操作系统专升本新课件

操作系统复习资料（专升本）2005-02-18操作系统复习资料1去年考试题型1.单选题25分,25小题2.填空题20分3.简答题25分4.综合题30分,3大题去年考试题型2复习的基本要求：

1.按照考试大纲的要点进行复习,"理解"和"掌握"是非常重要的,"了解"是不能漠视的。

2.课后的习题要领会方法

重要的理论和算法会应用。复习的基本要求：

1.按照考试大纲的要点进行复习,"理解3复习的方式

1.以分析问题、解决问题、理解理论、掌握方法为主 2.另外强调重要理论、算法 3.补充习题复习的方式

1.以分析问题、解决问题、理解理论、掌握方4第一章操作系统概述

1.计算机系统由什么构成?

2.谁提出计算机硬件的五大结构？五大结构包括哪些?

3.软件按照功能可以分为哪两类？

4.操作系统产生的简单历程

5.操作系统的雏形是什么?

6.什么是多道程序设计？

7.操作系统形成的标志是什么?第一章操作系统概述

54.操作系统产生的简单历程

纯手工->手工批处理->监督程序->中断和多道程序设计引入->批处理系统

->OS基本成型

5.操作系统的雏形--批处理监督程序

6.多道程序设计：允许多个程序(作业)同时进入计算机内存并启动，交替计算(运行)的方法。提升计算机使用效率

7.现代操作系统形成的标志:多道程序系统的出现4.操作系统产生的简单历程

纯手工->手工批处理->监督程68.操作系统的一种描述

9.操作系统的地位和作用图解

10.操作系统的功能分解

11.现代操作系统的特征，基本特征

12.操作系统的接口

13.单道/多道批处理操作系统的特点

14.分时操作系统的概念和特点

15.实时操作系统的概念和特点

16.网络操作系统的概念,功能和特点8.操作系统的一种描述

9.操作系统的地位和作用图解

178.操作系统是位于计算机硬件之上的第一层系统软件，是整个计算机系统的核心；它控制和管理计算机软硬件资源，合理、高效、安全地组织计算机的工作流程并方便用户使用计算机。

10.操作系统的五大功能

作业管理-处理机管理-存储管理-设备管理-文件管理

程序和数据存放的方式是什么?8.操作系统是位于计算机硬件之上的第一层系统软件，是整个计811.现代操作系统的特征，基本特征

并发性、共享性、虚拟性、异步性

12.操作系统的接口

操作接口(命令),程序接口(系统调用)

13.单道/多道批处理操作系统的特点

单独自封；多共自封

14.分时操作系统的概念和特点

多道+分时技术，多交独及

15.实时操作系统的概念和特点

实时：限定的时间内做出响应

高可靠性+高及时性11.现代操作系统的特征，基本特征

并发性、共享性、916用于管理网络通信和共享资源，协调各计算机上任务的运行，并向用户提供统一的，有效方便的网络接口的程序集合称为网络操作系统。

功能：网络通信，管理资源，提供网络服务，提供网络接口

特点：自治性,分散性,互联性,统一性16用于管理网络通信和共享资源，协调各计算机上任务的运行，10第二章处理机管理

1.单道程序执行的特征{独占,顺序,再现}

2.多道系统下程序运行的特征

{并发,制约(间接/直接),状态多变}

3.进程的概念和构成，进程分类

4.PCB结构包含{标识,说明,现场,管理}

5.进程的特征{动态,并发,制约,生命期,可执行同一程序}

6.系统进程和用户进程关系

7.进程的三种基本状态以及变迁过程第二章处理机管理

1.单道程序执行的118.为了管理进程需要哪些控制队列?

N个进程，如何分布在上述队列中？

各个队列的个数是多少？

9.进程调度的任务是什么？

10.进程调度的算法有哪些？

11.什么是先来先服务调度算法?

如何理解先来先服务？进程会一直占用CPU直到运行完毕吗?

是不是以启动进程并到达就绪队列的时间为准？还是以每次进入就绪队列的时间为准？8.为了管理进程需要哪些控制队列?

N个进程，如何分布在1212.什么是时间片轮转调度算法?

若时间片大/小会怎样?

时间片可以小于一个终端请求受理时间吗?

13.什么是优先数调度算法?

优先级与优先数的关系如何？

优先数有静态和动态,各有什么特点？

系统进程的优先数如何?

I/O约束的进程优先数高好还是低好?

UNIX系统采用的是优先数调度算法吗?12.什么是时间片轮转调度算法?

若时间片大/小1314.什么是多级队列调度算法?

刚创建的进程进入哪一级就绪队列?

阻塞态出来的进程进入哪一级就绪队列?

时间片满进程哪一级就绪队列?

如果有更高级别的进程在就绪队列中，此时处于运行的进程会被抢用CPU吗？如果会被抢用CPU的进程哪一级就绪队列?

它能保证主机与外设的较高利用率吗？

该算法是否可以改进得更合理？

15.进程调度的两种基本方式是什么?

抢先式，不可抢先式14.什么是多级队列调度算法?

刚创建的进程进入哪一1416.为什么需要原语?什么是原语？

用什么方式实现原语？

17.特权指令,管态,目态,系统调用,用户程序,访管指令，它们相互关系如何？

源程序—系统调用编译成访管指令+功能编码CPU执行该指令，产生软中断陷入操作系统(目态到管态)找到响应的系统调用程序入口地址执行相应功能返回中断点

(注意:进程可能已切换)

18.系统调用与一般程序调用的关系16.为什么需要原语?什么是原语？

用什么方1519.什么是作业？作业步？JCB?

20.什么是后备作业？后备作业队列?

后备作业是否参与CPU的竞争?

21.什么是作业调度？它和进程调度关系如何？高级调度—低级调度

22.作业的生命期经历哪些状态?

提交—后备—运行—完成

23.作业调度的原则

公平—均衡使用资源—高吞吐能力

什么是周转时间？表征系统吞吐能力

Ti=完成时间-到达系统时间(后备)19.什么是作业？作业步？JCB?

