操作系统总复习课件.ppt

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1、 总复习第一章 绪论n操作系统的概念操作系统的概念 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户使用的程序集合n操作系统的类型及特征操作系统的类型及特征单道批处理，多道批处理，分时，实时单道批处理，多道批处理，分时，实时并发，共享，虚拟，异步并发，共享，虚拟，异步n操作系统的功能操作系统的功能处理机、存储器、设备、文件管理，用户接口处理机、存储器、设备、文件管理，用户接口第二章 进程管理n进程的定义和特征；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、数据段和程

2、序段、数据段和PCB组成；动态；并发；独立；异步组成；动态；并发；独立；异步n进程控制块的结构；进程控制块的结构；标识符、处理机状态、调度信息、控制信息标识符、处理机状态、调度信息、控制信息n进程状态及变化图；进程状态及变化图；执行，就绪，阻塞；（引入挂起：静止，活动）执行，就绪，阻塞；（引入挂起：静止，活动）第二章 进程管理n进程控制原语进程控制原语创建，撤销，阻塞，唤醒；创建，撤销，阻塞，唤醒；n信号量机制及其应用信号量机制及其应用临界区；临界区；wait()和和signal()；同步与互斥；同步与互斥；前趋图、生产者前趋图、生产者-消费者问题、读者消费者问题、读者-写者问题；写者问题；n

3、进程通信的类型及其实现进程通信的类型及其实现共享存储器，消息传递，管道共享存储器，消息传递，管道n线程定义，线程与进程的区别线程定义，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n处理机调度的层次；处理机调度的层次；作业调度、进程调度、中级调度作业调度、进程调度、中级调度n各调度算法（各调度算法（FCFS、SJF/SPF、HPF、HRRN、RR、FB）的基本思想及性能分析；）的基本思想及性能分析；n实时系统的调度（实时系统的调度（EDF、LLF）算法；）算法；n死锁问题产生的必要条件；死锁问题产生的必要条

4、件；互斥；请求和保持；不剥夺；环路等待互斥；请求和保持；不剥夺；环路等待n死锁的避免（银行家算法）；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、可用资源向量、最大需求矩阵、分配矩阵、需求矩阵、工作向量、工作向量、Finish标志数组标志数组第四章 存储管理n动态分区中的分区分配算法；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；最坏适应首次适应；循环首次适应；最佳适应；最坏适应;n基本页式存储的基本思想与地址变换过程基本页式存储的基本思想与地址变换过程（关键在（关键在 页表页表）n基本段式管理的基本思想与地址变换过程基本段式管理的基本思想与地址变换过

5、程（关键在（关键在 段表段表）n虚拟存储器定义及特征虚拟存储器定义及特征多次性、对换性、虚拟性；多次性、对换性、虚拟性；n请求分页置换算法（请求分页置换算法（Optimal，FIFO，LRU，NRU，LFU，PBA）；）；第五章 设备管理n设备的种类；设备的种类；n设备管理的功能；设备管理的功能；缓冲区管理、设备分配、设备处理、虚拟设备、设备独缓冲区管理、设备分配、设备处理、虚拟设备、设备独立性立性n各种各种IO控制方式的基本思想和优缺点：控制方式的基本思想和优缺点：程序程序IO方式；中断方式；方式；中断方式；DMA方式；通道控制方式；方式；通道控制方式；n缓冲技术的特征与种类；缓冲技术的特征

6、与种类；n设备分配与设备分配与SPOOLing技术；技术；n磁盘存储管理及移臂调度算法（磁盘存储管理及移臂调度算法（FCFS、SSTF、SCAN、CSCAN）第六章 文件系统n文件及文件系统的定义文件及文件系统的定义n文件的逻辑结构与物理结构文件的逻辑结构与物理结构无结构文件、有结构文件无结构文件、有结构文件连续分配、链接分配、索引分配连续分配、链接分配、索引分配 n目录管理目标及实现目录管理目标及实现按名存取、提高检索速度、共享、允许重名按名存取、提高检索速度、共享、允许重名n文件存储空间管理文件存储空间管理空闲表法、空闲链表法、位示图法、成组链接法空闲表法、空闲链表法、位示图法、成组链接法

7、n文件的共享方式（文件的共享方式（索引结点、符合链索引结点、符合链）第七章 操作系统接口n操作系统接口的类型；操作系统接口的类型；命令接口命令接口系统调用系统调用n命令解释程序的作用和实现；命令解释程序的作用和实现；n系统调用的概念和类型；系统调用的概念和类型；n图形用户接口的重要组成元素。图形用户接口的重要组成元素。第八章 网络操作系统*n客户客户/服务器模式的类型及各自的特点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，三层结构：瘦客户端，灵活可扩充，效率较低，大型系统大型系统n网络操作

8、系统的功能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*n加密算法的类型与基本加密方法加密算法的类型与基本加密方法对称加密与非对称加密、序列加密与分组对称加密与非对称加密、序列加密与分组加密；加密；易位法、置换法；易位法、置换法；DES、RSA、MD5；n数字签名与数字证书的定义数字签名与数字证书的定义运用公开密钥加密算法运用公开密钥加密算法n访问控制矩阵的实现访问控制矩阵的实现访问控制表、访问权限表访问控制表、访问权限表注意事项：1、没有交齐实验报告（、没有交齐实验报告（4份）者与作业（份）者与作业（6份）者总评不及格！

