操作系统总复习.ppt

总复习 第一章绪论 操作系统的概念控制和管理软硬件资源 合理调度各类作业 方便用户使用的程序集合操作系统的类型及特征单道批处理 多道批处理 分时 实时并发 共享 虚拟 异步操作系统的功能处理机 存储器 设备 文件管理 用户接口 第二章进程管理 进程的定义和特征 进程实体的运行过程 资源分配合调度的基本单位程序段 数据段和PCB组成 动态 并发 独立 异步进程控制块的结构 标识符 处理机状态 调度信息 控制信息进程状态及变化图 执行 就绪 阻塞 引入挂起 静止 活动 第二章进程管理 进程控制原语创建 撤销 阻塞 唤醒 信号量机制及其应用临界区 wait 和signal 同步与互斥 前趋图 生产者 消费者问题 读者 写者问题 进程通信的类型及其实现共享存储器 消息传递 管道线程定义 线程与进程的区别线程是调度的基本单位 进程是资源分配的基本单位 第三章处理机的调度与死锁 处理机调度的层次 作业调度 进程调度 中级调度各调度算法 FCFS SJF SPF HPF HRRN RR FB 的基本思想及性能分析 实时系统的调度 EDF LLF 算法 死锁问题产生的必要条件 互斥 请求和保持 不剥夺 环路等待死锁的避免 银行家算法 可用资源向量 最大需求矩阵 分配矩阵 需求矩阵 工作向量 Finish标志数组 第四章存储管理 动态分区中的分区分配算法 首次适应 循环首次适应 最佳适应 最坏适应 基本页式存储的基本思想与地址变换过程 关键在页表 基本段式管理的基本思想与地址变换过程 关键在段表 虚拟存储器定义及特征多次性 对换性 虚拟性 请求分页置换算法 Optimal FIFO LRU NRU LFU PBA 第五章设备管理 设备的种类 设备管理的功能 缓冲区管理 设备分配 设备处理 虚拟设备 设备独立性各种IO控制方式的基本思想和优缺点 程序IO方式 中断方式 DMA方式 通道控制方式 缓冲技术的特征与种类 设备分配与SPOOLing技术 磁盘存储管理及移臂调度算法 FCFS SSTF SCAN CSCAN 第六章文件系统 文件及文件系统的定义文件的逻辑结构与物理结构无结构文件 有结构文件连续分配 链接分配 索引分配目录管理目标及实现按名存取 提高检索速度 共享 允许重名文件存储空间管理空闲表法 空闲链表法 位示图法 成组链接法文件的共享方式 索引结点 符合链 第七章操作系统接口 操作系统接口的类型 命令接口系统调用命令解释程序的作用和实现 系统调用的概念和类型 图形用户接口的重要组成元素 第八章网络操作系统 客户 服务器模式的类型及各自的特点两层结构 肥客户端 处理速度快 小型系统三层结构 瘦客户端 灵活可扩充 效率较低 大型系统网络操作系统的功能数据通信 资源共享 网络管理 应用互操作 第九章系统安全性 加密算法的类型与基本加密方法对称加密与非对称加密 序列加密与分组加密 易位法 置换法 DES RSA MD5 数字签名与数字证书的定义运用公开密钥加密算法访问控制矩阵的实现访问控制表 访问权限表 注意事项 1 没有交齐实验报告 4份 者与作业 6份 者总评不及格 具体情况请到教学助理处查询 2 无故旷课超过三次者总评不及格 3 考试作弊者期末成绩与总评为0分 并且取消在校期间的补考资格 4 考试结束后请上交作业本 试题来源 参看 学习指导与题解 的习题与作业题 实验思考题 题型选择题 判断题 问答题 应用题 算法填空题 试题示例 1进程向一个中间实体发送消息 等待另一进程异步地接收 这种通信方式属于 B A 共享存储区B 信箱方式C 消息缓冲D 共享文件2 临界区 是指 D A 一组临界资源的集合B 可共享的一块内存区C 请求访问临界资源的代码D 访问临界资源的一段代码3判断 最佳适应算法比首次适应算法具有更好的内存利用率 作业选讲1 P25OS有几大特征 其最基本的特征是什么 答 OS有四个基本特征 并发 共享 虚拟和异步 其中最基本的特征是并发 P686试从动态性 并发性和独立性比较进程和程序 答 动态性 进程是程序的一次执行过程 因此是动态的 动态性还表现在进程由创建而产生 由调度而执行 由撤销而消亡 即有一定的生命周期 而程序只是一组指令的有序集合 可永久存储在某种介质上 其本身不具有运动的含义 因此是静态的 并发性 引入进程的目的就是让多个进程实体可同时存储在内存中并发的执行 而程序 在没为它创建进程时 的并发执行具有不可再现性 因此程序不能正确的并发执行 独立性 进程是一个独立运行 独立分配资源和独立接受调度的基本单位 而程序不具有PCB 所以不可能在多道程序环境下独立的运行 作业选讲2 P68试写出相应的程序来描述图2 15所示的前趋图 Vara