操作系统总结

1、第一章 操作系统概论1、 知识点1. 操作系统是：管理系统资源、控制程序执行、改善人机界面、提供各种服务，并合理组织计算机工作流程和为用户方便而有效地使用计算机提供良好运行坏境的最基本的系统软件。2. 操作系统的功能：OS作为用户接口和服务提供者、OS作为扩展机或虚拟机、OS作为资源管理者和控制者、OS作为程序执行的控制者和协调者。3. 操作系统的主要特性：并发性、共享性、异步性。4. 分时操作系统的特点：同时性、独立性、及时性、交互性。5. 操作系统接口分为：程序接口和作业接口。6. 当前主流的两种操作系统为：Windows OS和Linux OS。第二章 处理器管理周转时间=完成时间提交时

2、间带权周转时间=周转时间运行时间（或执行时间）FCFS即先来先服务算法SJF即最短作业优先算法SRTF即最短剩余时间优先算法8、在道数不受限制的多道程序系统中，作业进入系统的后备队列时立即进行作业调度。现有4个作业进入系统，有关信息列举如下，作业调度和进程调度均采用高优先级算法（规定数值越大则优先级越高）。作业名进入后备队列的时间执行时间/min优先数Job18:00601Job28:30502Job38:40304Job48:50103Job1Job2Job3Job48:30 8:408:00 8:30 解：10:00 10:309:20 10:008:40 9:109:10 9:20从上面

3、的作业流程可知作业名进入后备队列的时间执行时间/min开始执行时间结束执行时间周转时间/min带权周转时间Job18:00608:0010:301502.5Job28:30508:3010:00901.8Job38:40308:409:10 301Job48:50108:509:20303平均周转时间 T=（150+90+30+30）/4=75min带权平均周转时间 W=(2.5+1.8+1+3)/4=2.07517、 如果在限制为两道的多道程序系统中，有4个作业进入系统，其进入系统时间、估计运行时间列于下表中。系统采用SJF作业调度算法，采用SRTF进程调度算法，请填充下表。作业进入系统时间

4、估计运行时间/min开始运行时间结束运行时间周转时间/minJob110:003010:0011:0565Job210:052010:0510:2520Job310:10510:2510:3020Job410:201010:3010:4020平均周转时间 T=(65+20+20+20)/4=31.25min带权平均周转时间 W=(65/30+20/20+20/5+20/10)/42.2916Job1Job2Job3Job4时间10:00 10:05 10:25 10:30 10:40 11:05知识点1. 中断的概念：中断是指在程序执行过程中，遇到急需处理的事件时，暂时中止现行程序在CPU上的

5、运行，转而执行相应的事件处理程序，待处理完成后再返回断点或调度其他程序执行。2. 中断源分类：按中断事件的性质和激活方式划分：机器故障中断、程序性中断、外部中断、输入输出中断。按中断事件的来源和实现手段划分：硬中断、软中断。3.进程是指可并发执行的程序在某个数据集合上的一次计算活动，也是操作系统进行资源分配和保护的基本单位。运行态就绪态等待态进程调度时间片完等待事件结束出现等待事件4.程序与进程区别：“程序”自身只是计算任务的指令和数据的描述，是静态概念无法刻画程序的并发特性，系统需要寻找一个能描述程序动态执行过程的概念，这就是进程。5.进程三态模型及其状态转换：第三章 同步、通信与死锁1、

6、知识点1. 并发进程中与共享变量有关的程序段叫“临界区”，共享变量代表的资源叫“临界资源”。2. 临界区的调度原则：空闲让进，忙则等待，有限等待，让权等待。（老管版） 临界区的调度原则：互斥使用，有空让进；忙则等待，有限等待；择一而入，算法可行。（课本）3. 死锁：如果一个进程集合中的每个进程都在等待只能由此集合中的其他进程才能引发的事件，而无限期陷入僵持的局面称为死锁。4. 死锁产生的条件：互斥条件、占有和等待条件、不剥夺条件、循环等待条件。2、 分析操作采用pv信号量操作来实现以下两种算法1） 消费者生产者问题2） 读者写者问题3、 计算题（银行家算法）28. 设当前的系统状态下，此时Aa