20.什么是后备作1624.作业调度算法{FIFO,短作业优先,高响应比优先}的思想和应用

25.为什么说高响应比优先是FIFO和短作业优先的折中？

26.短作业总能得到最小的平均周转时间吗？如果能条件是什么？

27.处于阻塞态的进程，当它所等待事件发生时(完成)，一定会变成就绪态并插入就绪队列吗？24.作业调度算法{FIFO,短作业优先,高响应比优先}的1728.一个分时系统，允许10个终端用户同时工作，时间片100ms，对于用户的每个请求，CPU需要300ms进行处理,那么一个用户提出两次请求的时间间隔最少是多少？

29.三个先后到达的进程A,B,C分别需要24ms,3ms,3ms,如果按照FCFS的方式进行进程调度，请问平均等待时间是多少？平均等待时间为平均周转时间28.一个分时系统，允许10个终端用户同时工作，时间片101830.作业分析 忽略系统调用时间，用三种作业调度算法确定作业调用顺序，并计算各自的周转时间和总的周转时间作业号达到时间CPU时间18.81.529.50.839.01.030.作业分析 忽略系统调用时间，用三种作业调度算法确定作19FCFS:1->3->2

1 8.8 10.3 1.5

2 9.5 12.1 2.6

3 9.0 11.3 2.3

平均周转时间=(1.5+2.6+2.3)/3=32/15

短作业:1->2->3 同FIFO

1 8.8 10.3 1.5

2 9.5 11.1 1.6

3 9.0 12.1 2.1

平均周转时间=(1.5+1.6+2.1)/3=26/15FCFS:1->3->2

1 8.8 20高响应比:1->3->2

1 8.8 10.3 1.5

2 9.5 12.1 2.6

3 9.0 11.3 2.3

平均周转时间=(1.5+2.6+2.3)/3=32/15

作业1到达后先执行，到了10.3的时候作业2和3都已经达到，此时计算可知：作业2响应比=0.8/0.8=1

作业3响应比=1.3/1.0=1.3

所以先执行作业3后执行作业2 高响应比:1->3->2

1 8.8 2131.总内存量100K,进程不在内存中移动,内存连续分配；按照FCFS算法调度作业和进程，请计算各周转时间，平均周转时间(忽略其它时间)。内存分布.作业到达CPU时间内存量110.10.715K210.30.570K310.50.450K410.60.420K510.70.210K31.总内存量100K,进程不在内存中移动,内存连续分配；22作业到达CPU装入开始完成周转110.10.70.7210.30.510.310.811.31.0310.50.411.311.511.91.4410.60.411.311.912.31.7511.311.50.8平均周转时间=1.12作业115k

作业270k

作业510k

5k

15k

作业270k

作业510k

5k作业350k

作业420k

15k

作业510k

5k作业到达CPU装入开始完成周转110.10.710.110.23第三章存储管理

1.CPU能否直接访问内存和外存？

2.存储管理的功能是什么？

3.本章掌握如下线索

基本概念：重定位,碎片,页,块,页表,快表

虚拟存储器,缺页中断

每种存储管理方法

基本思想，地址映射，优缺点

掌握可变分区的分配和回收，分页式地址定位，却页率计算第三章存储管理

1.CPU能244.一个程序的生命周期经历了哪些过程

5.什么是地址重定位?它有哪些形式？

6.静态重定位的特点是什么?

能在内存中移动吗?

重定位需要硬件支持吗?

在内外存的程序相同吗？

重定位工作是一次性完成吗?

7.PCB中有没有程序地址的说明信息?

这个地址一般称为起始地址，是否就是程序段的起始地址?

什么是碎片？内/外碎片？4.一个程序的生命周期经历了哪些过程

5.什么是地址重定258.单一连续分区存储管理

内存如何分区?系统区和用户区

用户区全部分配给一个程序吗?

采用地址重定位的方式是什么?

如何实现内存的存储保护？可以采用一个界限寄存器法

会造成内存浪费吗?

缺点{单道,外部碎片,无法移动}

如何运行大程序?覆盖—扩充内存

如何模拟实现多任务?交换技术8.单一连续分区存储管理

内存如何分区?269.固定分区存储管理

内存如何分区?系统区和用户区

用户区如何划分?这种划分固定吗?

每个分区的管理结构如何安排?

采用地址重定位的方式是什么?

如何实现内存的存储保护？可以采用上下界限寄存器法

会造成内存浪费吗?

缺点{内/外部碎片,无法移动}

采用什么策略将分区分配给多个进程

针对多个队列和1个队列两种情况.9.固定分区存储管理

内存如何分区?系统2710.可变分区存储管理

内存如何分区?系统区和用户区

用户区根据什么划分?

每个分区的管理结构如何安排?

采用地址重定位的方式是什么?

该重定位需要硬件支持吗？如何映射

产生的空闲块采用什么方式合并？

空闲区的分配算法，出发点是什么?

如何实现内存的存储保护？可以采用上下界限寄存器法

缺点{外部碎片,分区合并耗时}10.可变分区存储管理

内存如何分区?系统2811.分页式存储管理(实存页模式)

内存如何划分?程序如何划分?

固定分区思想+动态重定位技术

什么是块?什么是页?页表？

内存块表？进程页表?

重定位方式?如何映射?

地址换算公式：

相对地址/块长=页号

相对地址%块长=页内偏移

从二进制表示中提取(页号,偏移)11.分页式存储管理(实存页模式)

内存如何29CPU访问寄存器和内存的速度矛盾导致快表的引入。印证了局部性原理

快表的命中率表征了性能的高低

快表的工作方式快在哪里?

内存块的分配与回收{存储分块法,位图法,单链表法}

特点{分块,不连续全部装入,动态重定位}

缺点{半页浪费,全部装入}CPU访问寄存器和内存的速度矛盾导致快表的引入。印3012.虚存

解决了内存的扩充问题，满足大程序的装入。

什么是虚拟存储器？大小如何确定?

什么是虚拟地址空间?

利用虚存思想的管理主要有：虚存页式，段式，段页式

需要解决两个问题：

如何发现不再内存的信息

内存空闲不足无法装入怎么解决12.虚存

解决了内存的扩充问题，满足大程序的装入。

3113.请求分页式存储管理

思想：不要求程序页全部并连续地装入内存块中，其它页保存在辅存中，需要的时候通过缺页中断载入内存中，如果内存不够则产生页面淘汰以便装入新的页。

页表结构

{页号,块号,缺页中断位,辅存地址}

通常当缺页中断位=1的页在内存,否则发出缺页中断，请求载入外存页

辅存地址：记录页在外存的地址13.请求分页式存储管理

思想：不要求程序页全部并连续地32缺页中断处理过程

缺页中断同一般的中断有何区别?

{缺页中断是在执行指令中发出并立即处理，一般则在执行完一条指令后才检测有无中断；缺页中断处理完后仍回到断点继续执行未完成的指令,一般的执行下一条指令}

缺页中断率=缺页次数/总页数

影响缺页率的因素：{分配给程序德内存块数,页面尺寸,程序实现本身}缺页中断处理过程

缺页中断同一般的中断有何区33页面淘汰算法

内存空闲块不足，必须选择已分配的内存块，调出内存，才能装入调入页面.

这就是页面淘汰，它由缺页中断引起.

问题：

1.选择谁?

2.会出现抖动/颠簸现象吗?

