操作系统教学复习

发布 2022-01-12 08:14:28 阅读 9337

赖国勇。

第一章操作系统引论。

教学内容:操作系统的定义,特征,功能,分类及其发展简史等。教学要求:

1、了解:操作系统的发展简史,分时和实时操作系统的特点。2、理解:

操作系统的分类,分时概念。3、掌握:操作系统的定义,特征和主要功能。

4、重点:操作系统的定义、特征、功能及其分类。5、难点:

操作系统的特征和主要功能。

第二章进程管理。

教学内容:进程、线程的基本概念,进程状态,进程控制,进程同步和互斥,进程通信等。教学要求:

1、了解:经典进程同步问题,进程通信方式,线程的类型、特征、创建和终止。2、理解:

引入进程的原因,进程控制块的作用,信号量的物理意义,用信号量实现互斥与同步(p、v操作),引入线程的原因。3、掌握:进程的定义与特征,进程与程序的异同,进程基本状态变化,临界资源,临界区,同步机制应遵循的原则,信号量的含义。

4、重点:进程基本状态转换,用信号量实现互斥与同步(p、v操作),经典进程同步算法。5、难点:

进程基本状态转换,用信号量实现互斥与同步(p、v操作),经典进程同步算法。

第三章处理机管理。

教学内容:进程(作业)调度,死锁的概念,产生死锁的原因和必要条件,处理死锁的方法等。教学要求:

1、了解:高响应比优先调度算法,多级队列调度算法,多级反馈队列调度算法,预防死锁的方法。2、理解:

调度层次,fifo调度算法,短进程(作业)优先调度算法,时间片轮转调度算法,优先权调度算法,银行家算法。3、掌握:死锁的概念,产生死锁的原因和必要条件。

4、重点:进程(作业)调度算法,死锁的概念,银行家算法。5、难点:

进程(作业)调度算法,产生死锁的原因,银行家算法。

第四章存储管理。

教学内容:内存的各种管理方式,包括分区式、页式、段式、段页式存储管理方式,以及虚拟存储器的基本概念和请求调页、请求调段存储管理方式等内容。教学要求:

1、了解:引入重定位的原因;连续分配方式的类型;动态分区分配方式下,如何提高内存利用率,采用何种分配算法,如何管理空闲分区表或空闲分区链,如何进行分区的保护;内存管理方式变化的原因;分段系统比分页系统更容易实现信息共享和保护的原因。2、理解:

地址重定位,分页、分段、段页式存储管理模式;引入虚拟存储器的原因;虚拟存储器的特征和实现。3、掌握:分页、分段系统的地址转换;实现虚拟存储器的页表机制,地址变化过程,页面置换算法。

4、重点:地址重定位,分页、分段存储分配和淘汰算法,虚拟存储器的实现。5、难点:

三种存储空间的划分,页面淘汰算法,虚拟存储技术。

第五章设备管理。

教学内容:i/o设备分类,4种i/o控制方式,i/o硬件组成,i/o软件分层思想,设备独立性,设备驱动程序,i/o中断处理程序,i/o处理过程,设备分配算法,缓冲技术,spooling技术(虚拟设备)等。教学要求:

1、了解:i/o硬件组成,i/o软件分层思想,设备驱动程序、i/o中断处理程序,i/o处理过程。2、理解:

缓冲技术,dma,通道技术,设备独立性。 3、掌握:i/o设备分类,4种i/o控制方式,spooling技术(虚拟设备),设备分配算法。

4、重点:设备分类,spooling技术(虚拟设备),设备独立性,设备分配算法。5、难点:

i/o软件分层思想,i/o处理过程,spooling技术(虚拟设备)。

第六章文件管理。

教学内容:文件和文件系统的基本概念,文件的逻辑结构和物理结构,文件存取方式,文件目录及目录管理,文件共享及保护,文件存储空间管理,磁盘调度算法(fcfs、sstf、scan)等。教学要求:

1、了解:文件系统的功能,文件共享,文件系统性能的改善。2、理解:

文件保护,磁盘调度的目的。3、掌握:文件和文件系统的基本概念,文件的逻辑结构和物理结构,文件目录及目录管理,文件存储空间管理,磁盘调度算法(fcfs、sstf、scan)。

4、重点:文件和文件系统的基本概念,文件的逻辑结构和物理结构,磁盘调度算法(fcfs、sstf、scan)。5、难点:

文件目录及目录管理,文件存储空间管理,磁盘调度算法(fcfs、sstf、scan)。

1.1、主要基本概念。

操作系统,分时操作系统,用户接口,命令接口,系统调用,图形接口。

2.1、主要基本概念。

多道程序设计,并发性-并行性,进程,进程控制块,进程映像,内核,进程状态,进程同步和互斥,临界资源,临界区,可再入程序,管道,线程。

2.2、有两个用户进程a和b,在运行过程中都要使用系统中的一台打印机输出计算结果。

1)说明a、b进程之间存在什么样的制约关系?

2)为保证这两个进程能正确地打印出各自的结果,请用信号量和p、v操作写出各自的有关申请、使用打印机的**。要求给出信号量的含义和初值。

解:(1) a、b两个进程之间存在互斥的制约关系。因为打印机属于临界资源,必须一个进程使用完之后另一个进程才能使用。

(2)imutex:用于互斥的信号量,初值为1。(注:信号量名称可变,下面的伪**相应变化。)

各进程**如下:

2.3、试画出下面5条语句的前趋图:

s1:a=5-x; s2:b=a*x; s3:c=4*x; s4:d=b+c; s5:e=d+3。

参***:2.4、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的利用率是多少?(要求写出详细计算过程)

参***:由题目所给条件可知,两个程序顺序执行,先执行程序a,再执行程序b。

a程序的执行时间为: 10+5+5+10+10=40秒。

其中使用cpu时间为:10+5+10=25秒 (3分)

b程序的执行时间为 :10+10+5+5+10=40秒。

其中使用cpu时间为:10+5=15秒 (3分)

两个程序的总执行时间为:40+40=80秒。

其中使用cpu时间为:15+25=40秒。

故cpu利用率为40/80=50% (3分)

2.5、有一个系统有内存32kb,os占用2kb,每一个用户进程占用10kb。用户进程80%时间进行i/o,问cpu利用率是多少?

如果增加30kb内存,cpu利用率又是多少?(要求写出详细计算过程)

参***:(1)用户进程数为:(32-2)/10 = 3 。cpu利用率为:1 - pn = 1- (80%)3 = 48.8%。

2)用户进程数为:(32+30-2)/10 = 6 。cpu利用率为:1 - pn = 1- (80%)6 = 73.79%。

注:cpu空闲等价于所有用户进程均在进行i/o。

3.1、主要基本概念。

分级调度,作业,作业控制块,作业调度,进程调度,抢占式进程调度,周转时间,平均周转时间,带权周转时间,平均带权周转时间,响应比,死锁,中断,中断源,中断请求,中断响应,中断屏蔽。

3.2、分别用先来先服务、短作业优先和响应比高者优先三种算法填写下表(时间单位:小时)。(要求:写出必要的计算步骤)

答:fcfs

sjf响应比高者优先。

3.3、表1给出10个进程的相关信息:进程名称、进程状态(1就绪 2等待 3运行) 、运行时间和优先级(0级最高)。请采用短进程优先调度算法完成表2的进程调度执行流。

表1进程的相关信息。

3.4、在银行家算法中,某时刻出现下述资源分配情况:

试问:此时,如果进程p3提出请求:request3(1,4,3,5)后,系统能否将资源分配给它?请详细描述算法过程。

解:①、request3(1,4,3,5) ≤need3 (1,8,8,6)

、request3(1,4,3,5) ≤**ailable (2,8,5,6)

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