A,B,C,E,D,F,T=6.33W=1.80,HRRN的进程完成时间和周转时间,1.8,4,5,9,F,3,9,16,13,3,6,3,7,E,5,1.73,6.3,2.4,12,21,16,2.4,7,5,9,F,6,1,0,5,9,F,1.67,2,3,7,E,2,8,13,9,2,4,4,5,D,4,1,6,9,3,1,0,6,3,C,3,1,1,3,2,2,1,1,1,B,2,1,2,2,0,1,0,2,0,A,1,wi,ti,tc,tb,Rp,tw,ts,ta,作业,调度次序,ta到达时间、tb开始时间、tc完成时间,进程调度顺序为:
A,B,C,D,E,F,第四章小结,40,存储管理方式,一次性装入,多次性装入,连续分配,离散分配,固定分区,动态分区,分区大小相等,单一分区,分区大小不等,普通的动态,可重定位动态(紧凑),基本的分页,段页式,普通的分页,有快表的分页,两级和多级页表,基本的分段,请求分页,请求分段,动态分区分配算法,页面置换算法,存储管理方式,连续分配,离散分配,逻辑和物理空间如何划分?
哪种数据结构表示两者的对应关系?
地址变换如何实现?
单一分区,固定分区,动态分区,不能并发,大小相等,大小不等,分区使用表,空闲分区表,空闲块链表,分配算法,紧凑,回收策略,分页,分段,基本分页,请求分页,基本分段,请求分段,分页,分块,页表(快表),地址变换,多级页表,页表,请求调入和置换功能,页面置换算法,缺页中断,段页式,分段,段表,地址变换,段共享,段表(5),地址变换,缺段中断,本章小结,掌握重定位的基本概念,掌握引入重定位和动态重定位的原因,了解在连续分配方式、分页系统和分段系统中,分别如何实现重定位;理解动态重定位分区分配方式,掌握常用的动态分区分配方式和保护策略;掌握分页和分段存储管理方式,理解分页系统的地址转换机制,了解分页和分段存储管理方式中的信息共享和保护;了解虚拟存储器的基本概念及基本特征,掌握其引入原因和实现的关键技术;掌握请求分页系统的基本概念,理解页表机制和地址变换过程以及常用的页面置换算法。
(FIFO.LRU.CLOCK,改进CLOCK)掌握请求分段的基本概念,理解分段机制和地址变换了解共享段的实现方法,简单了解段的保护机制,段表寄存器,段表基址,段表长度,段号S,页号P,页内地址W,段表,页表,b,块号b,块内地址,0123,0123,越界中断,快表,26.在一个请求分页系统中,假如一个作业的页面走向为4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5,目前它还没有任何页装入内存,当分配给该作业的物理块数目M分别为3和4时,请分别计算采用OPT(最佳置换算法)、LRU(最近最久未使用算法)和FIFO(先进先出算法)页面淘汰算法时访问过程中所发生的缺页次数和缺页率,并比较所得的结果。
利用最佳置换算法时的置换图,4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5,页面引用序列为:
4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5物理块数为3的情况如下:
可以置换3或4,缺页次数为7,利用最佳置换算法时的置换图,4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5,页面引用序列为:
4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5物理块数为4的情况如下:
可以置换2、3或4,缺页次数为6,利用LRU算法时的置换图,4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5,页面引用序列为:
4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5物理块数为3的情况如下:
缺页次数为10,利用LRU置换算法时的置换图,4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5,页面引用序列为:
4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5物理块数为4的情况如下:
缺页次数为8,利用FIFO算法时的置换图,4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5,页面引用序列为:
4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5物理块数为3的情况如下:
缺页次数为9,利用FIFO置换算法时的置换图,4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5,页面引用序列为:
4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5物理块数为4的情况如下:
缺页次数为10,分配的物理块数增加时,缺页次数却没有减少,使用OPT算法时,访问过程中发生缺页的情况为:
当M使用为3时,缺页次数为7,缺页率为7/12;当M为4时,缺页次数为6,缺页率为1/2。
可见,增加分配给作业的内存块数,可减少缺页次数,从而降低缺页率。
使用LRU算法时,访问过程中发生缺页的情况为:
当M使用为3时,缺页次数为10,缺页率为10/12;当M为4时,缺页次数为8,缺页率为8/12。
使用FIFO算法时,访问过程中发生缺页的情况为:
当M使用为3时,缺页次数为9,缺页率为9/12;当M为4时,缺页次数为10,缺页率为10/12。
第五章设备管理,
(一)I/O管理概述1.I/O设备2.I/O管理目标3.I/O管理功能4.I/O应用接口5.I/O控制方式
(二)I/O核心子系统1.I/O调度概念2.高速缓存与缓冲区3.设备分配与回收4.假脱机技术(SPOOLing)5.出错处理,本章范围,了解I/O设备的几种类型;分类掌握程序I/O方式,理解缓冲的引入目的,了解缓冲区的类别和结构,理解缓冲区和快速缓存的区别;了解设备分配和回收;掌握Spooling技术的概念,理解引入Spooling技术的目的,做到能叙述出Spooling技术是如何实现的;,知识结构图,设备管理,任务和功能,I/O设备管理,存储设备管理,I/O设备类型,设备控制器,I/O控制方式,缓冲管理,设备分配,SPOOLing技术,独占设备,共享设备,虚拟设备,程序I/O,中断驱动,DMA,通道控制,概念,组成,特点,把独占设备改造成共享设备的虚拟设备技术,磁盘存储器管理,提高磁盘的I/O速度,磁盘结构,访问时间,磁盘调度,寻道时间,旋转延迟时间,传输时间,FCFS,SSTF,SCAN,CSCAN,N-Step-SCAN,FSCAN,55,6.1文件和文件系统:
文件的分类6.2文件的逻辑结构6.3外存分配方式:
索引分配6.4目录管理6.5文件存储空间的管理6.6文件共享与文件保护6.7数据一致性控制,14在UNIX中,如果一个盘块的大小为1KB,每个盘块号占4个字节,即每块可放256个地址。
请转换下列文件的字节偏移量为物理地址。
并指出寻址方式.9999;18000;420000,
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