页面淘汰中可能涉及到页面保存的问题，因此需要在页表结构中加入相应的管理信息：{引用位,改变位}分别标志在某个时间段是否被引用，是否被修改页面淘汰算法

内存空闲块不足，必须选择已分配的内34FIFO先进先出

LRU最近最久未用页面淘汰

LFU最近最少用页面淘汰

OPT最优页面淘汰

例子：页面走向4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5在程序页面为3和4时,分别采用FIFO,LRU算法，计算缺页序列和缺页中断率。并分析FIFO是否会产生异常现象。FIFO先进先出

LRU最近最久未用页面淘汰

LFU最近最少35页面走向：4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5

FIFO页面为3时9/12页面4时10/12

4

3

21435552114

3

2

111543215

4321433352243222154321

4

3

2

1444

3554333215432

123456789444

3

2

1

5

43

LRU页面为3时10/12页面为4时8/12

4

3

21435432154

3

2143543215

4321435432143214354321

4

3

2

1435

4

324321435432

12345678910432111

5

43页面走向：4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5

36问题1：在请求分页模式中，分配给程序A的内存为M块，页面走向共P页，其中有N个不同的页面，初始无任何页在内存中。问无论采用何种算法,却页中断次数的下界是多少

缺页中断次数的上界是多少？

问题2：实存页模式中，块长2k，如果一个程序的相对地址空间为0—5129则分配给该程序的内存空间为多少字节？浪费了多少?

问题1：在请求分页模式中，分配给程序A的内存为M块，页面走向37问题3：实存页模式下，内存总量65536字节,块4k，一程序代码段长32768字节,数据段长16386字节,栈段长15870字节,规定不允许一个块内包含两个段的内容，请问能为该程序分配空间吗?如果块长为512字节呢?

问题4：假定CPU访问内存的时间为200ns,访问快表的时间为40ns，命中率为90%，请问进行一次内存存取的平均时间是多少?比纯粹采用页表方式下降了多少?问题3：实存页模式下，内存总量65536字节,块4k，一程序38问题5：CPU访问页表100ns,快表20ns,希望将一次存取内存的平均时间控制在140ns内，请问命中率是多少?

问题6：系统内存划分成8块，块长4k，某程序虚拟地址空间划分成16页，如下表，为列出者不在内存。

页号块号页号块号计算如下虚拟地址

0244的绝对地址

11532041008300

2695

30117问题5：CPU访问页表100ns,快表20ns,希望将一次存39问题7：可变分区中,按地址法组织空闲分区,

大小分别为10k,4k,20k,18k,7k,9k,12k,15k

现依次有三个请求12k,10k,9k问采用最先适应，最佳适应，最坏适应该如何分配?

地址法：分区按照起始地址从小到大排序

尺寸法：分区按照大小从小到大排序问题7：可变分区中,按地址法组织空闲分区,

大小分别为10k40第四章设备管理

1.什么是设备?举例说明

2.设备如何分类?

设备从属关系：系统/用户设备

分配特性：独占,共享,虚拟

工作特性：输入/输出，存储设备

3.磁盘基本构造

扇区-磁道-柱面-盘面-盘片-盘片组-磁头-移动臂

扇区弧长不等但是信息量相等第四章设备管理

1.什么是设备?举例说明

2.设备41磁盘存储数据的方式：

先柱面0开始，然后磁道0开始，最后扇区0开始进行顺序存取。

假定每个柱面C个磁道,每个磁道S个扇区，如果给定柱面I,磁头J,扇区K如何得到磁盘块号呢？

B=k+S(J+I*C)

反之可以计算I,J,K;

令D=S*C,M=B/D,N=B%D

I=M,J=N/S,K=N%S磁盘存储数据的方式：

先柱面0开始，然后磁道0开始，最后扇424.设备管理的目标

提高外部设备的利用率

为用户提供方便统一的使用界面

5.设备管理的功能

提供一组I/O命令以便用户程序调用，并获得对外部设备的使用

进行设备的分配和回收

对缓冲区管理

实现真正的I/O操作4.设备管理的目标

提高外部设备的利用率

为用户436.输入输出处理的步骤P91

用户发出输入输出的I/O请求

I/O管理程序接受请求

调度设备驱动程序完成I/O操作

设备中断处理程序处理请求

7.设备独立性：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，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，这种特性称为设备独立性6.输入输出处理的步骤P91

用户发出输入输出448.管理设备的数据结构

设备控制表DCT

记录设备的标识,类型,状态,请求队列指针,设备驱动程序地址等

系统设备表SDT

记录系统所有的设备的DCT,设备标识,类型等。

控制器控制表COCT

通道控制表CHCT8.管理设备的数据结构

设备控制表DCT

记录459.独享设备一次只允许一个进程使用的设备(排它性)，采用“静态分配“

系统对各种不同类型的设备进行内部编号，以便区分，称为绝对号.

用户使用设备只考虑使用某种设备，而不是指定使用哪台设备，所以用户也可能对多台设备进行逻辑编号,以便区分，称为相对号9.独享设备一次只允许一个进程使用的设备(排它性)，采用46P97

系统设置两种控制表：设备类表和设备表，以便实现用户相对设备号和物理绝对号的对应。

设备类表记录设备类，总数，可用数，设备表地址

设备表记录绝对号,状态,空闲情况,相对号,使用者等P97

系统设置两种控制表：设备类表和设备表，以便实4710.独享设备的分配算法

FCFS优先级高者先服务

注意：设备请求队列的处理。

系统都是把设备分配给队首进程，因此第二种算法需要排序。

另外进程使用完设备后，才从设备请求队列中移出。10.独享设备的分配算法

FCFS优先4811.磁盘的一次存取时间包含三部分

寻道时间(查找时间)，

延迟时间(等待时间),

传输时间

对于用户的I/O请求序列，可以调整的只有查找时间，决定采用何种策略调度磁盘请求称为磁臂调度

主要的算法有：

FCFS最短查找时间优先

电梯单向扫描11.磁盘的一次存取时间包含三部分

寻道时间(49习题P113

磁盘请求102220240638柱面先后到达,移动臂移动一个柱面6ms,分别采用上述四种算法调度，各花多少查找时间？起始柱面20。(其中电梯算法先由外向里移动)习题P113

