操作系统复习0912.docx
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操作系统复习0912.docx
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操作系统复习0912
一、基本概念(30~50)
书上每章节的黑体字部分。
基本上是目录的内容。
要求:
达到基本能默写,即背下来。
特别是每一章的主要内容。
二、英语缩写与中文题目。
(4~6分)
范围:
以书上出现的为准。
要求:
1给出汉语可写出英文全文和缩写。
例子:
操作系统:
OperatingSystemSO。
2给出英文缩写可写出中文的含义。
例子:
OS:
操作系统。
三、与计算有关的问题(10~20)
进制转化。
要求做到2/10,60/10,24/10等进制之间的转换。
例子1)(123456)10=(?
?
?
?
)2=(?
?
?
?
)60=(?
?
?
)24
2)N.M小时<=>A天B小时C分D秒.等
2<=>10权数
181716151413121110987654321
13107265536327681638481924096204810245122561286432168421
1,1110,0010,0100,0000
(123456)10=(1,1110,0010,0100,0000)2=(11,110,001,001,000,000)2=(1e240)16=(361100)8
-65536
57920
-32768
25152
-16384
8768
-8192
576
-512
64
103.5678N.M小时=A天B小时C分D秒.等=4天7小时33分4.08秒.
A天=N/24=103/24=47
B=7
C=(小时=>分,取整)0.5678*60=>34.068分=>34分
D=(分=>秒,取整).068*60=>4.08秒=4
1天13小时25分12秒=N.M小时.=37+(25*60+12)秒/3600秒(1512/3600)+.42=37.42小时
四、基本计算题目(25~50)
1虚拟存储器地址的计算。
页式/段式/段页式
#1维逻辑地址>2维页/段式地址>主存的物理地址的计算
例子1)给出页表,计算出主存地址=架号*页长+页内偏移量
2)给出段表,计算出主存地址=段起始地址+段内偏移量
3)给出段页表,段内页表,计算出主存地址。
=架号*页长+页内偏移量
页长=512
123456=>(页号,偏移)=(241,64)到页表中找架号=12345
物理地址=12345*512+64=6320704=(607240)16
607240
1048576655364096256161
6320704
6291456*6
29248*7
-28672
576*2
-512
64*4
-64
0
2作业有关问题
#三个时间及其关系:
提交>运行>结束时间
#周转时间=结束时间-提交时间平均周转时间
#三种调度:
高/中/低或作业/磁盘/进程
#基本调度算法p24。
先来先服务/最短作业优先/最高相应比优先
优先级/均衡调度
#例子1)给出若干个作业的提交、需要运行时间,按不同算法计算个别和平均周转时间。
Ts-----------Tr---------TeTs<=Tr ABCDTA>TB>TC>TD需要运行时间TA=0: 50TB=0: 40TC=0: 30TD=0: 25 从10点开始调度. TsTrsTeTo A9: 4510: 0010: 501: 05 B9: 4510: 5011: 301: 45 C9: 5011: 3012: 002: 10 D10: 00-12: 0012: 252: 25 TA/TBTCTDTraTrbTrcTrd 9: 459: 5010: 0010: 5011: 3012: 0012: 25 T=1: 05+1: 45+2: 10+2: 25=7: 25 Tv=7: 25/4 1换成小时安7: 25=7+25/60=7.42小时=>1.8542小时=1: X: Y: Z 2换成分7: 25=7*60+25=445分=>111.25分=1: X: Y: Z 3不换7=>1小时3: 25=205分=>51.25=1: 51: X: Z 1: 51: 15 10点调度,SJF TsTrsTeTo A9: 4511: 3512: 252: 40 B9: 4510: 5511: 351: 50 C9: 5010: 2510: 551: 05 D10: 00-10: 0010: 250: 25 调度周期短,FIFS A9: 459: 4510: 350: 50 B9: 4510: 3511: 151: 30 C9: 5011: 1511: 451: 55 D10: 00-11: 4512: 102: 10 T=4: 145=385Tv=385/4=96.25 调度周期短,SjF TsTrsTeTo A9: 4511: 2012: 102: 25 B9: 459: 4510: 250: 40 C9: 5010: 