7、vilable=(1,1,2)。进程ClaimAllocation 3 2 2 1 0 06 1 35 1 13 1 42 1 14 2 20 0 2（1） 计算机各个进程还需要的资源数Cki-Aki。（2） 系统是否处于安全状态，为什么？（3） 进程发出请求向量request2(1,0,1)，系统能把资源分配给它么？进程 (Need) 3 2 2 1 0 0 2 2 2 (1 1 2) 7 2 26 1 35 1 11 0 2 6 2 2(Avai+Allo所得)3 1 42 1 11 0 3 9 3 34 2 20 0 24 2 0 9 3 5（1） 如上图（2） 系统处于安全状态，安全序

8、列为、（此状态序列不定，由进程执行序列决定）（3） 进程发出请求向量request2(1,0,1)，系统能把资源分配给它，因为=（1,0,1）+(5,1,1)=(6,1,2),可形成安全队列。29. 系统有A、B、C、E共4种资源，在某时刻进程、和对资源的占有和需求情况如下表所示，试解答下列问题。进程ABCDABCDABCD00320044162210002750135436033209840014066（1） 系统此时处于安全状态吗？（2） 若此时进程发出request1（1,2,2,2），系统能分配资源给它吗？为什么？解：进程ABCDABCDABCDABCD004400320012(162

9、2)16542750100017502986361354235630984033206521986066001406561(1) 系统此时处于安全状态,安全序列为、；（2） 若此时进程发出request1（1,2,2,2），系统不能分配资源给它，由于=(1,0,0,0)+（1,2,2,2）=(2,2,2,2)无法形成安全队列。第5章 设备管理1、 填空题缓冲技术分为单缓冲、双缓冲和多缓冲。二、简答题1.引入缓冲技术的目的？答：为了解决CPU与设备之间速度不匹配的矛盾；协调逻辑记录大小与物理记录大小不一致的问题；提高CPU和I/O设备的并行性，减少I/O操作对CPU的中断次数，放宽对CPU中断响

10、应的要求。2. 什么是设备独立性,其好处是什么?答：通常用户不指定特定的设备，而指定逻辑设备使得用户作业和物理设备独立开来，再通过其他途径建立逻辑设备和物理设备之间的对应关系，称这种特性为设备独立性； 设备独立性带来的好处，用户与物理的外围设备无关，系统增减或变更外围设备时程序不必修改，易于对付输入输出设备的故障。三、计算题优化分布信息在存储空间中的排列方式会影响存取等待时间。考虑到10条逻辑记录A,B,J被存放于旋转型设备上，每道存放10个物理块，安排如图5.4（a）所示。物理块逻辑记录1A2B3C4D5E6F7G8H9I10J（a）物理块逻辑记录1A2H3E4B5I6F7C8J9G10D(

11、b)图5.4优化分布示例 (a)优化前 (b)优化后假定需要经常需要顺序处理这些记录，旋转速度为一周20ms,处理程序读出每块花4ms进行处理，由于读出并处理记录A之后将旋转到记录D的开始，为了读出记录B，必须再转一周。于是，处理10条记录的总时间为10ms（旋转到记录A的平均时间）+2ms（读记录A）+4ms（处理记录A）+916ms（访问下一条记录）+2ms（读记录）+4ms（处理记录）=214ms。按照图5.4（b）所示方式对信息优化分布：当读出记录A并处理结束后，恰巧旋转至记录B的位置，立即就可读出记录B并处理。按照这一方案，处理10条记录的总时间为10ms（旋转到记录A的平均时间）+