磁盘请求10222025012.设备的构造

I/O设备一般包含机械与电子两部分

机械部分就是所谓的设备本身

电子部分通常称为“设备控制器”或者适配器，其工作速度快，可连接多个相同类型的设备。

每种设备都通过一个控制器同CPU相连,因此CPU只同控制器沟通，控制器同设备沟通。12.设备的构造

I/O设备一般包含机械与电子两部分

5113.数据传输方式

主机与外设如何交换数据,CPU作什么,数据传输完后如何告知CPU

CPU如何应答等。

A.程序直控式

B.中断方式

C.直接存储器存取DMA方式

D.通道方式13.数据传输方式

主机与外设如何交换数据,CPU作什么5214.缓冲技术

主机与外设的速度不匹配，因此需要引入缓冲，以避免快等慢现象。

可以通过硬缓冲(寄存器)和软缓冲(存储单元)方式实现缓冲。

缓冲的形式：单，双，多，池14.缓冲技术

主机与外设的速度不匹配，因此需要引入缓冲5315.虚拟设备

采用软件技术依靠大容量磁盘来模拟独占设备使其变成共享设备，即用一种物理设备模拟另一种物理设备，称这样的设备为虚拟设备。

实现虚拟设备的软硬件条件：

A.大容量磁盘，且与CPU能并行

B.多道程序设计15.虚拟设备

采用软件技术依靠大容量磁盘来模拟5416.实现SPOOLING系统

硬件上：在磁盘上划分出两个区域，一个为输入井(存放多个作业全部信息的存储空间)，一个为输出井(存放每个作业运行输出的存储空间)

软件上：需要多道程序设计

因此将建立在多道程序设计基础上的联机外围设备同时操作称为SPOOLING技术。16.实现SPOOLING系统

硬件上：在磁盘上划分出两55 将操作系统种实现虚拟设备的软件功能模块称为SPOOLING系统。

功能模块的三大部分：

A.预输入程序输入机到输入井

B.缓输出程序输出输出井中信息

C.井管理程序(包括井管理读/写管理程序)请求输入/输出设备工作时，让井管理读/写代替输入/输出设备实现从输入井/输出井中读取/输出数据 将操作系统种实现虚拟设备的软件功能模块称为SPOOLING56第五章文件管理

1.什么是文件？

具有完整逻辑意义的一组相关信息的集合称为文件

2.什么是文件系统?

与文件管理相关的那部分软件、被管理的文件以及管理所需要的数据结构的总体称为文件系统。

第五章文件管理

573.文件的分类

性质和用途:系统，用户，库

保护性质:只读,读写,执行,不保护

保护期限:临时,档案,永久

存取方式:顺序存取,随机存取

设备类型:磁盘,磁带,打印

逻辑结构:流式,记录式

物理结构:连续,链接,索引

文件内容:普通,目录,特殊

3.文件的分类

性质和用途:系统，用户，库

保护584.文件的逻辑结构

从用户角度的组织文件的形式

文件呈现在用户面前的形式

分类：流式文件记录文件

5.文件的物理结构

文件的存储结构，以记录成组的形式将文件存在辅存上。

分类：顺序，链接，索引

4.文件的逻辑结构

从用户角度的组织文件的形式

文件呈596.文件存取方式

A.顺序存取按照记录排列顺序

连续文件，链接文件，索引文件

B.随机存取以任何次序存放

连续文件，索引文件

7.磁盘存储空间管理

A.位示图

B.空闲区表

C.空闲块链

6.文件存取方式

A.顺序存取按照记录排列顺序

608.文件控制块FCB

{文件名，文件在辅存中的物理位置,

文件的逻辑结构，物理结构,存取控制信息，管理信息}

9.文件目录将多个文件的FCB集中起来构成文件目录

另外文件目录以文件的形式存放称为目录文件。

一级目录,二级,多级(树型层次)

二级以上解决了文件同名冲突

8.文件控制块FCB

{文件名，文件在辅存中的物理位置,

6110.文件的基本操作

open(Fname,OpenMode)

read(Fname,3,A)

1.通过Fname查找文件目录，找到文件的FCB指针进而得到FCB结构

2.进行存取控制验证，是否合法

3.从逻辑地址转化到物理地址

4.启动设备

10.文件的基本操作

open(Fname,OpenMo6211.文件的使用

文件共享：一个文件可以被多个授权用户共同使用。

A.多个可用，一次仅一个在用

B.多个用户同时使用，最多保证一个可写，其他可读.

实现共享：

A.同一个文件的多个FCB副本

B.连接法(分离法)

11.文件的使用

文件共享：一个文件可以被多个授权用6312.文件的保护

防止未经授权的用户使用文件，同时防止文件主自己错误使用文件而毁坏文件。

采用的方式：

A.存取控制矩阵用户X文件—权限

B.存取控制表(Linux)用户分组

C.权限表用户可使用的文件

D.口令验证机制

12.文件的保护

防止未经授权的用户使用文件，同时防止文6413.文件的操作

创建

打开

删除

关闭

读/写13.文件的操作

创建

打开

删除

关闭

读/写6514.习题2

A.按记录存放，则每两个记录间要留出间隙即1000个记录，有999个间隙。则浪费

999*0.6/(1000*160/800+999*0.6）

B.每5个一个间隙，共200组,199间隙

C.1000*0.6/x-1为间隙个数设为y

y/(1000*160/800+y)<=0.514.习题2

A.按记录存放，则每两个记录间要留出间隙即6614.习题3

1425/250=5余165

1425/500=2余425

则可知在逻辑记录5中，物理块2中14.习题3

1425/250=5余165

1425/5067第6章进程间的制约关系

重要概念：临界资源,临界区,同步/互斥,信号量,死锁,死锁的产生的四个必要条件

重要算法操作：P/V,银行家算法第6章进程间的制约关系

重要概念：临界资源,临界区,同681.进程间的制约关系同步/互斥

进程同步：两个以上进程基于某个条件来协调它们的活动

进程互斥：若干进程要使用同一共享资源时候，任何时刻最多允许一个进程使用，其他要使用该资源的进程必须等待，直到占用资源的进程释放该资源。1.进程间的制约关系同步/互斥

进程同步：两个以上进程692.临界资源一次仅允许一个进程使用的资源的

3.临界区并发进程中使用临界资源的程序段

4.临界区的执行要互斥,并符合准则

无空等待有空让进

择一而入算法可行2.临界资源一次仅允许一个进程使用的资源的

3.临界705.信号量用来解决并发进程间同步与互斥的通用方法，通过一个非负整型变量外加一个队列与它关联。

需要一个初值：Vs一个队列：Vq

定义两种操作：P操作和V操作

P(S):Vs=Vs-1

ifVs<0该进程阻塞，进入Vq

else继续运行

V(S):Vs=Vs+1

ifVs<=0唤醒Vq中的一个进程

P/V操作以原语方式执行(可用开关中断)5.信号量用来解决并发进程间同步与互斥的通用方法，通过一71根据P/V操作的特性，可以实现：

6.信号量+P/V操作保证进程间互斥

取信号量初值为1,使用临界资源前执行P操作，使用完后执行V操作

7.实现同步

注意：有几个不同的同步需求就得设置几个信号量，初值都为1

8.实现资源分配

资源的个数=信号量的初值根据P/V操作的特性，可以实现：

6.信号量+P/V操作保72习题2：

S=100资源数量

Enter

while

if有人来则{P(S)登记}

Exit

while

if有人走则{取消登记V(S)}习题2：

S=100资源数量

Enter73习题4：

SB=1表示空缓,SW1=0,SW2=0

R

读数P(SB)存数

if奇数V(SW1)elseV(SW2)