5011: 201: 30 D10: 00-10: 2510: 500: 50 T=3: 145=325Tv=325/4=81.25 T=4: 120=6: 00Tv=6: 0/4=1.5=1: 30: 00 TA/TBTCTDTrdTrcTrbTra 9: 459: 5010: 0010: 2510: 5511: 3512: 25 TA/TBTCTDTraTrbTrcTrd 9: 459: 5010: 0010: 5011: 3012: 0012: 25 T=Tw(等待时间)+Tr(实际运行时间) T1..Tn个作业t1..tn每个作业的实际运行时间 t1 1最长的平均等待时间(一起来,又最长的作业先运行) TL=[(n-1)tn+(n-2)tn-1+(n-3)tn-2+2T3+T2]/n [3T4+2T3+T2]/4 2最短的平均等待时间TS=0 (大家按顺序来,而且时间恰到好处,没有等待) 3实际平均运行时间 TR=[T1+T2..Tn]/n 4最长的平均周转时间TL+TR 5最短的平均周转时间TS+TR 资源问题. 3页面调度问题p73 #主要是FIFO和LRU算法及计算。 注意页架数,涉及页面顺序/中断/淘汰等。 例子1)给出页面顺序,计算中断次数,淘汰顺序/页面等 2)页面调度中的异常问题 给出页面顺序: 231253412341323页架数3 如果页架数=给出页面中页数的最大值 1)没有淘汰2)缺页中断次数=最大值 FIFO 231253412341323 中断********8 222233115443 33311554222 1155442331 231545 4磁盘有关问题 #基本磁盘参数: 磁头H/磁道C/扇区S。 磁盘容量=H*C*S*扇区大小 磁盘最大传输率=H*单个磁道容量*转速/秒 #例子1)磁盘大小的计算。 2)最大理论传输速率的计算 磁盘容量计算: h=16c=1024s=65536Sl=0.5k=512byte 16*1024*65536*0.5k=2^(4+10+16-1+10)=2^39=512GByte h=256c=1024s=64(8+10+6=24) 256*1024*64*0.5k=2^(8+10+6-1+10)=2^33=8GByte 扇区大小: 受磁盘物理参数的限制.误码的影响.CRC16 扇区数量: 受磁盘物理参数的限制.记录密度 密度=512Byte/CM扇区需要的最小长度=1cm 磁道长=10CM 扇区最大数=磁道长/扇区需要的最小长度 =10cm/1cm=10 #磁盘调度p101 移臂调度: FIFS/SSTF最短寻道时间优先/扫描/循环扫描 旋转调度: 读一扇区的时间T=寻道时间+寻扇区时间+读扇区时间+数据处理传输时间 #例子1)给出磁道序列,按不同算法计算需要移动磁道数。 2)给出文件大小,按顺序和间隔存放,计算各自的读取时间。 移臂调度: 给出磁道顺序数,计算磁头移动的距离. 100,20,98,15,50,100,98,30,76,50磁头参数: 磁道数=50/方向N>0 最小磁道=0;最大磁道=150 FIFS10080788335502684626=568 SSTF1520305050769898100100 155102002622020=100 循环扫描最小磁道0 50>050503020150769898100100 0020105157622020=150 最大磁道200 50>1005050769898100100150302015 00262202050120105=235 扫描 50>05050302015769898100100 0020105156122020=135 50>1005050769898100100302015 00262202070105=135 旋转调度: 1磁盘转速To 2读写一个扇区需要的时间Trw 3两个寻找时间: 寻道Tc(不会算,一般由厂家给出)/寻扇区Ts (可以算,最小=0,最大=一圈时间To,平均Tsv=To/2) 4处理传输时间(一般也不能计算)Tp To最大=2*Tsv>Trw>Tp 读写一个扇区时间=Tc+Ts+Trw+Tp 例如: 某文件大小10KB磁盘扇区大小=1KB一磁道上有10个扇区, 如果用顺序存放方式,问读出这个文件所需要的时间是多少? 0123456789十个扇区编号 0123456789文件块编号 设定: To是磁盘旋转一圈的时间,Trw=To/10 T=T0+T1+..T9 T0=Tc0+Ts0+Trw+Tp=Tc0+Ts0+Trw+Tp T1=Tc1+Ts1+Trw+Tp=0+(To-Tp)+Trw+Tp T2=Tc2+Ts2+Trw+Tp=0+(To-Tp)+Trw+Tp … T9=Tc9+Ts+Trw+Tp=0+(To-Tp)+Trw+Tp T=Tc0+Ts0+9To-9Tp+10Trw+10Tp =Tc0+Ts0+9To+10Trw+Tp =Tc0+Ts0+10To+Tp 0123456789十个扇区编号 0*1*2*3*4* *5*6*7*8*9 0516273849文件块编号单间隔存放 T0=Tc0+Ts0+Trw+Tp=Tc0+Ts0+Trw+Tp T1=Tc1+Ts1+Trw+Tp=0+(Trw-Tp)+Trw+Tp T2=Tc2+Ts2+Trw+Tp=0+(Trw-Tp)+Trw+Tp … T5=Tc5+Ts5+Trw+Tp=0+(Trw-Tp)+Trw+Tp+Trw T9=Tc9+Ts+Trw+Tp=0+(Trw-Tp)+Trw+Tp T=Tc0+Ts0+9Trw-9Tp+10Trw+10Tp+Trw =Tc0+Ts0+20Trw+Tp =Tc0+Ts0+2To+Tp #磁盘管理p102理论: 位示图法/索引表法 实际: DOS/WIN? ? 