计算机操作系统精讲班第一讲(最新)

计算机操作系统第一讲考研命题思路2003年考研改革；2005年考研改革；改革的思路：基础知识的回归；应对改革的对策：方向＋基础＋习题讲义的学习思想；点题班。计算机操作系统第一讲第一讲主要内容分析真题特点，讲解复习对策；讲解解题思路，总结基本概念；总结简答题知识点，讲解重点；讲解解答题知识点，讲解重点。计算机操作系统第一讲试题示例--------概念题考查解释如下概念：互斥(进程)同步机制（进程）死锁（进程）忙式等待（进程）线程（进程）缓冲技术（设备，输入输出）饿死(进程)虚拟设备（设备）原语（进程）PCB（进程）计算机操作系统第一讲试题示例--------简答题考查简要回答如下问题：1、分析反馈排队法处理机调度算法的调度效果（处理机管理）。2、比较最先适应（FF）、最佳适应（BF）、最坏适应（WF）存储分配算法的优缺点（存储管理）。3、给出进程切换的三个步骤（处理机管理）。4、分别给出页式、段式、段页式存储管理方式中逻辑地址的形式，并说明地址映射时所需进行的越界检查（存储管理）。5、分析UNIX系统中“预先读”和“延时写”的效果（UNIX系统）。6、在UNIX系统中，合作进程P1、P2、P3欲通过pipe文件通讯，通讯方向为P1-P2-P3。试编写一段C程序，用fork（）和pipe（）命令建立各进程并为其提供通讯环境（UNIX系统）。计算机操作系统第一讲试题示例--------解答题考查列锁问题（7分）考虑下述资源分配策略：请示和释放可以随时提出，对于当前不可满足的请示命令，检查当前处于等待状态的进程，如果它们占有所请示的资源，则将其剥夺并分给请示进程，同时在被剥夺资源进程的等待资源中加入被剥夺的资源。计算机操作系统第一讲试题示例--------解答题考查例如：考虑一个拥有三类资源的系统，初始时Available=(4,2,2)。进程P0的请求Request[0]=(2,2,1)可满足立即分配，其后P1的请求Request[1]=(1,0,1)也可分配。再其后P0的请求Request[0]=(0,0,1)因不可满足而等待。此时对于P2的Request[2]=(2,0,0),分配剩余的Available=(1,0,0)，另从P0处剥夺（1，0，0）（因为P0处于等待状态），P0的Allocation[0]变为（1,2,1），Request[0]变为（1,0,1）。问：（1）采用这种资源分配策略是否会发生死锁？如是给出一个例子，否则说明哪个死锁条件被破坏。（2）是否会出现饿死情况？计算机操作系统第一讲试题示例--------实现题考查用ＰＶ操作实现偏向写者的读者写者问题（13）。计算机操作系统第一讲真题特点涉及内容全面，基本概念重要。简答题重点突出，主要体现对基本思想的理解。UNIX系统会占有一定的比重。对策：1.多翻书，对一些基本概念加以理解记忆。2.注重对UNIX系统中重点进行重点学习。计算机操作系统第一讲真题特点实现题主要考察进程操作，包括：PV操作。管程。UNIX系统进程操作。进程死锁。计算机操作系统第一讲操作系统复习策略重视历年试题的指导作用，大量练习。重视基本概念，在理解的基础上加以记忆。重视比较各种实现方法的优缺点以及效果比较。PV操作和管程一定要会。根据章节以及资源观点，形成体系，把握细节。计算机操作系统第一讲概念题简答题解题思路把握重点，说出关键点；认真审题，根据要求答题；解答有条理，能分条的分条写；书写清楚，尽量写；练习的时候需要认真对待;计算机操作系统第一讲真题解答示例--------PV操作问题解题思路：1.从资源的角度看问题。2.从唤醒的角度看问题。计算机操作系统第一讲真题解答示例--------PV操作问题1.数据结构定义：Varrq,wq,mutex:semaphore;(0,0,1)Reading_count,wait_read_count,write_count:integer;(0,0,)计算机操作系统第一讲真题解答示例--------PV操作问题1.读者Ｐ(mutex);IF(write_count0)Then;BEGINWait_read_count:=wait_read_count+1;V(mutex);P(rq);END计算机操作系统第一讲真题解答示例--------PV操作问题1.