SW 1

P(SW1)读数并打印V(SB)

SW2

P(SW2)读数并打印V(SB)习题4：

SB=1表示空缓,SW1=0,SW2=0

R

74习题3：

S1=1S2=0S3=0

R

ReadP(S1)InputtoBV(S2)

S

P(S2)ProcessBV(S3)

T

P(S3)GetAndPrintBV(S1)习题3：

S1=1S2=0S3=0

R

Read75习题1：S1=0(门开着)S2=1(停着)

司机：

P(S1)启动售票运行停车V(S2)

售票员：

P(S2)开门关门V(S1)习题1：S1=0(门开着)S2=1(停着)

司机：

769.死锁两个以上的进程相互间在等待一种不会发生的事情

产生的四个条件：

互斥条件

占用并等待条件

非剥夺条件

循环等待条件

问题：如果其中一条不满足，死锁会发生吗？9.死锁两个以上的进程相互间在等待一种不会发生的事情

产7710.如何解决死锁

A.忽略死锁

B.预防死锁

C.避免死锁

D.检测死锁并恢复

预防死锁的方法：只要能够破坏死个必要条件中的一个即可。

例如SPOOLING破坏独占

资源全部分配破坏条件2

资源顺序编号，顺序申请破坏条件410.如何解决死锁

A.忽略死锁

B.预防死锁

C.避免死7811.避免死锁

系统中可能产生死锁，因此针对每次资源请求，都要做一次模拟分配，只有不存在死锁可能才分配。常用银行家算法解决。

安全状态：当存在一种分配顺序能够保证所有的进程得到自己需要的资源并运行完毕。

如果不存在则为不安全状态，不安全状态它一定会导致死锁吗？11.避免死锁

系统中可能产生死锁，因此针对每次资源请求7912.习题7资源总量10

进程总量已得

A61

B51

C42

D74

（1）：D提出一个资源请求，问是否安全？

（2）：C提出一个资源请求，问是否安全？12.习题7资源总量10

进程总量已得8013.死锁的检测与恢复

通过查找进程间是否有循环等待的环路，如有则认为出现了死锁。

出现死锁后，可以采用如下方法：

A.删除环中>=1个进程,释放资源

B.剥夺进程的资源给其他进程

C.采用日志法，登记进程执行的情况，一旦检测到死锁，立刻返回死锁前的步骤13.死锁的检测与恢复

通过查找进程间是否有循环等8114.高级进程通信

低级通信如P/V操作

高级通信是系统给用户的程序接口之一，含有直接和间接通信

直接通信：消息通信

间接通信：信箱通信14.高级进程通信

低级通信如P/V操作

高级通信是系统82第七章实例分析Unix进程管理部分：

1.进程构成:PCB,数据段,共享正文段

2.PCB---基本PCB,扩充的User–PCB

3.可变优先数调度法，越小越先调度第七章实例分析83Unix存储管理

1.采用可变分区管理+对换技术

最先适应分配空闲区，对换进程的非系统部分(非常驻内存)；分区按照地址从小到大排列。

2.请求页式虚存管理

进程逻辑分成：系统区,进程控制区,进程程序区。系统区在系统空间中常驻，另外两个非常驻。Unix存储管理

1.采用可变分区管理+对换技术

84Unix文件管理

1.文件FCB的分解内部i节点+文件目录项，便于文件共享

2.文件系统分成基本文件系统和可装卸文件子系统，通过虚拟文件系统VFS对所有的进程提供实际文件的统一服务。

3.文件管理的物理结构：固定指针+可变重数的多级索引结构Unix文件管理

1.文件FCB的分解内部i节点+文件目85Unix文件管理

4.采用“成组链接”法管理磁盘上的空闲块。

Unix设备管理

1.设备编号主设备号—表征设备的类型，次设备号—表征同类设备中都不同设备。主设备号驱动程序次设备号选择设备执行I/O操作Unix文件管理

4.采用“成组链接”法管理磁盘上的空闲块862.Unix对缓冲区管理的特色

设备缓冲区队列

P206页习题4--Unix文件结构解析2.Unix对缓冲区管理的特色

设备缓冲区队列

87DOS操作系统分析

构成：引导程序+三个程序模块

BOOT

IO.SYS

MSDOS.SYS

COMMAND.COM

观察P209DOS内存分配图DOS操作系统分析

构成：引导程序+三个程序模块

BOOT88单用户单任务的MSDOS系统

进程：程序段,程序段前缀,环境块

作业控制方式:

脱机作业控制

联机作业控制

存储管理：

静态式分区管理＋三种分配算法

四个存储区单用户单任务的MSDOS系统

进程：程序段,程序段前缀,环境89文件管理：

从一级目录到树型方式

文件分配表FAT设备管理：

将字符设备当作文件对待

文件管理：

从一级目录到树型方式

文件分配表FAT90操作系统复习资料（专升本）2005-02-18操作系统复习资料91去年考试题型1.单选题25分,25小题2.填空题20分3.简答题25分4.综合题30分,3大题去年考试题型92复习的基本要求：

1.按照考试大纲的要点进行复习,"理解"和"掌握"是非常重要的,"了解"是不能漠视的。

2.课后的习题要领会方法

重要的理论和算法会应用。复习的基本要求：

1.按照考试大纲的要点进行复习,"理解93复习的方式

1.以分析问题、解决问题、理解理论、掌握方法为主 2.另外强调重要理论、算法 3.补充习题复习的方式

1.以分析问题、解决问题、理解理论、掌握方94第一章操作系统概述

1.计算机系统由什么构成?

2.谁提出计算机硬件的五大结构？五大结构包括哪些?

3.软件按照功能可以分为哪两类？

4.操作系统产生的简单历程

5.操作系统的雏形是什么?