用的FAT表及计算 UNIX用的索引表及计算。 特点: 把多级索引和为一表 #例子1)FAT12/24/32的计算 2)UNIX索引表管理文件大小的计算 FAT表的计算(理论) FATn的大小=FAT表的宽度(=n)*FAT表的表项数(=2^n)bit FAT12大小=12*2^12bit=3*2^2*2^12/2^3Byte=3*2^(2+12-3)=3*2^11 =6*2^10=6KB FAT24大小=24*2^24bit=3*2^3*2^24/2^3Byte=3*2^(3+24-3)Byte =3*2^24=3*16*2^20=48MB FAT32大小=32*2^32/8=16GByte FATn可以管理块的计算=FAT表的表项数 FATn可以管理磁盘大小的计算=FAT表的表项数*块的大小 TAF12=2^12*0.5K=2^(12-1+10)=2^21=2*2^20=2MB TAF24=2^24*0.5K=2^(24-1+10)=2^33=8*2^30=8GB FAT32=2^32*0.5K=2^(32-1+10)=2^41=2Tbyte 实际做法: WIN? ? 倒算磁盘块数。 1FATn是多大,实际用FAT32 2块的大小。 4KB/8KB/16KB/32KB/64KB 找出某个WIN? ? 的块大小。 1用dir命令查看磁盘的剩余空间X精确到Byte 2用一个编辑器(不要用word)写一个字节到磁盘文件F. 3再次用dir命令检查F大小和磁盘剩余空间Y 4此系统块的大小=X-Y 1.44M/0.5K≈1.5M/0.5K=3K字符 比如磁盘40GB分为X块。 32*X/8<30MB(预计可以使用的空间) X4=40GB/4KB=40*2^30/4*2^10=10*2^20 32*10*2^20/8=5*2^(3+20)=5*2^3MB=40MB 比如磁盘256GB,仍然用4KB一块 32*(256GB/4KB)/8=256M 实际程序大小10MB,用的块数=10MB/4KB=2.5K OS使用块数=256GB/4KB=64M 2.5K/64KK=2.5/64K 数据结构是分别计算各个索引表。 一张索引表中有四种索引。 1直接,指向文件块,2一级索引,指向指向文件块的索引块, 3二级索引,4三级索引。 最大缺点是: 在多级索引时,为了读写文件块需要多次访问磁盘。 文件块=1KB目录项大小=32Byte磁盘块数<2^32指针长度=32bit=4Byte 一块中可以放的目录数=块大小/目录项大小=1024/32=32个 一块中可以放的指针数=块大小/指针大小=1024/4=256个 索引表的第一块一定是目录,有32个指针 16个直接指针<16KB的文件可以直接找到F1=16KB 8个一级索引8*256个指针8*256*1KB+F1≈2Mbyte=F2 6个二级索引6*256*256个指针6*256*256*1KB+F2≈3*2^7MB=384MB=F3 2个三级索引2*256*256*256个指针2*256*256*256*1KB+F3≈32GB 5基本速度计算CPU速度与用户数的基本关系/CPU、主存、辅助存储器的速度问题 #例子1)给出CPU主频、用户需要的计算速度,计算用户数。 =CPU主频/用户需求 2)K/M/G/T问题 10^N36912 2^M10203040 369123)实际主存与辅存速度。 如缺页与不缺页的时间差距。 ns与ms的关系 mμnp秒nsms Hzf=1/T1GHz主频=>1/1Ghz=1ns 磁盘5400转/分5400转/60秒=90转/秒T=1/90秒=1000/90ms 10800转/分10800转/60秒=180转/秒T=1/180秒=1000/180ms X[100][100]数据存放与OS的存储器管理有关。 For(I=0;I<100;I++) For(j=0;j<100;j++) X[I][j]=0;X[j][I]=0; 五、程序题目(10~20) #不考具体的程序,只要写出流程,用中文写也可以。 #程序的死锁分析。 给出题目,找出是否有死锁,若有是怎样的情况 死锁的原因: 进程并行/资源有限 #共用数据用锁的实现互斥的程序。 上锁和解锁程序流程 #同步与互斥模型的使用 #用信号完成生产者与消费者的程序 #用信号完成输入/处理/输出三个进程的的程序 同步模型信号=0;B在P(s)点等待A先过V(s)点. A…V(s)….. B….P(s)….. 