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操作系统原理重点知识点

来源:用户分享 时间:2025/5/30 0:50:29 本文由loading 分享 下载这篇文档手机版
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注意:大题必看否则很难及格!

1、 什么是操作系统: 操作系统是配置在计算机硬件上带第一层软件,是对硬件系统的首

次扩充。

2、 操作系统的作用: OS作为用户与计算机硬件系统之间带接口、OS作为计算机系统资

源带管理者、OS实现啦对计算机资源带抽象

3、 操作系统的目标: 有效性、方便性、可扩充性、开放性

4、 操作系统基本特征(并发性 共享性 虚拟性 异步性)其中最重要的特征是 并发性 5、 操作系统带主要功能:处理机管理 存储器管理 设备管理 文件管理 用户接口 6、进程的三种基本状态:就绪---(进程调度)---执行---(I/O请求)---阻塞---(I/O完成)---就绪 执行---(时间片用完)---就绪 (P38页) 7、进程的特征:动态性 并发性 独立性 异步性 8、批处理系统带特征:脱机 多道 成批处理

9、分时系统带特征:多路性 独立性 及时性 交互性

10、常用I/O控制方式有:程序直接控制方式、中断控制方式、DMA方式、通道方式。 11、为什么要引入缓冲区?(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 12、SPOOLing系统由哪几部分组成?以打印机为例说明如何利用该技术实现多个进程对打印机的共享?

组成:输人井和输出井 输入缓冲区和输出缓冲区 输入进程和输出进程

对所有提出输出请求的用户进程,系统接受它们的请求时,并不真正把打印机分配给它们,而是由输出进程在输出井中为它申请一空闲缓冲区,并将要打印的数据卷入其中,输出进程再为用户进程申请一张空白的用户打印请求表,并将用户的打印请求填入表中,再将该表挂到打印机队列上。

这时,用户进程觉得它的打印过程已经完成,而不必等待真正的慢速的打印过程的完成。当打印机空闲时,输出进程将从请求队列队首取出一张打印请求表,根据表中的要求将要打印的数据从输出井传到内存输出缓冲区,再由打印机进行输出打印。打印完后,再处理打印队列中的一个打印请求表,实现了对打印机的共享。

13、什么是死锁?产生死锁的必要条件有哪些?处理死锁的方法? 所谓死锁是指多个进程在运行过程中因争夺资源而造成带一种僵局,当进程处于这种僵持状态时,若无外力作用,他们都将无法再向前推进。必要条件:互斥条件 请求和保持条件 不剥夺条件 环路等待条件 处理方法:预防死锁 避免死锁 检验死锁 解除死锁

以上为简答题可能出带部分 以下全为计算题 做题时照猫画虎就差不多 计算过程比较简单 有不懂得同学赶快在考试之前问一下懂的同学保证你考试能打60分以上。 呵呵

应用题

1、 调度算法(FCFS/SPF 高度优先权 时间片轮转)

有5个进程P1、P2、P3、P4、P5,它们的创建时刻、运行时间和优先数见下表。规定进程的优先数越小其优先级越高。试描述在采用下述调度算法时,各进程的运行过程,并计算平均周转时间(假设忽略进程的调度时间,时间单位为ms)。 (1)先来先服务算法(FCFS)。 (2)剥夺式优先级调度算法。(此问可去掉。增加非剥夺式) 进程 创建时刻 运行时间 优先数 P1 P2 P3 0 2 4 3 6 4 3 5 1 P4 P5 6 8 5 2 2 4 答:

1)先来先服务调度算法:程序的运行过程如下图:

可知:每个进程的周转时间为:T1=3ms; T2=9-2=7ms; T3=13-4=9ms;

T4=18-6=12ms; T5=20-8=12ms。

系统平均周转时间为:T=(3+7+9+12+12)/5=8.6ms

2)剥夺式优先级调度算法:程序的运行过程如下图:

时间(ms)

可知:每个进程的周转时间为:T1=3-0=3ms; T2=20-2=18ms; T3=8-4=4ms;

T4=13-6=7ms; T5=15-8=7ms

系统平均周转时间为:T=(3+18+4+7+7)/5=7.8ms

备注:轮转调度算法(RR,也称时间片调度算法)是一种常见的剥夺式调度,而最短作业优先算法(SJF)可将其改造成剥夺式调度算法,即最短剩余时间有限算法(SRTF),优先级调度算法则可令系统预先规定策略:剥夺式或非剥夺式。 2、 银行家算法

在银行家算法中,T时刻的状态如下表,试问: (1)T时刻是否安全?