6.什么是多道程序设计？

7.操作系统形成的标志是什么?第一章操作系统概述

954.操作系统产生的简单历程

纯手工->手工批处理->监督程序->中断和多道程序设计引入->批处理系统

->OS基本成型

5.操作系统的雏形--批处理监督程序

6.多道程序设计：允许多个程序(作业)同时进入计算机内存并启动，交替计算(运行)的方法。提升计算机使用效率

7.现代操作系统形成的标志:多道程序系统的出现4.操作系统产生的简单历程

纯手工->手工批处理->监督程968.操作系统的一种描述

9.操作系统的地位和作用图解

10.操作系统的功能分解

11.现代操作系统的特征，基本特征

12.操作系统的接口

13.单道/多道批处理操作系统的特点

14.分时操作系统的概念和特点

15.实时操作系统的概念和特点

16.网络操作系统的概念,功能和特点8.操作系统的一种描述

9.操作系统的地位和作用图解

1978.操作系统是位于计算机硬件之上的第一层系统软件，是整个计算机系统的核心；它控制和管理计算机软硬件资源，合理、高效、安全地组织计算机的工作流程并方便用户使用计算机。

10.操作系统的五大功能

作业管理-处理机管理-存储管理-设备管理-文件管理

程序和数据存放的方式是什么?8.操作系统是位于计算机硬件之上的第一层系统软件，是整个计9811.现代操作系统的特征，基本特征

并发性、共享性、虚拟性、异步性

12.操作系统的接口

操作接口(命令),程序接口(系统调用)

13.单道/多道批处理操作系统的特点

单独自封；多共自封

14.分时操作系统的概念和特点

多道+分时技术，多交独及

15.实时操作系统的概念和特点

实时：限定的时间内做出响应

高可靠性+高及时性11.现代操作系统的特征，基本特征

并发性、共享性、9916用于管理网络通信和共享资源，协调各计算机上任务的运行，并向用户提供统一的，有效方便的网络接口的程序集合称为网络操作系统。

功能：网络通信，管理资源，提供网络服务，提供网络接口

特点：自治性,分散性,互联性,统一性16用于管理网络通信和共享资源，协调各计算机上任务的运行，100第二章处理机管理

1.单道程序执行的特征{独占,顺序,再现}

2.多道系统下程序运行的特征

{并发,制约(间接/直接),状态多变}

3.进程的概念和构成，进程分类

4.PCB结构包含{标识,说明,现场,管理}

5.进程的特征{动态,并发,制约,生命期,可执行同一程序}

6.系统进程和用户进程关系

7.进程的三种基本状态以及变迁过程第二章处理机管理

1.单道程序执行的1018.为了管理进程需要哪些控制队列?

N个进程，如何分布在上述队列中？

各个队列的个数是多少？

9.进程调度的任务是什么？

10.进程调度的算法有哪些？

11.什么是先来先服务调度算法?

如何理解先来先服务？进程会一直占用CPU直到运行完毕吗?

是不是以启动进程并到达就绪队列的时间为准？还是以每次进入就绪队列的时间为准？8.为了管理进程需要哪些控制队列?

N个进程，如何分布在10212.什么是时间片轮转调度算法?

若时间片大/小会怎样?

时间片可以小于一个终端请求受理时间吗?

13.什么是优先数调度算法?

优先级与优先数的关系如何？

优先数有静态和动态,各有什么特点？

系统进程的优先数如何?

I/O约束的进程优先数高好还是低好?

UNIX系统采用的是优先数调度算法吗?12.什么是时间片轮转调度算法?

若时间片大/小10314.什么是多级队列调度算法?

刚创建的进程进入哪一级就绪队列?

阻塞态出来的进程进入哪一级就绪队列?

时间片满进程哪一级就绪队列?

如果有更高级别的进程在就绪队列中，此时处于运行的进程会被抢用CPU吗？如果会被抢用CPU的进程哪一级就绪队列?

它能保证主机与外设的较高利用率吗？

该算法是否可以改进得更合理？

15.进程调度的两种基本方式是什么?

抢先式，不可抢先式14.什么是多级队列调度算法?

刚创建的进程进入哪一10416.为什么需要原语?什么是原语？

用什么方式实现原语？

17.特权指令,管态,目态,系统调用,用户程序,访管指令，它们相互关系如何？

源程序—系统调用编译成访管指令+功能编码CPU执行该指令，产生软中断陷入操作系统(目态到管态)找到响应的系统调用程序入口地址执行相应功能返回中断点

(注意:进程可能已切换)

18.系统调用与一般程序调用的关系16.为什么需要原语?什么是原语？

用什么方10519.什么是作业？作业步？JCB?

20.什么是后备作业？后备作业队列?

后备作业是否参与CPU的竞争?

21.什么是作业调度？它和进程调度关系如何？高级调度—低级调度

22.作业的生命期经历哪些状态?

提交—后备—运行—完成

23.作业调度的原则

公平—均衡使用资源—高吞吐能力

什么是周转时间？表征系统吞吐能力

Ti=完成时间-到达系统时间(后备)19.什么是作业？作业步？JCB?

20.什么是后备作10624.作业调度算法{FIFO,短作业优先,高响应比优先}的思想和应用

25.为什么说高响应比优先是FIFO和短作业优先的折中？

26.短作业总能得到最小的平均周转时间吗？如果能条件是什么？

27.处于阻塞态的进程，当它所等待事件发生时(完成)，一定会变成就绪态并插入就绪队列吗？24.作业调度算法{FIFO,短作业优先,高响应比优先}的10728.一个分时系统，允许10个终端用户同时工作，时间片100ms，对于用户的每个请求，CPU需要300ms进行处理,那么一个用户提出两次请求的时间间隔最少是多少？

29.三个先后到达的进程A,B,C分别需要24ms,3ms,3ms,如果按照FCFS的方式进行进程调度，请问平均等待时间是多少？平均等待时间为平均周转时间28.一个分时系统，允许10个终端用户同时工作，时间片1010830.作业分析 忽略系统调用时间，用三种作业调度算法确定作业调用顺序，并计算各自的周转时间和总的周转时间作业号达到时间CPU时间18.81.529.50.839.01.030.作业分析 忽略系统调用时间，用三种作业调度算法确定作109FCFS:1->3->2

1 8.8 10.3 1.5

2 9.5 12.1 2.6

3 9.0 11.3 2.3

平均周转时间=(1.5+2.6+2.3)/3=32/15

短作业:1->2->3 同FIFO

1 8.8 10.3 1.5

2 9.5 11.1 1.6

3 9.0 12.1 2.1

平均周转时间=(1.5+1.6+2.1)/3=26/15FCFS:1->3->2

1 8.8 110高响应比:1->3->2

1 8.8 10.3 1.5

2 9.5 12.1 2.6

3 9.0 11.3 2.3

平均周转时间=(1.5+2.6+2.3)/3=32/15

作业1到达后先执行，到了10.3的时候作业2和3都已经达到，此时计算可知：作业2响应比=0.8/0.8=1

作业3响应比=1.3/1.0=1.3

所以先执行作业3后执行作业2 高响应比:1->3->2

1 8.8 11131.总内存量100K,进程不在内存中移动,内存连续分配；按照FCFS算法调度作业和进程，请计算各周转时间，平均周转时间(忽略其它时间)。内存分布.作业到达CPU时间内存量110.10.715K210.30.570K310.50.450K410.60.420K510.70.210K31.总内存量100K,进程不在内存中移动,内存连续分配；112作业到达CPU装入开始完成周转110.10.70.7210.30.510.310.811.31.0310.50.411.311.511.91.4410.60.411.311.912.31.7511.311.50.8平均周转时间=1.12作业115k