互斥模型信号=1; PiP(s)..临界区(程序/资源)..V(s)… 有两个进程Pa生产者,Pb消费者.两者通过缓冲区B来交换信息. B的大小=N(N>0); /*1设置信号*/ 信号m;/*Pa与Pb间的互斥信号*/ 信号s;/*B缓冲区大小的信号*/ 信号d/*产品数量*/ /*2信号初始化*/ m=1;/**互斥模型要求m=1*/ s=N;/**缓冲区开时最大*/ d=0;/**产品开始时没有*/ /*3写出Pa与Pb*/ PaPb LB: LB: 生产一个产品;P(d);/*看是否有产品*/ P(s);/*检查是否有空间*/P(m);/*与他人互斥*/ P(m);/*与他人互斥*/取出一个产品; 放入一个产品;V(m);/*释放与他人的互斥*/ V(m)/*释放与他人的互斥*/V(s);/*通知Pa多一个空间*/ V(d);/*通知Pb已有产品*/消费 GotoLB;GotoLB; 1检查PV操作是否合理.PV成对。 总与个别 2检查是否有死锁 PaPb LB: LB: 生产一个产品;P(d);/*看是否有产品*/ P(m);/*与他人互斥*/P(m);/*与他人互斥*/ P(s);/*检查是否有空间*/取出一个产品; 放入一个产品;V(m);/*释放与他人的互斥*/ V(m)/*释放与他人的互斥*/V(s);/*通知Pa多一个空间*/ V(d);/*通知Pb已有产品*/消费 GotoLB;GotoLB; PaM=1&s=0PaSleepPa等s占据m PbM=0&d=NPbSleepPb等m占据d 用信号完成输入I/处理P/输出O三个进程的的程序 I与P用Bip交换信息,P与O用Bpo交换信息, Bip=nip,Bpo=npo; /*1设置信号*/ 信号mi;/*I与P间的互斥信号*/ 信号mo;/*P与O间的互斥信号*/ 信号si;/*Bip缓冲区大小的信号*/ 信号so;/*Bpo缓冲区大小的信号*/ 信号di/*I的产品数量*/ 信号do/*P的产品数量*/ /*2信号初始化*/ mi=1;mo=1;/**互斥模型要求m=1*/ si=nip;so=npo/**缓冲区开时最大*/ di=0;do=0;/**产品开始时没有*/ /*3写出I,P,O*/ IPO LB: LB: LB: 输入一数据;P(di);/*看是否有数据*/P(do);/*看是否有数据*/ P(si);/*检查Bip*/P(mi);/*与I互斥*/P(mo);/*与P互斥*/ P(mi);/*与P互斥*/取出一数据;取出一数据; 放入一数据;V(mi);/*释放与I互斥*/V(mo);/*释放与P互斥*/ V(mi)/*释放与P互斥*/V(si);/*通知I多一空间*/V(so);/*通知P多一空间*/ V(di);/*通知P有数据*/处理数据输出数据 GotoLB;P(so);/*检查Bpo*/gotoLB; P(mo);/*与O互斥*/ 放入一数据; V(mo)/*释放与O互斥*/ V(do);/*通知O有数据*/ GotoLB; GetInData(); PutOneData(); OutputOneData(); 六、UNIX题目(10~20) #UNIX的基本描述: 多用户/多进程/分时操作系统 1核心/用户2范围: 家,最大的家root3权限: rwx三种4进程家族树及其控制方式 5所有资源都作为文件来管理6运行级别及前台与后台运行 #UNIX的文件目录结构: /根目录下的主要文件 /usror/home家的目录 /usr/spool/mail邮箱地址 /tmp/usr/tmp两个共用区 /usr/include开发用头文件 /bin二进制文件可执行文件 /lib库文件 /dev设备文件 /usr/home用户的家所在地 /tmp临时文件存放地 /etc杂项大部分都是root用的 /etc/passwd帐户文件accountfile /etc/shadow影子文件 #与基本概念密切相关的命令 1家及用户set/w/whoamIlogin/logoutexitctrl+d 2进程及控制ps/kill 3权限及管理chown/chmod字母法/数字法/chgrp 4文件及目录cd/more/cat/mv/mkdir #进程间通讯方式: 管道/锁/信号/消息队列/共享内存 set查看环境 ps可以查看到的信息(进程的基本状态: 就绪/运行/等待) Name内部ID/外部NameUIDUnamePIDPPIDPname Nice运行级别C 时间STIME开始运行时间TIME实际运行时间 位置信息TTY/dev/tty01/dev/tty1a/dev/ttyp1 Kill[? ]PID? =-1~-9 -rwxr-----A$chmod764A7=111rwx6=110rw-4=100r— $chmod[User][OP][Right] User: u主人g小组o其他a全部 OP: +增加权利-减少权利=等于权利 Right: rwx $chmoda+rA $chmod
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