南昌航空大学操作系统总结.docx

1、南昌航空大学操作系统总结1、操作系统的功能 1、处理器管理 2、存储管理 3、设备管理 4、文件管理 5、网络与通信管理 6、用户接口2、操作系统的作用1、操作系统作为用户接口和公共服务程序2、操作系统作为程序执行的控制者和协调者3、操作系统作为扩展机或虚拟机4、操作系统作为资源的管理者和控制者3、系统调用系统调用是把应用程序的请求送至内核，调用相应的内核函数完成所需的处理，将结果返回给应用程序。4、系统调用的分类1、进程管理2、文件操作3、设备管理4、主存管理5、进程通信6、信息维护5、死锁 如果在一个进程集合中的每个进程都在等待只能由该集合中的其他一个进程才能引发的事件，则称一组进程或系统

2、此时发生死锁。6、死锁产生的因素1、系统拥有的资源数量2、资源分配策略3、并发进程的推进顺序7、系统形成死锁的四个必要条件1、互斥条件 进程互斥使用资源2、部分分配条件 申请新资源时不释放已占有资源3、不剥夺条件 一个进程不能抢夺其他进程占有的资源4、环路条件 存在一组进程循环等待资源的8、死锁防止 1、破坏第一个条件 使资源可同时访问而不是互斥使用， 2、破坏第三个条件 采用剥夺式调度方法，当进程在申请资源未获准许的情况下,如主动释放资源(一种剥夺式),然后才去等待。 3、破坏第二个条件或第四个条件上述死锁防止办法造成资源利用率和吞吐率低9、比较实用的死锁防止方法 1、采用层次分配策略（破坏

3、条件2和4）资源被分成多个层次当进程得到某一层的一个资源后，它只能再申请较高层次的资源当进程要释放某层的一个资源时，必须先释放占有的较高层次的资源当进程得到某一层的一个资源后，它想申请该层的另一个资源时，必须先释放该层中的已占资源 2、层次策略的变种按序分配策略把系统的所有资源排一个顺序，例如，系统若共有n个进程,共有m个资源，用ri表示第i个资源，于是这m个资源是：r1,r2,rm规定如果进程不得在占用资源ri(1im)后再申请rj(j保护现场转向中断事件的处理程序恢复现场6、试述中断在操作系统中的重要性及其主要作用。答案： 打断处理器正常工作，就称之为中断。 中断机制是现代计算机系统的重要

4、组成部分之一，每当应用程序执行各种内部和外部事件时，都要通过中断机制产生中断信号并启动内核工作，可以说操作系统是由“中断驱动”的。7、什么是进程？计算机操作系统中为什么要引入进程？答案： 进程是一个资源分配和保护的基本单位。 引入进程是为了支持多道程序的并发执行。8、在操作系统中引入进程概念后，为什么还要引入线程的概念？答案：为了减少程序并发执行时所付出的时空开销，使得并发粒度更细、并发性更好。71、试说明访管指令与特权指令之间的区别？答案： 特权指令是操作系统才能使用的指令。 访管指令是非特权指令，施工用户程序使用的指令。9、解释：（1）作业周转时间；答案：批处理用户从作业提交给系统开始，到

5、作业完成为止的时间间隔称作业周转时间（2）作业带权周转时间答案：如果作业i的周转时间为ti，所需运行时间为tk，则称wi=ti/tk为该作业的带权周转时间。（3）响应时间答案：交互式进程从提交一个请求(命令)到接收到响应之间的时间间隔称响应时间。（4）吞吐率答案：单位时间内处理的作业数。11、为什么说操作系统是由中断驱动的？答案： 因为每当应用程序执行各种内部和外部事件时，都要通过中断机制产生中断信号并启动内核工作，可以说操作系统是由“中断驱动”的。应用题：1、下列指令中，哪些只能在核心态运行？（1）读时钟日期； 用户态（2）访管指令 用户态（3）设时钟日期 核心态（4）加载PSW 核心态（5

6、）置特殊寄存器 核心态（6）改变存储器映像图 核心态（7）启动I/0指令 核心态3、并发进程之间有何种制约关系？下列日常生活中的活动属于哪种制约关系？（1）踢足球 互斥（2）吃自助餐 同步（3）图书馆借书 互斥（4）电视机生产流水线工序 同步7、假定作业Job1Job5，作业号即为其到达顺序，依次在时刻0按照序号1、2、3、4、5进入单处理器系统。（1）分别采用先来先服务调度算法、时间片轮转算法、短作业优先算法及非抢占优先权调度算法计算出各作业的执行次序（注意优先权越高其数值越小）（2）计算每种情况下作业的平均周转时间和平均带权周转时间。-作业号 执行时间/ms 优先权-Job 1 10 3J

7、ob 2 1 1Job 3 2 3Job 4 1 4Job 5 5 2-答案： （1）先来先服务（FCFS）：1，2，3，4，5 时间片轮转法：1，2，3，4，5，1，3，5，1，5，1，5，1，1，1，1，1，1 非抢占优先权：2，5，1，3，4 短作业优先(SJF)：2，4，3，5，1 （2）先来先服务：平均周转时间：（10+11+13+14+19)/5=13.4 平均带权周转时间：（10/10+11/1+13/2+14/1+19/5)/5=7.26 时间片轮转法：平均周转世间：（19+2+7+4+14)/5=9.2 平均带权周转时间：（19/10+2/1+7/2+4/1+14/5)/5=

