操作系統(tǒng)總結(jié)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第一章 操作系統(tǒng)概論1、 知識點(diǎn)1. 操作系統(tǒng)是：管理系統(tǒng)資源、控制程序執(zhí)行、改善人機(jī)界面、提供各種服務(wù)，并合理組織計(jì)算機(jī)工作流程和為用戶方便而有效地使用計(jì)算機(jī)提供良好運(yùn)行壞境的最基本的系統(tǒng)軟件。2. 操作系統(tǒng)的功能：OS作為用戶接口和服務(wù)提供者、OS作為擴(kuò)展機(jī)或虛擬機(jī)、OS作為資源管理者和控制者、OS作為程序執(zhí)行的控制者和協(xié)調(diào)者。3. 操作系統(tǒng)的主要特性：并發(fā)性、共享性、異步性。4. 分時操作系統(tǒng)的特點(diǎn)：同時性、獨(dú)立性、及時性、交互性。5. 操作系統(tǒng)接口分為：程序接口和作業(yè)接口。6. 當(dāng)前主流的兩種操作系統(tǒng)為：Windows OS和Linux OS。第二章 處理器管

2、理周轉(zhuǎn)時間=完成時間提交時間帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間=周轉(zhuǎn)時間÷運(yùn)行時間（或執(zhí)行時間）FCFS即先來先服務(wù)算法SJF即最短作業(yè)優(yōu)先算法SRTF即最短剩余時間優(yōu)先算法8、在道數(shù)不受限制的多道程序系統(tǒng)中，作業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)的后備隊(duì)列時立即進(jìn)行作業(yè)調(diào)度?，F(xiàn)有4個作業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)，有關(guān)信息列舉如下，作業(yè)調(diào)度和進(jìn)程調(diào)度均采用高優(yōu)先級算法（規(guī)定數(shù)值越大則優(yōu)先級越高）。作業(yè)名進(jìn)入后備隊(duì)列的時間執(zhí)行時間/min優(yōu)先數(shù)Job18:00601Job28:30502Job38:40304Job48:50103Job1Job2Job3Job48:30 8:408:00 8:30 解：10:00 10:309:20 10:008:

3、40 9:109:10 9:20從上面的作業(yè)流程可知作業(yè)名進(jìn)入后備隊(duì)列的時間執(zhí)行時間/min開始執(zhí)行時間結(jié)束執(zhí)行時間周轉(zhuǎn)時間/min帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間Job18:00608:0010:301502.5Job28:30508:3010:00901.8Job38:40308:409:10 301Job48:50108:509:20303平均周轉(zhuǎn)時間 T=（150+90+30+30）/4=75min帶權(quán)平均周轉(zhuǎn)時間 W=(2.5+1.8+1+3)/4=2.07517、 如果在限制為兩道的多道程序系統(tǒng)中，有4個作業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)，其進(jìn)入系統(tǒng)時間、估計(jì)運(yùn)行時間列于下表中。系統(tǒng)采用SJF作業(yè)調(diào)度算法，采用SRTF進(jìn)程

4、調(diào)度算法，請?zhí)畛湎卤?。作業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)時間估計(jì)運(yùn)行時間/min開始運(yùn)行時間結(jié)束運(yùn)行時間周轉(zhuǎn)時間/minJob110:003010:0011:0565Job210:052010:0510:2520Job310:10510:2510:3020Job410:201010:3010:4020平均周轉(zhuǎn)時間 T=(65+20+20+20)/4=31.25min帶權(quán)平均周轉(zhuǎn)時間 W=(65/30+20/20+20/5+20/10)/42.2916Job1Job2Job3Job4時間10:00 10:05 10:25 10:30 10:40 11:05知識點(diǎn)1. 中斷的概念：中斷是指在程序執(zhí)行過程中，遇到急需處理

