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最新OS复习资料

福建农林大学教案

编号：

课时安排：

2学时

教学课型：

理论课√□实验课□习题课□实践课□其它□

题目（教学章、节或主题）：

复习

1、第一章OS引论

2、第二章进程管理

3、第三章处理机调度与死锁

4、第四章存储器管理

5、第五章设备管理

6、第六章文件管理

7、第七章磁盘存储器管理（注：

其余章节自己复习）

教学目的要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：

1.掌握操作系统的概念

2.掌握进程管理、存储管理、作业管理、OS接口的概念与应用。

3.熟悉设备管理、文件管理的概念与应用。

教学内容（注明：

*重点#难点？

疑点）：

第一章操作系统的概念

1、OS的基本概念：

OS的目的和作用。

2、OS的功能：

P16

3、OS的特征：

P13

4、OS中的相关概念：

包括多道程序技术、进程、线程、作业等。

典型示例：

1、在计算机系统中配置操作系统的目的是（B）。

A）增强计算机系统的功能B）提高系统资源的利用率

C）提高系统的运行速度D）提高设备之间的协调性

操作系统定义：

是一组控制和管理计算机硬件和软件资源，合理地对各类作业进行调度，方便用户使用计算机的程序的集合。

OS三大作用中：

2、OS是计算机资源的管理者。

2、操作系统的主要功能是管理计算机系统中的（C）。

A）程序和数据B）进程

C）资源D）硬件

OS是计算机中最重要的系统软件，是其他系统软件和应用软件运行的基础。

3、操作系统是一种（B）软件。

A）应用软件B）系统软件

C）通用软件D）软件包

操作系统的5大功能中，提供友好的用户接口功能分为用户接口和程序接口，程序接口指操作系统提供了一组系统调用，供用户程序调用操作系统服务。

4、用户在程序设计过程中，可通过（D）获得操作系统的服务。

A）库函数B）键盘命令

C）图形化接口D）系统调用

5、从资源管理的角度看，操作系统具有四大功能，分别是__处理机管理功能__、__存储器管理功能__、__设备管理功能__和__文件管理功能__，为了方便用户，操作系统还要提供_用户和操作系统之间的接口__。