作业270k

作业510k

5k

15k

作业270k

作业510k

5k作业350k

作业420k

15k

作业510k

5k作业到达CPU装入开始完成周转110.10.710.110.113第三章存储管理

1.CPU能否直接访问内存和外存？

2.存储管理的功能是什么？

3.本章掌握如下线索

基本概念：重定位,碎片,页,块,页表,快表

虚拟存储器,缺页中断

每种存储管理方法

基本思想，地址映射，优缺点

掌握可变分区的分配和回收，分页式地址定位，却页率计算第三章存储管理

1.CPU能1144.一个程序的生命周期经历了哪些过程

5.什么是地址重定位?它有哪些形式？

6.静态重定位的特点是什么?

能在内存中移动吗?

重定位需要硬件支持吗?

在内外存的程序相同吗？

重定位工作是一次性完成吗?

7.PCB中有没有程序地址的说明信息?

这个地址一般称为起始地址，是否就是程序段的起始地址?

什么是碎片？内/外碎片？4.一个程序的生命周期经历了哪些过程

5.什么是地址重定1158.单一连续分区存储管理

内存如何分区?系统区和用户区

用户区全部分配给一个程序吗?

采用地址重定位的方式是什么?

如何实现内存的存储保护？可以采用一个界限寄存器法

会造成内存浪费吗?

缺点{单道,外部碎片,无法移动}

如何运行大程序?覆盖—扩充内存

如何模拟实现多任务?交换技术8.单一连续分区存储管理

内存如何分区?1169.固定分区存储管理

内存如何分区?系统区和用户区

用户区如何划分?这种划分固定吗?

每个分区的管理结构如何安排?

采用地址重定位的方式是什么?

如何实现内存的存储保护？可以采用上下界限寄存器法

会造成内存浪费吗?

缺点{内/外部碎片,无法移动}

采用什么策略将分区分配给多个进程

针对多个队列和1个队列两种情况.9.固定分区存储管理

内存如何分区?系统11710.可变分区存储管理

内存如何分区?系统区和用户区

用户区根据什么划分?

每个分区的管理结构如何安排?

采用地址重定位的方式是什么?

该重定位需要硬件支持吗？如何映射

产生的空闲块采用什么方式合并？

空闲区的分配算法，出发点是什么?

如何实现内存的存储保护？可以采用上下界限寄存器法

缺点{外部碎片,分区合并耗时}10.可变分区存储管理

内存如何分区?系统11811.分页式存储管理(实存页模式)

内存如何划分?程序如何划分?

固定分区思想+动态重定位技术

什么是块?什么是页?页表？

内存块表？进程页表?

重定位方式?如何映射?

地址换算公式：

相对地址/块长=页号

相对地址%块长=页内偏移

从二进制表示中提取(页号,偏移)11.分页式存储管理(实存页模式)

内存如何119CPU访问寄存器和内存的速度矛盾导致快表的引入。印证了局部性原理

快表的命中率表征了性能的高低

快表的工作方式快在哪里?

内存块的分配与回收{存储分块法,位图法,单链表法}

特点{分块,不连续全部装入,动态重定位}

缺点{半页浪费,全部装入}CPU访问寄存器和内存的速度矛盾导致快表的引入。印12012.虚存

解决了内存的扩充问题，满足大程序的装入。

什么是虚拟存储器？大小如何确定?

什么是虚拟地址空间?

利用虚存思想的管理主要有：虚存页式，段式，段页式

需要解决两个问题：

如何发现不再内存的信息

内存空闲不足无法装入怎么解决12.虚存

解决了内存的扩充问题，满足大程序的装入。

12113.请求分页式存储管理

思想：不要求程序页全部并连续地装入内存块中，其它页保存在辅存中，需要的时候通过缺页中断载入内存中，如果内存不够则产生页面淘汰以便装入新的页。

页表结构

{页号,块号,缺页中断位,辅存地址}

通常当缺页中断位=1的页在内存,否则发出缺页中断，请求载入外存页

辅存地址：记录页在外存的地址13.请求分页式存储管理

思想：不要求程序页全部并连续地122缺页中断处理过程

缺页中断同一般的中断有何区别?

{缺页中断是在执行指令中发出并立即处理，一般则在执行完一条指令后才检测有无中断；缺页中断处理完后仍回到断点继续执行未完成的指令,一般的执行下一条指令}

缺页中断率=缺页次数/总页数

影响缺页率的因素：{分配给程序德内存块数,页面尺寸,程序实现本身}缺页中断处理过程

缺页中断同一般的中断有何区123页面淘汰算法

内存空闲块不足，必须选择已分配的内存块，调出内存，才能装入调入页面.

这就是页面淘汰，它由缺页中断引起.

问题：

1.选择谁?

2.会出现抖动/颠簸现象吗?

页面淘汰中可能涉及到页面保存的问题，因此需要在页表结构中加入相应的管理信息：{引用位,改变位}分别标志在某个时间段是否被引用，是否被修改页面淘汰算法

内存空闲块不足，必须选择已分配的内124FIFO先进先出

LRU最近最久未用页面淘汰

LFU最近最少用页面淘汰

OPT最优页面淘汰

例子：页面走向4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5在程序页面为3和4时,分别采用FIFO,LRU算法，计算缺页序列和缺页中断率。并分析FIFO是否会产生异常现象。FIFO先进先出

LRU最近最久未用页面淘汰

LFU最近最少125页面走向：4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5

FIFO页面为3时9/12页面4时10/12

4

3

21435552114

3

2

111543215

4321433352243222154321

4

3

2

1444

3554333215432

123456789444

3

2

1

5

43

LRU页面为3时10/12页面为4时8/12

4

3

21435432154

3

2143543215

4321435432143214354321

4

3

2

1435

4

324321435432

12345678910432111

5

43页面走向：4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5

126问题1：在请求分页模式中，分配给程序A的内存为M块，页面走向共P页，其中有N个不同的页面，初始无任何页在内存中。问无论采用何种算法,却页中断次数的下界是多少

缺页中断次数的上界是多少？

问题2：实存页模式中，块长2k，如果一个程序的相对地址空间为0—5129则分配给该程序的内存空间为多少字节？浪费了多少?