b c d e f g h semaphore 0 0 0 0 0 0 0 0 BeginParbeginBeginS1 signal a signal b end Beginwait a S2 signal c signal d end Beginwait b S3 signal e end Beginwait c S4 signal f end Beginwait d S5 signal g end Beginwait e S6 signal h end Beginwait f wait g wait h S7 end Parend end 作业选讲3 P6836 为什么要在OS中引入线程 答 由于进程是资源的拥有者 所以在创建 撤销 切换操作中需要较大的时空开销 限制了并发程度的进一步提高 为减少进程切换的开销 把进程作为资源分配单位和调度单位这两个属性分开处理 即进程还是作为资源分配的基本单位 但是不作为调度的基本单位 很少调度或切换 把调度执行与切换的责任交给 线程 这样做的好处不但可以提高系统的并发度 还能适应新的对称多处理机 SMP 环境的运行 充分发挥其性能 作业选讲4 P10216何谓死锁 产生死锁的原因和必要条件是什么 答 死锁是指多个进程在运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局 当进程处于这种僵持状态时 若无外力作用 它们都将无法再向前推进 产生死锁的原因 1 竞争资源 2 进程间推进顺序非法 产生死锁的必要条件 1 互斥条件 2 请求和保持条件 3 不剥夺条件 4 环路等待条件 作业选讲5 P14214分页和分段存储管理有何区别 答 主要区别表现在以下三个方面 1 页是信息的物理单位 分页是为实现离散分配方式 以消减内存的外零头 提高内存的利用率 段则是信息的逻辑单位 它含有一组其意义相对完整的信息 分段的目的是为了能更好地满足用户的需要 2 页的大小固定且由系统决定 而段的长度却不固定 决定于用户所编写的程序 3 分页的地址空间是一维的 程序员只需利用一个记忆符 即可表示一个地址 而分段的作业地址空间是二维的 程序员在标识一个地址时 既需给出段名 又需给出段内地址 作业选讲6 P10223在一个请求分页系统中 采用FIFO页面置换算法时 假如一个作业的页面走向为4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5 当分配给该作业的物理块数M分别为3和4时 试计算在访问过程中所发生的缺页次数和缺页率 并比较所得结果 解 物理块为3时访问过程中的缺页情况 缺页次数 9次 缺页率 9 12 75 物理块为4时 缺页次数 10次 缺页率 10 12 83 随着分配的主存块数的增加 缺页次数不但没有降低 反而增加了 原因FIFO算法没考虑进程实际的运行规律 因为在进程中 有些页面经常被访问 比如全局变量 常用函数 循环语句段等 作业选讲7 P1817有哪几种I O控制方式 各适用于何种场合 答 1 程序I O方式 适用于低速字节设备 2 中断方式 适用于中低速字节设备 3 DMA方式 适用于中高速块设备 4 通道方式 适用于各种类型的设备 尤其是高速块设备 9引入缓冲的主要原因是什么 答 1 缓和CPU与I O设备间速度不匹配的矛盾 2 减少对CPU的中断频率 放宽对CPU中断响应时间的限制 3 提高CPU和I O设备之间的并行性 作业选讲8 学习指导与题解 P13122假定有一个具有200个磁道 编号为0 199 的移动头磁盘 在完成了磁道125处的请求后 当前正在磁道143处为一个请求服务 若请求队列以FIFO次序存放 即86 147 91 177 94 150 102 175 130 对下列每一个磁盘调度算法 若要满足这些要求 则总的磁头移动磁道数为多少 1 FCFS 2 SSTF 3 SCAN 4 CSCAN 解 1 FCFS算法 磁头访问序列 143 86 147 91 177 94 150 102 175 130 磁头移动磁道数 57 61 56 86 83 56 48 73 45 565 2 SSTF算法 磁头访问序列 143 147 150 130 102 94 91 86 175 177 磁头移动磁道数 4 3 20 28 8 3 5 89 2 162 3 SCAN算法 磁头访问序列 143 147 150 175 177 130 102 94 91 86 磁头移动磁道数 4 3 25 2 47 28 8 3 5 125 4 CSCAN算法 磁头访问序列 143 147 150 175 177 86 91 94 1