最终篇--精华集结号

操作系统复习
第一章 概述
1、操作系统的概念、基本类型、基本特征、基本功能、管态/目态；
2、操作系统的目标、作用、结构设计方法；
第二章 进程管理
1、多道程序设计技术；
2、进程的概念、特征、基本状态及与程序的区别和联系；
3、PCB的概念、前趋图、进程图；
4、原语的概念及进程控制原语的种类；
5、进程的同步与互斥的概念、临界资源与临界区的概念；
6、信号量及其应用；
 系统中有三个进程GET、PRO和PUT，共用两个缓冲区BUF1和BUF2。
假设BUF1中最多可放11个信息，现已放入了两个信息；BUF2最多可放5个信息，目前为空。
GET进程负责不断地将输入信息送入BUF1中，PRO进程负责从BUF1中取出信息进行处理，并将处理结果送到BUF2中，PUT进程负责从BUF2中读取结果并输出。
试写出正确实现GET、PRO、PUT的同步与互斥的算法（要求：（1）用类C语言描述，条理清楚，注释恰当；（2）信号量原语统一使用wait和signal）。

图1 进程合作

7、线程的概念及种类、引入线程的目的；
第三章 处理机调度与死锁
1、 调度的层次与作用；
2、常用调度算法及计算；
 设有三个作业，它们的提交时间及运行时间如下表，若采用短作业优先调度策略，试给出作业串行运行时的调度次序，计算平均周转时间。
作业　提交时间　运行时间　
J1　　　 0　　　　4
进程 已占有资源 最大需求数
A　B　C　D A　B　C　D
P1 0　0　1　2 0　0　1　2
P2 1　0　0　0 1　7　5　0
P3 1　3　5　4 2　3　5　6
P4 0　6　3　2 0　6　5　2
P5 0　0　1　4 0　6　5　6
J2　　　 2　　　 8
J3　　　 3　　　　5

3、死锁的概念、产生的原因及必要条件；
4、处理死锁的基本方法；
5、银行家算法及计算；
 某系统有A、B、C、D四类资源可供五个进程P1.P2.P3.P4.P5共享。系统对这四类资源的拥有量为：A类3个、B类14个、C类12个、D类12个。进程对资源的需求和分配情况如下,请问现在是否是安全状态，请说明原因及判断过程。
 化简下图的资源分配图，并说明有无进程处于死锁状态。

第四章 存储管理
1、存储管理的目的、功能；
2、重定位的概念及方法；
3、内碎片、外碎片；
4、常用分区分配算法及对应的空闲区排列方式；
5、基本分页（分段）的概念、页（段）表的作用、地址变换过程及物理地址计算；
 某页式存储系统页表如下，设每页1KB，请写出逻辑地址为8300时所对应的页号和页内地址，以及在内存中对应的物理地址。（请详细写出运算过程）
系统页表：
页号 0 1 2 3 4 5 6 7 8
块号 3 5 6 10 8 7 1 2 4

（2）已知如下段表：
段号 0 1 2 3 4
基址 219 2300 90 1327 1952
长度 600 14 100 580 96
在分段存储管理下系统运行时，下列逻辑地址（第一位表示段号，第二位表示段内位移）的物理地址是什么？
（a）：（1，10）
（b）：（4，112）