第二章进程管理

本章内容为掌握的重点，分成两部分：

进程控制与同步、进程通信。

1、程序的执行方式：

顺序与并发，以及它们的区别

2、程序并发执行的特征：

P34

3、进程的引入：

为了更好地描述系统中的并发活动。

4、进程特征及状态：

P36

5、进程控制原语：

Linux进程由什么函数创建？

创建过程中内核为其所提供的服务过程？

P45

6、进程状态及变迁P37

7、进程同步：

是进程的低级，主要掌握互斥、同步机制。

实现进程同步的机制有：

以信号量同步为主，要求能进行信号量的设置和编程。

8、掌握经典进程的同步问题P60PC问题、读者-写者问题

9、进程通信P67

典型示例：

1、一个运行的进程用完了分配的时间片后，状态将变为（A）。

A）就绪B）等待C）运行D）由用户自己确定

3、对进程的管理和控制使用（B）。

A、指令B、原语

C、信号量D、信箱通信

3、进程的三种基本状态是__执行__、___就绪___、___阻塞_。

4、PCB是 ProcessControlBlock进程控制块，操作系统感知进程存在的唯一标志。

5、wait（）操作相当于申请资源，signal（）操作相当于释放资源。

6、有两个程序，A程序按顺序使用CPU10秒，使用设备甲5秒，使用CPU5秒，使用设备乙10秒，最后使用CPU10秒。

B程序按顺序使用设备甲10秒，使用CPU10秒，使用设备乙5秒，使用CPU5秒，使用设备乙10秒。

在顺序环境下先执行A程序再执行B程序，CPU利用率是多少？

解：

A的执行时间=10+5+5+10+10=40S

其中CPU时间=10+5+10=25S

B=10+10+5+5+10=40S

其中CPU时间=10+5=15S

CPU利用率=CPU/（A+B）=（25+15）/（40+40）=0.5=50％

如果是在并发环境下执行A和B程序，CPU利用率又是多少？

CPU利用率=CPU/（A+B）=40/45≈88.89%

BP47例17，例19，例21

BP58练习21，24

第三章处理机调度与死锁

1、进程调度（P91）：

进程调度方式有剥夺、非剥夺两种。

2、调度算法有：

FCFS，短进程优先、优先级法、轮转法、多级队列等。

3、实时调度P97最低松驰度优先算法P101

4、死锁与避免P104：

掌握产生死锁的必要条件、死锁的预防、避免、检测与解除。

典型示例：

1、作业从进入系统到最后完成，可能要经历三级调度：

__高级调度__、___低级调度__和__中级调度_。

2、临界资源是指_一次仅允许一个进程使用的共享资源_；临界区是指_每个进程中访问临界资源的那段代码_。

（P48、BP21）

3、某系统有R1、R2、R3和R4共4类资源，有5个进程P0，P1，P2,P3,P4。

各进程在T0时刻，对资源的占用和需求情况如下表：

进程

已分配资源数量

尚需资源Need

系统可用资源Available

0032

0012

1622

1000

1750

1354

2356

0332

0652

0014

0656

试求：

1、T0时刻系统是否安全？

2、如果进程P2提出请求Request2（1，2，2，2）后，系统能否将资源分配给它？

为什么？

解：

（1）利用银行家算法对此时刻的资源分配情况进行分析，可得此时刻的安全性分析情况：

Process

Work

Need

Allocation

Work+Allocation

Finish

1662

0012

0032

1654

true

1654

0652

0332

1986

true

1986

0656

0014

19910

true

19910

1750

1000

29910

true

29910

2356

1354

3121416

true

从上述分析中可以看出，此时存在一个安全序列{P0，P3，P4，P1，P2}，故此状态是安全的。

（2）按银行家算法进行检查：

Request2（1，2，2，2）≤Need2（2，3，5，6）；

Request2（1，2，2，2）≤Available（1，6，2，2）；

系统先假定为P2分配资源，并修改Available，Allocation2和Need2向量：

Available=（0，4，0，0）

Allocation2=（2，5，7，6）；

Need2=（1，1，3，4）。

此时，Available（0，4，0，0）不能满足任何进程的请求，故系统进入不安全状态，不能将资源分配给它。

第四章存储管理

重点掌握存储管理的功能，以及虚拟存储的概念和应用。

具体的包括各种内存的分配策略、所用的数据结构及算法优劣的比较。

1、分区管理P126：

包括固定分区与可变分区.

2、分页管理P138：

原理是将一个作业的地址空间与物理地址分成大小相同的页或帧，使得一个作业可以被分配到不连接的区域。

基本任务是实现页的虚拟地址到帧的映射。

3、分段管理P145：

原理是作业按逻辑段管理，段的大小长度不等。

4、段页式管理P150：

将作业按段划分，每个段再划分成若干大小相同的页，其地址机构由段号、段内页号和页内相对位移地址三部分组成。

典型示例：

例1、若在一分页存储管理系统中，某作业的页表如下所示，已知页面大小为1024字节，试将逻辑地址（1011）10，（2148）10，（0C5A）16转换为相应的物理地址。