9、具体情况请到教学助份）者总评不及格！具体情况请到教学助理处查询。理处查询。2、无故旷课超过三次者总评不及格！、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、考试作弊者期末成绩与总评为0分！并且分！并且取消在校期间的补考资格！取消在校期间的补考资格！4、考试结束后请上交作业本。、考试结束后请上交作业本。试题来源 参看参看学习指导与题解学习指导与题解的习题与作的习题与作业题，实验思考题。业题，实验思考题。题型题型 选择题、判断题、问答题、应用题、选择题、判断题、问答题、应用题、算法填空题。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进程向一个中间实体发送消

10、息，等待另一进程异步地接收，这种通信方式属于接收，这种通信方式属于 （B ）A.共享存储区共享存储区 B.信箱方式信箱方式 C.消息缓冲消息缓冲 D.共享文件共享文件 2“临界区临界区”是指是指 （D ）A.一组临界资源的集合一组临界资源的集合 B.可共享的一块内存区可共享的一块内存区C.请求访问临界资源的代码请求访问临界资源的代码 D.访问临界资源的一段代码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。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1nP25 OS有几大特征？其最基本的特征是什么？有几大特征？其最基本的特征是什么？答：OS有四

11、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。P68 6 试从动态性、并发性和独立性比较进程和程序。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，即有一定的生生命周期命周期。而程序只是一组指令的有序集合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同时存储在内存中并发的执行的执行。而程序程序（在没为它创建进程时）的并发执行具

12、有不可再现并发执行具有不可再现性性，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位。而程序不具有程序不具有PCB，所以不可能在多道程序环境下独立的运行。作业选讲2nP68 试写出相应的程序来描述图试写出相应的程序来描述图215所示的前趋图。所示的前趋图。Var a,b,c,d,e,f,g,h:semaphore:=0,0,0,0,0,0,0,0;BeginParbegin Begin S1;signal(a);signal(b);end;Begin wait(a);S2;signal(c);s

13、ignal(d);end;Begin wait(b);S3;signal(e);end;Begin wait(c);S4;signal(f);end;Begin wait(d);S5;signal(g);end;Begin wait(e);S6;signal(h);end;Begin wait(f);wait(g);wait(h);S7;end;Parend;end作业选讲3nP68 36、为什么要在、为什么要在OS中引入线程？中引入线程？答：由于进程是资源的拥有者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为减少进程切换

14、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），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把调度执行与切换的责任交给“线程线程”。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4nP102 16 何谓死锁何谓死锁?产生死锁的原因和必要条产生死锁的原因和必要条件是什么件是什么?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

15、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5nP142 14 分页和分段存储管理有何区别？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，

16、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6nP102 23 23 在一个请求分页系统中，采用在一个请求分页系统中，采用FIFOFIFO页面置换算法时，页面置换算法时，假如一个作业的页面走向为假如一个作业的页面走向为4 4、3 3、2 2、1 1、4 4、3 3、5 5、4 4、3 3、2 2、1 1、5 5，当分配给该作业的物理块数，当分配给该作业的物理块数M M分别为分别为3 3和和4 4时，试计算在访问过时，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。程中所发生的缺页次数和缺页率，并比较所得结果。解：物

17、理块为解：物理块为3时访问过程中的缺页情况：时访问过程中的缺页情况：缺页次数：缺页次数：9次，缺页率次，缺页率9/1275 物理块为4时，缺页次数：10次，缺页率10/1283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。顺序顺序4 43 32 21 14 43 35 54 43 32 21 15 5内内存存块块4 44 44 41 11 11 15 55 55 53 33 33 34 44 44 42 22 22 22 22 23 33 33 31 1缺页缺页作业选

18、讲7nP181 7 有哪几种有哪几种I/O控制方式？各适用于何种场合？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。n9 引入缓冲的主要原因是什么？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8n学习指导与题解学习指导与题解P131 22 假定有一个具有假定有一个具有200个磁道（编号为个磁道（编号为

19、0199）的移动头磁盘，在完成了磁道）的移动头磁盘，在完成了磁道125处的请求后，当前正在磁道处的请求后，当前正在磁道143处为一个请求服务。若请求队列以处为一个请求服务。若请求队列以FIFO次序存放，即次序存放，即86，147，91，177，94，150，102，175，130。对下列每一个磁盘调度算法，若要。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？（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：143，86，147，91，177，94，150，10

20、2，175，130。磁头移动磁道数：57+61+56+86+83+56+48+73+45565；（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+2162；（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+5125；（4）CSCAN算法，磁头访问序列：143，147，150，175，177，86，91，94，102，130。磁头移动磁道数：4+3+25+2+91+5+3+8+28169。作业选讲9nP 219 13 对目录管理的主要要求是什么？对目录管理的主要要求是什么？答：（1）实现“按名存取”。(2)提高对目录的检索速度。(3)文件共享。(4)允许文件重名。n20 对空闲磁盘空间的管理常采用哪几种分配方对空闲磁盘空间的管理常采用哪几种分配方式？在式？在UNIX系统中又是采用何种分配方式？系统中又是采用何种分配方式？答：空闲表法、空闲链表法、位示图法、成组链接法，UNIX系统中采用成组链接法。预祝各位同学考试顺利取得好成绩！预祝各位同学考试顺利取得好成绩！