8、2.84 非抢占优先权：平均周转时间：（16+1+18+19+6)/5=14 平均带权周转时间：（16/10+1/1+18/2+19/1+6/5)/5=6.36 短作业优先： 平均周转时间：(19+1+4+2+9)/5=7 平均带权周转时间：(19/10+1/1+4/2+2/1+9/5)/5=1.745、在道数不受限制的多道程序系统中，作业进入系统的后备队列时立即进行作业调度。现有4个作业进入系统，有关信息列举如下，作业调度和进程调度均采用高优先级算法（规定数值越大则优先级越高）。-作业名 进入后备队列的时间 执行时间/min 优先数-Job 1 8:00 60 1Job 2 8:30 50

9、2Job 3 8:40 30 4Job 4 8:50 10 3-试填充下表。-作业名| 进入后备队列 | 执行时间 | 开始执行 | 结束执行 | 周转时间 | 带权周转 | 的时间 | /min | 时间 | 时间 | /min | 时间- Job1 | 8:00 | 60 | 8:00 | 10:30 | 150 | 2.5- Job2 | 8:30 | 50 | 8:30 | 10:00 | 90 | 1.8- Job3 | 8:40 | 30 | 8:40 | 9:10 | 30 | 1- Job4 | 8:50 | 10 | 9:10 | 9:20 | 30 | 3 - 平均周转时间

10、 T=(150+90+30+30)/4=75-带权平均周转时间 W=(2.5+1.8+1+3)/4=2.075-9、对某系统进行监测后表明，每个进程在I/0阻塞之前的平均运行时间为T,一次进程切换的系统开销时间为S。若采用时间片长度为Q的时间片轮转法，对下列各种情况计算CPU的利用率。（1）Q=无穷大 CPU利用率=T/(T+S)（2）QT CPU利用率=T/(T+S)（3）SQT CPU利用率= Q/(Q+S)（4）Q=S CPU利用率=50%（5）Q接近于0 CPU利用率接近于017、如果在限制为两道的多道程序系统中，有4个作业进入系统，其进入系统时间、估计运行时间列于下表中，系统采用SJ

11、F作业调度算法，采用SRTF（最短剩余时间优先算法）进程调度算法，请填充下表。-作业 | 进入系统时间 | 估计运行时间/min | 开始运行时间 | 结束运行时间 | 周转时间/min -Job1 | 10:00 | 30 | 10:00 | 11:05 | 65 -Job2 | 10:05 | 20 | 10:05 | 10:25 | 20-Job3 | 10:10 | 5 | 10:25 | 10:30 | 20-Job4 | 10:20 | 10 | 10:30 | 10:40 | 20-平均周转时间 T=(65+20+20+20)/4=31.25-带权周转时间 W=(65/30+20

12、/20+20/5+20/10)/4=2.2925-21、有一个具有3道作业的多道批处理系统，作业调度采用短作业优先调度算法，进程调度采用依优先数为基础的抢占式调度算法。在下表所示的作业序列中，作业优先数即为进程优先数，优先数越小则优先级越高。-作业名 到达时间 估计运行时间/min 优先数- A 10:00 40 5 B 10:20 30 3 C 10:30 60 4 D 10:50 20 6 E 11:00 20 4 F 11:10 10 4-试填充下表-作业 进入主存时间 运行结束时间 作业周转时间/min- A 10:00 12:40 160- B 10:20 10:50 30- C 1

13、0:30 11:50 80- D 10:50 13:00 130 - E 12:00 12:20 80- F 11:50 1200 50- 平均作业周转时间 =(160+30+80+130+80+50)/6=88.33-27、 某多道程序系统供用户使用的主存空间为100 KB,磁带机2台，打印机1台。采用可变分区主存管理，采用静态方式分配外部设备，忽略用户作业I/0操作时间。现有作业序列如下：-作业号 进入输入井时间 运行时间/min 主存需求量/KB 磁带机需求/台 打印机需求/台- 1 8:00 25 15 1 1 2 8:20 10 30 0 1 3 8:20 20 60 1 0 4 8

14、:30 20 20 1 0 5 8:35 15 10 1 1-作业调度采用FCFS策略，优先分配主存低地址区且不准移动已在主存中的作业，主存中的各作业平分CPU时间。现求：（1）作业调度的先后次序（2）全部作业运行结束的时间（3）作业平均周转时间（4）最大作业周转时间。 答案： （1）1，3，4，2，5 （2） 9：30 （3）作业平均周转时间 T=(30+55+40+40+55)/5=48 (4) 最大作业周转时间 55 第三章6、在一个盒子里，混装了数量相等的黑白围棋。现在利用自动分拣系统把黑子、白字分开，设分拣系统有两个进程P1和P2，其中进程P1拣白子，进程P2拣黑子。规定每个进程每次拣一子；当一个进程在拣时，不允许另一个进程去拣；当一个进程拣