5、的事件時，暫時中止現(xiàn)行程序在CPU上的運(yùn)行，轉(zhuǎn)而執(zhí)行相應(yīng)的事件處理程序，待處理完成后再返回?cái)帱c(diǎn)或調(diào)度其他程序執(zhí)行。2. 中斷源分類：按中斷事件的性質(zhì)和激活方式劃分：機(jī)器故障中斷、程序性中斷、外部中斷、輸入輸出中斷。按中斷事件的來源和實(shí)現(xiàn)手段劃分：硬中斷、軟中斷。3.進(jìn)程是指可并發(fā)執(zhí)行的程序在某個數(shù)據(jù)集合上的一次計(jì)算活動，也是操作系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和保護(hù)的基本單位。運(yùn)行態(tài)就緒態(tài)等待態(tài)進(jìn)程調(diào)度時間片完等待事件結(jié)束出現(xiàn)等待事件4.程序與進(jìn)程區(qū)別：“程序”自身只是計(jì)算任務(wù)的指令和數(shù)據(jù)的描述，是靜態(tài)概念無法刻畫程序的并發(fā)特性，系統(tǒng)需要尋找一個能描述程序動態(tài)執(zhí)行過程的概念，這就是進(jìn)程。5.進(jìn)程三態(tài)模型及其狀

6、態(tài)轉(zhuǎn)換：第三章 同步、通信與死鎖1、 知識點(diǎn)1. 并發(fā)進(jìn)程中與共享變量有關(guān)的程序段叫“臨界區(qū)”，共享變量代表的資源叫“臨界資源”。2. 臨界區(qū)的調(diào)度原則：空閑讓進(jìn)，忙則等待，有限等待，讓權(quán)等待。（老管版） 臨界區(qū)的調(diào)度原則：互斥使用，有空讓進(jìn)；忙則等待，有限等待；擇一而入，算法可行。（課本）3. 死鎖：如果一個進(jìn)程集合中的每個進(jìn)程都在等待只能由此集合中的其他進(jìn)程才能引發(fā)的事件，而無限期陷入僵持的局面稱為死鎖。4. 死鎖產(chǎn)生的條件：互斥條件、占有和等待條件、不剝奪條件、循環(huán)等待條件。2、 分析操作采用pv信號量操作來實(shí)現(xiàn)以下兩種算法1） 消費(fèi)者生產(chǎn)者問題2） 讀者寫者問題3、 計(jì)算題（銀行家算法

7、）28. 設(shè)當(dāng)前的系統(tǒng)狀態(tài)下，此時Aavilable=(1,1,2)。進(jìn)程ClaimAllocation 3 2 2 1 0 06 1 35 1 13 1 42 1 14 2 20 0 2（1） 計(jì)算機(jī)各個進(jìn)程還需要的資源數(shù)Cki-Aki。（2） 系統(tǒng)是否處于安全狀態(tài)，為什么？（3） 進(jìn)程發(fā)出請求向量request2(1,0,1)，系統(tǒng)能把資源分配給它么？進(jìn)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）

8、如上圖（2） 系統(tǒng)處于安全狀態(tài)，安全序列為、（此狀態(tài)序列不定，由進(jìn)程執(zhí)行序列決定）（3） 進(jìn)程發(fā)出請求向量request2(1,0,1)，系統(tǒng)能把資源分配給它，因?yàn)?（1,0,1）+(5,1,1)=(6,1,2),可形成安全隊(duì)列。29. 系統(tǒng)有A、B、C、E共4種資源，在某時刻進(jìn)程、和對資源的占有和需求情況如下表所示，試解答下列問題。進(jìn)程ABCDABCDABCD00320044162210002750135436033209840014066（1） 系統(tǒng)此時處于安全狀態(tài)嗎？（2） 若此時進(jìn)程發(fā)出request1（1,2,2,2），系統(tǒng)能分配資源給它嗎？為什么？解：進(jìn)程ABCDABCDABCDA