页号帧号

逻辑地址：

1011；页号P=INT[1011/1024]=0；位移量W=1011MOD1024=1011；

物理地址=1*1024+1011=2035

逻辑地址：

2148；页号P=INT[2148/1024]=2；位移量W=2148MOD1024=100；

物理地址=8*1024+100=8292

页大小1024字节=2^10，可知页内地址占10位。

逻辑地址：

（0C5A）16；化为二进制：

0000110001011010；下划线为10位页内地址，

故页号P=（000011）2=3；对应块号为6=（000110）2；替换页号：

物理地址=（0001100001011010）2=（185A）16

例2、某系统中用户空间共有32个页面，每页1K，内存16K。

假设某时刻系统将该用户程序的第0，1，2，3页，分别分配到5，10，4，7号块，请将虚拟地址0A5C和093C变换为物理地址。

用户空间共有32个页面，32=2^5，可知页号部分占5位。

每页1K，1K=1024=2^10，即页内地址占10位。

内存16K，16K/1K=16块，16=2^4，故块号占4位。

逻辑地址：

（0A5C）16；化为二进制：

000101001011100；下划线为10位页内地址，

故页号P=（00010）2=2；对应块号为4=（0100）2；替换页号：

物理地址=（01001001011100）2=（125C）16

逻辑地址：

（093C）16；化为二进制：

000100100111100；下划线为10位页内地址，

故页号P=（00010）2=2；对应块号为4=（0100）2；替换页号：

物理地址=（01000100111100）2=（113C）16

BP102例13，例15，例16

第五章虚拟存储器

1、动态分页P157：

基本功能是调入策略、替换策略和地址变换的实现。

2、页面置换算法：

FIFO，LRU

示例：

BP116例6

第六章设备管理

1、I/O控制方式P195

2、缓冲技术P208：

是为了解决与低速I/O设备之间的矛盾而采用的技术。

典型示例：

1、通道是一种__特殊的处理机__。

2、常用的I/O控制方式有哪四种？

①使用轮询的可编程I/O方式、

②使用中断的可编程I/O方式、

③直接存储器访问方式、

④I/O通道控制方式。

3、从固有属性上说，打印机是__独占__设备，磁盘是__共享___设备。

4、SPOOLING系统的组成与特点？

SPOOLING系统的组成：

①输入井和输出井、

②输入缓冲区和输出缓冲区、

③输入进程和输出进程、

④井管理程序。

SPOOLING系统的特点：

①提高了I/O的速度、

②将独占设备改造为共享设备、

③实现了虚拟设备功能。

5、在设备管理中，为什么要引入缓冲区？

缓冲区有哪些类型？

简述缓冲池的工作原理。

（P209、BP137）

引入缓冲区原因：

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CPU响应中断的时间、

（③解决数据粒度不匹配的问题）

④提高CPU和I/O设备之间的并行性。

缓冲区的类型：

①单缓冲区、

②双缓冲区、

③环形缓冲区、

④缓冲池。

第七章文件管理

1、文件与文件系统：

文件是信息的一种组织方式，是在外存上具有标识名的一组相关数据的集合。

2、文件的逻辑结构P226

3、文件的管理P232：

文件的管理实际上是文件目录的管理。

文件目录，是文件系统在创建每个文件时，为文件建立的文件目录，也称文件说明或FCB，用于为文件设置文件描述和控制文件的数据结构，与文件一一对应。

4、目录文件：

是文件系统管理文件的重要信息源，由全部的文件目录组成。

常用目录结构有单级目录、二级目录和多级目录。

示例：

BP156例7

第八章磁盘存储器管理

1、文件的物理结构（外存分配方式）P250

2、文件存储空间管理：

P259：

实现文件存储空间分配与空闲空间的组织。

常用数据结构：

位示图、成组链接法。

典型示例：

1、有一计算机系统利用下图所示的位示图来管理空闲盘块。

如果盘块从1开始编号，每个盘块的大小为1KB。

现要为文件分配两个盘块，请简单说明分配过程。

精明的商家不失时机地打出“自己的饰品自己做”、“DIY（DoItYourself）饰品、真我个性”的广告，推出“自制饰品”服务，吸引了不少喜欢标新立异、走在潮流前端的年轻女孩，成为上海的时尚消费市场。

其市场现状特点具体表现为：

Ｂｅａｄｗｒｋｓ公司还组织各国的“芝自制饰品店”定期进行作品交流，体现东方女性聪慧的作品曾在其他国家大受欢迎；同样，自各国作品也曾无数次启发过中国姑娘们的灵感，这里更是创作的源泉。