(2)若P2提出请求(1,2,2,2)后,系统能否分配资源? 要求:写出判断的过程。 进程 Allocation Need Available

P0 0032 0012

P1 1000 1750

1622 P2 1354 2356

P3 0332 0652

P4 0014 0656 答:(1)利用安全性算法对上面的状态进行分析: P0 P3 P1 P2 P4

找到一个安全序列{P0,P3,P1, P2,P4},所以T 时刻系统是安全的。 (2)P2发出请求向量Request(1,2,2,2)后,系统按银行家算法进行检查: ①Request(1,2,2,2)≤Need(2,3,5,6) ②Request(1,2,2,2) ≤Available(1,6,2,2) ③系统进行资源的试分配,并修改相应变量的值

Available=(0,4,0,0) Allocation=(2,5,7,6) Need=(1,1,3,4)

④进行安全性检查:此时对所有进程Need≤ Available=(0,4,0,0)都不成立,系统进入不安全状态。 系统不能将资源分配给P2。

3、 动态分区

.对下图所示的内存分配情况(空白部分表示空闲块)若要申请一块40K的内存,按照最先适应算法、最佳适应算法、最差适应算法分配的首地址分别为什么?能使首地址最大的分配策略是什么?

答: 最先适应算法分配的首地址为:100KB 最佳适应算法分配的首地址为:330KB 空闲区大小80K 最差适应算法分配的首地址为:410KB 空闲区大小 90K 能使首地址最大的分配策略是最差适应算法 空闲区大小60K 空闲区大小102K

4、 基本分页/段储存管理

1.某分页系统的用户空间共有32个页面,每页1KB,主存空间为16KB,试问:

work 1 6 2 2 1 6 5 4 1 9 8 6 2 9 8 6 3 12 13 10 Need 0 0 1 2 06 5 2 1 7 5 0 2 3 5 6 0 6 5 6 Allocation 0 0 3 2 0 3 3 2 1 0 0 0 1 3 5 4 0 0 1 4 Work+ Allocation 1 6 5 4 1 9 8 6 2 9 8 6 3 12 13 10 3 12 14 14 finish T T T T T 1) 逻辑地址的有效位是多少?格式如何?物理地址需多少二进制位表示?.

2) 假定某时刻系统为用户的第0、1、2、3页分别分配的物理块号为2、10、4、7,试将逻辑地址1023(十进制)转换为对应的物理地址?并以逻辑地址1023(十进制)为例画出地址变换过程。

答:1)法一:用户空间共有32个页面,故逻辑地址中的页号须用5位来描述。(页号范围:0~31);每页1KB,故页内地址须用10位描述。(页内地址范围:0~1023)

所以逻辑地址共有:5+10=15位。

15

法二:用户空间大小为32页*1KB/页=32 KB,32 KB=2B,所以逻辑地址共有 15

位。

其格式为:14 10 9 0 页号P 页内地址W 14 内存空间大小为16KB,16 KB=2B,所以物理地址共有 14位。 2)●逻辑地址(1023)D 页号=int(1023/1024)=0

页内地址=102324=1023,由页表得,P=0对应的P’=2 其物理地址=1024*2+1023=3071

(注:若求出的页号超过页表长度,则可以直接判断是非法的逻辑地址)

越界中页表寄存器 页表始址 页表> 页号 内存0 1 2 3 2 10 4 7 逻辑地址1023 0 2 + 物理地址3071 以逻辑地址1023为例的地址变换过程如图:

2、在一段式存储管理系统中,段表如下,试求出下列逻辑地址对应的物理地址?

段号 0 1 2 3 4 内存始址 210 2350 100 1350 1938 段长 500 20 90 590 95 (0,430) (1,10) (2,500) (3,400) (4,122) (5,132) 答:逻辑地址(0,430)或写成[0,430]的物理地址=210+430=640

逻辑地址(1,10)的物理地址=2350+10=2360 逻辑地址(2,500)的物理地址=100+500=600 ╳

因为500>90,所以属于段内地址越界引起的非法地址访问 √ 逻辑地址(3,400)的物理地址=1350+400=1750 逻辑地址(4,122),因为122>95,所以属于段内地址越界引起的非法地址访问 逻辑地址(5,132),因为5>4,所以属于段号越界引起的非法地址访问

5、 页面置换算法(OPT/FIFO/LUR 最佳置换/先进先出/最近最久未使用)

在一个请求分页中若一个作业的页面访问顺序为:432143543215,当系统分配给该作业

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