问题1：在请求分页模式中，分配给程序A的内存为M块，页面走向127问题3：实存页模式下，内存总量65536字节,块4k，一程序代码段长32768字节,数据段长16386字节,栈段长15870字节,规定不允许一个块内包含两个段的内容，请问能为该程序分配空间吗?如果块长为512字节呢?

问题4：假定CPU访问内存的时间为200ns,访问快表的时间为40ns，命中率为90%，请问进行一次内存存取的平均时间是多少?比纯粹采用页表方式下降了多少?问题3：实存页模式下，内存总量65536字节,块4k，一程序128问题5：CPU访问页表100ns,快表20ns,希望将一次存取内存的平均时间控制在140ns内，请问命中率是多少?

问题6：系统内存划分成8块，块长4k，某程序虚拟地址空间划分成16页，如下表，为列出者不在内存。

页号块号页号块号计算如下虚拟地址

0244的绝对地址

11532041008300

2695

30117问题5：CPU访问页表100ns,快表20ns,希望将一次存129问题7：可变分区中,按地址法组织空闲分区,

大小分别为10k,4k,20k,18k,7k,9k,12k,15k

现依次有三个请求12k,10k,9k问采用最先适应，最佳适应，最坏适应该如何分配?

地址法：分区按照起始地址从小到大排序

尺寸法：分区按照大小从小到大排序问题7：可变分区中,按地址法组织空闲分区,

大小分别为10k130第四章设备管理

1.什么是设备?举例说明

2.设备如何分类?

设备从属关系：系统/用户设备

分配特性：独占,共享,虚拟

工作特性：输入/输出，存储设备

3.磁盘基本构造

扇区-磁道-柱面-盘面-盘片-盘片组-磁头-移动臂

扇区弧长不等但是信息量相等第四章设备管理

1.什么是设备?举例说明

2.设备131磁盘存储数据的方式：

先柱面0开始，然后磁道0开始，最后扇区0开始进行顺序存取。

假定每个柱面C个磁道,每个磁道S个扇区，如果给定柱面I,磁头J,扇区K如何得到磁盘块号呢？

B=k+S(J+I*C)

反之可以计算I,J,K;

令D=S*C,M=B/D,N=B%D

I=M,J=N/S,K=N%S磁盘存储数据的方式：

先柱面0开始，然后磁道0开始，最后扇1324.设备管理的目标

提高外部设备的利用率

为用户提供方便统一的使用界面

5.设备管理的功能

提供一组I/O命令以便用户程序调用，并获得对外部设备的使用

进行设备的分配和回收

对缓冲区管理

实现真正的I/O操作4.设备管理的目标

提高外部设备的利用率

为用户1336.输入输出处理的步骤P91

用户发出输入输出的I/O请求

I/O管理程序接受请求

调度设备驱动程序完成I/O操作

设备中断处理程序处理请求

7.设备独立性：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，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，这种特性称为设备独立性6.输入输出处理的步骤P91

用户发出输入输出1348.管理设备的数据结构

设备控制表DCT

记录设备的标识,类型,状态,请求队列指针,设备驱动程序地址等

系统设备表SDT

记录系统所有的设备的DCT,设备标识,类型等。

控制器控制表COCT

通道控制表CHCT8.管理设备的数据结构

设备控制表DCT

记录1359.独享设备一次只允许一个进程使用的设备(排它性)，采用“静态分配“

系统对各种不同类型的设备进行内部编号，以便区分，称为绝对号.

用户使用设备只考虑使用某种设备，而不是指定使用哪台设备，所以用户也可能对多台设备进行逻辑编号,以便区分，称为相对号9.独享设备一次只允许一个进程使用的设备(排它性)，采用136P97

系统设置两种控制表：设备类表和设备表，以便实现用户相对设备号和物理绝对号的对应。

设备类表记录设备类，总数，可用数，设备表地址

设备表记录绝对号,状态,空闲情况,相对号,使用者等P97

系统设置两种控制表：设备类表和设备表，以便实13710.独享设备的分配算法

FCFS优先级高者先服务

注意：设备请求队列的处理。

系统都是把设备分配给队首进程，因此第二种算法需要排序。

另外进程使用完设备后，才从设备请求队列中移出。10.独享设备的分配算法

FCFS优先13811.磁盘的一次存取时间包含三部分

寻道时间(查找时间)，

延迟时间(等待时间),

传输时间

对于用户的I/O请求序列，可以调整的只有查找时间，决定采用何种策略调度磁盘请求称为磁臂调度

主要的算法有：

FCFS最短查找时间优先

电梯单向扫描11.磁盘的一次存取时间包含三部分

寻道时间(139习题P113

磁盘请求102220240638柱面先后到达,移动臂移动一个柱面6ms,分别采用上述四种算法调度，各花多少查找时间？起始柱面20。(其中电梯算法先由外向里移动)习题P113

磁盘请求102220214012.设备的构造

I/O设备一般包含机械与电子两部分

机械部分就是所谓的设备本身

电子部分通常称为“设备控制器”或者适配器，其工作速度快，可连接多个相同类型的设备。

每种设备都通过一个控制器同CPU相连,因此CPU只同控制器沟通，控制器同设备沟通。12.设备的构造

I/O设备一般包含机械与电子两部分

14113.数据传输方式

主机与外设如何交换数据,CPU作什么,数据传输完后如何告知CPU

CPU如何应答等。

A.程序直控式

B.中断方式

C.直接存储器存取DMA方式

D.通道方式13.数据传输方式

主机与外设如何交换数据,CPU作什么14214.缓冲技术

主机与外设的速度不匹配，因此需要引入缓冲，以避免快等慢现象。

可以通过硬缓冲(寄存器)和软缓冲(存储单元)方式实现缓冲。

缓冲的形式：单，双，多，池14.缓冲技术

主机与外设的速度不匹配，因此需要引入缓冲14315.虚拟设备

采用软件技术依靠大容量磁盘来模拟独占设备使其变成共享设备，即用一种物理设备模拟另一种物理设备，称这样的设备为虚拟设备。

实现虚拟设备的软硬件条件：

A.大容量磁盘，且与CPU能并行

B.多道程序设计15.虚拟设备

采用软件技术依靠大容量磁盘来模拟14416.实现SPOOLING系统

硬件上：在磁盘上划分出两个区域，一个为输入井(存放多个作业全部信息的存储空间)，一个为输出井(存放每个作业运行输出的存储空间)

软件上：需要多道程序设计

因此将建立在多道程序设计基础上的联机外围设备同时操作称为SPOOLING技术。16.实现SPOOLING系统

硬件上：在磁盘上划分出两145 将操作系统种实现虚拟设备的软件功能模块称为SPOOLING系统。

功能模块的三大部分：

A.预输入程序输入机到输入井

B.缓输出程序输