标题：

大学生究竟难在哪？

—创业要迈五道坎2004年3月23日9

（3）个性体现11

一、消费者分析15

（一）上海的经济环境对饰品消费的影响1

大学生对手工艺制作兴趣的调研1

3、消费“多样化”1

秘诀：

好市口＋个性经营1

7、你喜欢哪一类型的DIY手工艺制品？

1第一个值为0的二进制位，行号、列号分别为i=3,j=5；

②计算对应盘块号：

b=（i-1）*16+j=2*16+5=37；

③修改位示图，令map[3,5]=1,将对应块37分配给文件。

1第二个值为0的二进制位，行号、列号分别为i=4,j=3；

②计算对应盘块号：

b=（i-1）*16+j=3*16+3=51；

③修改位示图，令map[4,3]=1,将对应块51分配给文件。

请看BP174例7，老师说过考试时行号、列号都从0开始，最好两种都懂，并不难。

（其实直接数都可以。

。

）

2、BP175例8

第九章操作系统接口

1、用户接口包括：

命令接口、程序接口、图形接口。

综合练习：

选择题：

1、文件系统采用二级目录结构，目的是（D）。

A）缩短访问文件的时间B）实现共享C）节省内存D）解决文件重名问题

2、在文件系统中，要求物理块必须连续的物理文件是（B）。

A）索引文件B）顺序文件C）链接文件D）串连文件

3、下列哪个目录是默认的用户主目录（D）。

A）rootB）/binC）/etcD）/home/mike

4、Linux文件系统的文件都按其作用分门别类地放在相关的目录中，对于外部设备文件，一般应该将其放在（C）目录中。

Ａ）/binＢ）/libＣ）/devＤ）/etc

5、下面哪个功能不是操作系统具备的主要功能（D）。

A．内存管理B．设备管理

C．处理机管理D．文档编辑

6、若干个等待访问磁盘者依次要访问的磁道为20，44，40，4，80，12，76，当前磁头位于40号柱面，若用最短寻道时间优先磁盘调度算法，则访问序列为（C）。

A．20，44，40，4，80，12，76

B．40，44，76，80，20，12，4

C．40，44，20，12，4，76，80

D．40，44，76，80，4，12，20

7、进程的调度方式有两种，它们是_抢占（剥夺）__和__非抢占（非剥夺）__方式。

8、若干事件在同一时刻发生称为_并行_；在同一时间间隔内发生称为 _并发__。

9、cd/是Linux系统下的命令，其功能是_进入系统根目录__。

10、PCB是操作系统感知进程存在的唯一实体。

11、在Linux中，能够显示文件类型和访问权限的命令是_ls-l__。

12、在Linux中，能够显示进程状态信息的命令是_ps__。

13、所谓系统调用是用户在程序中调用__操作系统__所提供的一些子功能。

14、执行命令：

gccfirst.c结果将产生名为：

__first.out__的文件。

15、在Linux中，能够创建进程的函数是_fork（）_。

16、采用最低松弛度优先LLF算法时，若A进程需在200ms时完成，其本身运行需要100ms，当前时刻是10ms，则A的松弛度为200–100–10=90ms。

17、在解决死锁问题的方法中，一次性分配所有的资源采用的是预防死锁方法，银行家算法采用的是避免死锁的方法。

18、简述进程的状态与变迁。

19、简述缓冲池的工作原理。

20、简述死锁的必要与充分条件

21、设有一组作业，它们的提交时间与运行时间如下所示，试问在单道程序方式下，采用高响应比优先算法，作业的执行顺序如何？

并求平均周转时间。

作业号提交时间运行时间（分钟）

18：

0070

28：

4030

38：

505

49：

105

解：

由于1号作业执行完成时，时间为9：

10，此时有2、3、4号作业到达，计算它们的响应比分别是：

2＃R=（作业等待时间+运行时间）/运行时间=（30+30）/30=2

3＃R=（20+5）/5=5

4＃R=（0+5）/5=1

按高响应比优先规则，应该先执行3＃作业，当3号作业执行完毕，时间为9：

15，再次计算它们的响应比分别是：

2＃R=（作业等待时间+运行时间）/运行时间=（35+30）/30=2.17

4＃R=（5+5）/5=2

按高响应比优先规则，应该先执行2＃作业，当2号作业执行完毕，时间为9：

45，接着执行4＃作业，完成时间为：

9：

所以，采用高响应比优先算法，作业执行顺序是：

1，3，2，4

各作业的周转时间计算如下：

1＃T1=完成时间-提交时间=9：

10-8：

00=70（分）

2＃T2=9：

45-8：

40=65

3＃T3=9：

15-8：

50=25

4＃T4=9：

50-9：

10=40

平均周转时间：

T=（70+65+25+40）/4=50（分）

22、在动态页式管理中，设作业的引用序列为01732347031，内存可用块数为4，采用FIFO和LRU页面淘汰算法，求这两种算法下的缺页次数并写出页的淘汰序列。

M=4，FIFO算法

引用序列

缺页

最早进入内存的页面

最晚进入内存的页面

换出的页

M=4，LRU算法

引用序列

缺页