9、BCD004400320012(1622)16542750100017502986361354235630984033206521986066001406561(1) 系統(tǒng)此時處于安全狀態(tài),安全序列為、；（2） 若此時進(jìn)程發(fā)出request1（1,2,2,2），系統(tǒng)不能分配資源給它，由于=(1,0,0,0)+（1,2,2,2）=(2,2,2,2)無法形成安全隊(duì)列。第5章 設(shè)備管理1、 填空題緩沖技術(shù)分為單緩沖、雙緩沖和多緩沖。二、簡答題1.引入緩沖技術(shù)的目的？答：為了解決CPU與設(shè)備之間速度不匹配的矛盾；協(xié)調(diào)邏輯記錄大小與物理記錄大小不一致的問題；提高CPU和I/O設(shè)備的并行性，減少I/O操作

10、對CPU的中斷次數(shù)，放寬對CPU中斷響應(yīng)的要求。2. 什么是設(shè)備獨(dú)立性,其好處是什么?答：通常用戶不指定特定的設(shè)備，而指定邏輯設(shè)備使得用戶作業(yè)和物理設(shè)備獨(dú)立開來，再通過其他途徑建立邏輯設(shè)備和物理設(shè)備之間的對應(yīng)關(guān)系，稱這種特性為設(shè)備獨(dú)立性； 設(shè)備獨(dú)立性帶來的好處，用戶與物理的外圍設(shè)備無關(guān)，系統(tǒng)增減或變更外圍設(shè)備時程序不必修改，易于對付輸入輸出設(shè)備的故障。三、計(jì)算題優(yōu)化分布信息在存儲空間中的排列方式會影響存取等待時間?？紤]到10條邏輯記錄A,B,J被存放于旋轉(zhuǎn)型設(shè)備上，每道存放10個物理塊，安排如圖5.4（a）所示。物理塊邏輯記錄1A2B3C4D5E6F7G8H9I10J（a）物理塊邏輯記錄1A2

11、H3E4B5I6F7C8J9G10D(b)圖5.4優(yōu)化分布示例 (a)優(yōu)化前 (b)優(yōu)化后假定需要經(jīng)常需要順序處理這些記錄，旋轉(zhuǎn)速度為一周20ms,處理程序讀出每塊花4ms進(jìn)行處理，由于讀出并處理記錄A之后將旋轉(zhuǎn)到記錄D的開始，為了讀出記錄B，必須再轉(zhuǎn)一周。于是，處理10條記錄的總時間為10ms（旋轉(zhuǎn)到記錄A的平均時間）+2ms（讀記錄A）+4ms（處理記錄A）+9×16ms（訪問下一條記錄）+2ms（讀記錄）+4ms（處理記錄）=214ms。按照圖5.4（b）所示方式對信息優(yōu)化分布：當(dāng)讀出記錄A并處理結(jié)束后，恰巧旋轉(zhuǎn)至記錄B的位置，立即就可讀出記錄B并處理。按照這一方案，處理10條

12、記錄的總時間為10ms（旋轉(zhuǎn)到記錄A的平均時間）+10×2ms（讀記錄）+4ms（處理記錄）=70ms，所花費(fèi)的時間是原方案的1/3。如果有眾多記錄需要處理，所節(jié)省的時間更加可觀。例題：1、旋轉(zhuǎn)型設(shè)備上信息的優(yōu)化分布能夠減少為若干I/O服務(wù)的總時間。設(shè)磁鼓分為8個區(qū)，每區(qū)存放一條記錄，磁鼓旋轉(zhuǎn)一周用時20ms，讀取每條記錄后經(jīng)4ms處理，再繼續(xù)處理下一條記錄。當(dāng)前磁鼓位置未知的情況下：（1） 順序存放記錄1、記錄2、記錄8時，試計(jì)算讀出并處理8條記錄的總時間；（2） 給出優(yōu)化分布8條記錄的一種方案，使得總處理時間縮短，計(jì)算出這個方案所花費(fèi)的總時間。解：讀一個區(qū)所用時間為20/8=2.