6、分页与分段的区别、各自的优缺点；
第五章 虚拟存储器
1、虚拟存储器的基本概念、理论依据、基本特征及关键技术；
2、熟知请求分页基本思想；
3、页面置换算法、缺页率计算、LRU算法的硬件实现方法、抖动、Belady异常、缺页中断；
 在页式虚拟存储管理的计算机系统中，运行一个共有7页的作业，且作业在主存中分配到3块主存空间，作业执行时访问页的顺序为1, 2, 3, 4, 2, 1, 5, 6, 2, 1, 3, 7, 6, 3, 2, 1, 2, 3, 6。假设3个物理块初始为空，所有页面都采用请调式LRU替换算法，要求图示出内存页面变化情况，并计算缺页率。
4、快表的作用、内存访问时间的计算；
第六章 设备管理
1、设备管理的任务、功能及目标；
2、I/O设备的分类，设备、控制器及通道的关系；
3、通道的基本概念及分类；
4、I/O控制方式及推动发展的因素、各自适用的场合；
5、缓冲区的概念、分类及引入目的；单缓冲、双缓冲计算处理数据的时间；
 某文件占10个磁盘块，现要把该文件磁盘块逐个读入主存缓冲区，并送用户区进行分析。假设一个缓冲区与一个磁盘块大小相同，把一个磁盘块读入缓冲区的时间为100μs，将缓冲区的数据传送到用户区的时间是50μs，CPU对一块数据进行分析的时间为50μs。试计算在单缓冲区和双缓冲区结构下，读入并分析该文件的时间分别是多少，并画图说明计算过程。
6、I/O软件的层次、各层主要功能、设备独立性的概念；
7、SPOOLING技术的概念、作用及SPOOLING系统的组成；
 SPOOLing技术是一类典型的虚拟设备技术,通常是用独占设备来模拟共享设备。（F）
8、磁盘访问过程及访问时间的确定、磁盘调度算法及其计算；扇区的优化；
 若磁头的当前位置为100 柱面，磁头正向磁道号减小方向移动。现有一磁盘读写请求队列，柱面号依次为：190 , 10 , 160 , 80 , 90 , 125 , 30 , 20 , 29 , 140 , 25 。若采用电梯调度算法，试计算移臂经过的柱面数和平均寻道长度。
第七章 文件管理
1、文件系统的组成、功能；
2、打开、关闭操作的目的；
3、文件逻辑结构；
4、文件的目录结构、索引节点及文件控制块的作用；
 如何加快目录检索？
 目录项分解法：即把FCB分成两部分，符号目录项：文件名，文件号，基本目录项：除文件名外的所有字段

5、了解文件的共享和保护措施。
第八章 磁盘存储器的管理
1、文件的物理结构；
2、 FAT表的作用、FAT表大小的计算；
 假设盘块大小为512B，硬盘的大小为100MB，如果采用显式链接管理方式，对应的FAT为多少字节？
 100MB/512B=200K个块；
 需要18个二进制位来描述块号；
 按照FAT表的组织结构，每个表项需要扩充成20位即2.5个字节；
 所以FAT表的大小=2.5B*200K=500KB。
3、 混合索引分配方式的结构及相关计算；
 某磁盘文件系统，采用混合索引分配方式，13个地址项记录在FCB中，第0-9个地址项为直接地址，第10个地址项为一次间接地址，第11个地址项为二次间接地址，第12个地址项为三次间接地址。如果每个盘块的大小为512字节，盘块号需要用3个字节来描述，问：
1）该文件系统允许文件的最大长度是多少？
2）若要读取字节地址为5000B处的文件数据，试计算得到其映射到的物理地址（磁盘块号及偏移量），请写明计算过程。

4、文件空闲区的管理方法（空闲表、空闲链、位示图与成组链接法）；
 假设一个磁盘组有 100 个柱面，编号为 0-99，每个柱面有 32 个磁道，编号为 0-31，每个磁道有16 个扇区，编号为0-15。现采用位示图方法管理磁盘空间，磁盘块与扇区大小相等，令磁盘块号按柱面顺序和磁道顺序编排（从0编起）。请回答下列问题：（5分）
1)若采用32 位的字组成位示图，共需要多少个字?
2)第40 字的第18 位对应于哪个柱面、哪个读写磁头和哪个扇区?
1)（16×32×100）/32=1600,需要1600 个字。
2）块号是1298：40×32+18=1298
柱面号是2：[1298/(16×32)]=2
磁头号是17：[（1298 mod (16×32)）/16]=17
扇区号是2：（1298 mod （16×32））mod 16=2
 某UNIX操作系统的空闲盘块号栈内容为：空闲块数为3，依次登记的空闲块号为77、89、60，问此时若一个文件A需要5个盘块，系统进行分配后又有个文件B被删除，它占用的盘块块号为100、101、109、500，分析分配和回收过程，说明上述操作过后空闲盘块号栈里的空闲块个数及内容如何？
5、了解提高磁盘I/O速度的途径。