12、102ms（读记录）+4ms（处理记录）=70ms，所花费的时间是原方案的1/3。如果有众多记录需要处理，所节省的时间更加可观。例题：1、旋转型设备上信息的优化分布能够减少为若干I/O服务的总时间。设磁鼓分为8个区，每区存放一条记录，磁鼓旋转一周用时20ms，读取每条记录后经4ms处理，再继续处理下一条记录。当前磁鼓位置未知的情况下：（1） 顺序存放记录1、记录2、记录8时，试计算读出并处理8条记录的总时间；（2） 给出优化分布8条记录的一种方案，使得总处理时间缩短，计算出这个方案所花费的总时间。解：读一个区所用时间为20/8=2.5ms（1）读取并处理记录1的时间t1=2.5+4=6.5ms

13、读取并处理记录2的时间t2=1+62.5+2.5+4=22.5ms总处理时间=t1+7t2=164ms （2）读取并处理记录1的时间t1=2.5+4=6.5ms读取并处理记录2的时间t2=1+2.5+4=7.5ms总处理时间=t1+7t2=59ms2、旋转型设备上信息的优化分布能够减少为若干I/O服务的总时间。设磁鼓分为8个区，每区存放一条记录，磁鼓旋转一周用时8ms，读取每条记录后经5ms处理，再继续处理下一条记录。当前磁鼓位置未知的情况下：（1）顺序存放记录1、记录2、记录8时，试计算读出并处理8条记录的总时间；（2）给出优化分布8条记录的一种方案，使得总处理时间缩短，计算出这个方案所花费

14、的总时间。解：读一个区所用时间为16/8=2ms（1）读取并处理记录1的时间t1=2+5=7ms 读取并处理记录2的时间t2=1+25+2+5=18ms 总处理时间=t1+7t2=7+718=133ms（2）读取并处理记录1的时间t1=2+5=7ms 后续读取并处理需t2=84+103=62ms 总处理时间=t1+t2=7+62=69ms第二类计算题：移动臂调度算法（磁盘寻道算法）1.假定磁盘有200个柱面，编号0199，当前存取臂的位置在143号柱面上，并刚刚完成125号柱面的服务请求。如果请求队列的先后顺序是：86,147,91,177,94,150,102，175，130；试问：为了完成

15、上述要求，下列算法存取臂所移动的总量是多少？并计算存取臂移动的顺序。（1）“先来先服务”算法FCFS当前：143 86 147 91 177 94 150 102 175 130移臂长度：57 61 56 86 83 56 48 73 45移臂总长度：57+61+56+86+83+56+48+73+45=56586 91 94 102 130 143 147 150 175 177扫描队列：143 147 150 130 102 94 91 86 175 177移臂长度： 4 3 20 28 8 3 5 89 2移臂总长度：4+3+20+28+8+3+5+89+2=162一直向最近的编号扫描（

16、2） 最短查找时间优先算法SSTF （3） 扫描算法SCAN扫描序列：143 147 150 175 177 199 130 102 94 91 86移臂长度： 4 3 25 2 22 69 28 8 3 5移臂总长度：4+3+25+2+22+69+28+8+3+5=169按扫描方向扫到一端末，然后反向扫描（不扫到末，只扫到请求队列末那个编号） （4） 电梯调度算法扫描序列：143 147 150 175 177 130 102 94 91 86移臂长度： 4 3 25 2 47 28 8 3 5移臂总长度：4+3+25+2+47+28+8+3+5=125按扫描方向扫到请求队列端末，然后反向扫描（也不扫到末，只扫到请求队列另一边末那个编号）第6章 文件管理1、 知识点1.文件名由文件名称和扩展名两部分组成，前者用于识别文件，后者用于区分文件类型，中间用“.”分割开来。2.文件是由文件名字标志的一组信息集合。3.文件名是字母或数字组成的字母数字串。4.文件的逻辑结构：流式文件和记录式文件，物理结构：顺序、连接、直接、索引文