13、5ms（1）讀取并處理記錄1的時間t1=2.5+4=6.5ms讀取并處理記錄2的時間t2=1+6×2.5+2.5+4=22.5ms總處理時間=t1+7×t2=164ms （2）讀取并處理記錄1的時間t1=2.5+4=6.5ms讀取并處理記錄2的時間t2=1+2.5+4=7.5ms總處理時間=t1+7×t2=59ms2、旋轉(zhuǎn)型設(shè)備上信息的優(yōu)化分布能夠減少為若干I/O服務(wù)的總時間。設(shè)磁鼓分為8個區(qū)，每區(qū)存放一條記錄，磁鼓旋轉(zhuǎn)一周用時8ms，讀取每條記錄后經(jīng)5ms處理，再繼續(xù)處理下一條記錄。當(dāng)前磁鼓位置未知的情況下：（1）順序存放記錄1、記錄2、記錄8時，試計(jì)算讀出并處

14、理8條記錄的總時間；（2）給出優(yōu)化分布8條記錄的一種方案，使得總處理時間縮短，計(jì)算出這個方案所花費(fèi)的總時間。解：讀一個區(qū)所用時間為16/8=2ms（1）讀取并處理記錄1的時間t1=2+5=7ms 讀取并處理記錄2的時間t2=1+2×5+2+5=18ms 總處理時間=t1+7×t2=7+7×18=133ms（2）讀取并處理記錄1的時間t1=2+5=7ms 后續(xù)讀取并處理需t2=8×4+10×3=62ms 總處理時間=t1+t2=7+62=69ms第二類計(jì)算題：移動臂調(diào)度算法（磁盤尋道算法）1.假定磁盤有200個柱面，編號0199，當(dāng)前存取臂的位置

15、在143號柱面上，并剛剛完成125號柱面的服務(wù)請求。如果請求隊(duì)列的先后順序是：86,147,91,177,94,150,102，175，130；試問：為了完成上述要求，下列算法存取臂所移動的總量是多少？并計(jì)算存取臂移動的順序。（1）“先來先服務(wù)”算法FCFS當(dāng)前：143 86 147 91 177 94 150 102 175 130移臂長度：57 61 56 86 83 56 48 73 45移臂總長度：57+61+56+86+83+56+48+73+45=56586 91 94 102 130 143 147 150 175 177掃描隊(duì)列：143 147 150 130 102 94 9

16、1 86 175 177移臂長度： 4 3 20 28 8 3 5 89 2移臂總長度：4+3+20+28+8+3+5+89+2=162一直向最近的編號掃描（2） 最短查找時間優(yōu)先算法SSTF （3） 掃描算法SCAN掃描序列：143 147 150 175 177 199 130 102 94 91 86移臂長度： 4 3 25 2 22 69 28 8 3 5移臂總長度：4+3+25+2+22+69+28+8+3+5=169按掃描方向掃到一端末，然后反向掃描（不掃到末，只掃到請求隊(duì)列末那個編號） （4） 電梯調(diào)度算法掃描序列：143 147 150 175 177 130 102 94 91 86移臂長度： 4 3 25 2 47 28 8 3 5移臂總長度：4+3+25+2+47+28+8+3+5=125按掃描方向掃到請求隊(duì)列端末，然后反向掃描（也不掃到末，只掃到請求隊(duì)列另一邊末那個編號）第6章 文件管理1、 知識點(diǎn)1.文件名由文件名稱和擴(kuò)展名兩部分組成，前者用于識別文件，后者用于區(qū)分文件類型，中間用“.”分割開來。2.文件是由文件名字標(biāo)志的一組信息集合。3.文件名是字母或數(shù)字組成的字母數(shù)字串。4.文件的邏輯結(jié)構(gòu)：流式文件和記錄式文件，物理結(jié)構(gòu)：順序、連接、直接、索引文件。2、