读者（续上）：ELSEBEGINReading_count:=reading_count+1;V(mutex)END//RRADINGP(mutex);Reading_count:=reading_count-1;IFreading_count=0THENIFwrite_count0THENV(wq);V(mutex);计算机操作系统第一讲真题解答示例--------PV操作问题2.写者P(mutex);Write_count:=write_count+1;IF(write_count1)or(reading_count0)Then;BEGINV(mutex);P(wq);ENDELSEV(mutex);//WRITINGP(mutex);Write_count:=write_count-1;计算机操作系统第一讲真题解答示例--------PV操作问题2.写者（续上）：IFwrite_count0ThenBEGINWrite_count:-write_count-1;V(wq)ENDELSEWHILEwait_read_count0DOBEGINWait_read_count:=wait_read-count-1;Reading_count:=reading_count+1;V(rq);END;V(mutex);计算机操作系统第一讲真题解答--------应用题总结应用题一般出在三个方面：1.PV操作2.管程3.死锁(可能还是用PV操作实现)对策：学会解题思路，从资源的角度去看问题，从唤醒的角度去看问题，多练习。计算机操作系统第一讲基本概念考查题目解题思路1.概念是用于解决什么问题提出来的。2.概念的关键点在那里3.概念的考查点在那里，应用点在那里4.通过该概念联想与该概念有关的知识点计算机操作系统第一讲基本概念考查-----------第一组1.操作系统（P2）；2.操作系统的特性（P6）3.系统栈（P13）；4.管态(P13)；5.目态(P13)；6.特权指令(P13)；7.非特权指令(P13)；8.管态目态的转换(P14)计算机操作系统第一讲基本概念考查-----------第二组1.吞吐量（P19）；2.多道程序设计（P20）：3.进程和进程控制块(P23)；4.系统开销（P25）；5.线程(P28)；计算机操作系统第一讲基本概念考查-----------第三组1.中断（P39）；2.中断装置（P39）；3.与时间有关的错误（P66）；4.共享变量（P67）；5.临界区（P67）；6.进程互斥（68）；7.忙式等待（70）；8.进程同步（P77）；9.原语（P79）；计算机操作系统第一讲基本概念考查-----------第四组1.死锁（P111）：2.死锁预防（P115）：3.预先分配策略（P115）：4.有序分配策略（P116）：5.安全状态（P117）；6.死锁避免（P117）7.PV操作（P79）计算机操作系统第一讲基本概念考查-----------第五组1.碎片（P136）；2.请调（P157）；2.预调（P157）；3.Belady异常（159）；4.颠簸（P160）；5.工作集（P161）；计算机操作系统第一讲基本概念考查-----------第六组1.文件（P175）：2.缓冲（P214）；3.虚拟设备（P220）；计算机操作系统第一讲资源管理的思想资源管理的思想可以总结如下：资源管理可以分为两个部分，程序部分和数据部分，程序部分分为三个部分：交通控制程序：检查资源命令是否会引起资源破坏，如果会则让进程等待。命令执行程序：执行资源的命令；调度程序：实现调度算法。数据部分分为两个部分：资源状态和等待队列。计算机操作系统第一讲考查重点1.各种交通控制程算法及其优缺点。2.相似概念的关系与比较。3.命令执行程序的具体方法。4.各种调度算法以及其优缺点。5.体现操作系统特性的其他技术细节。注意：形成自己的知识体系。计算机操作系统第一讲基本原理考查-------第一组1.多道程序设计是否道数越多越好(P21)？2.简要说明进程状态以及其状态转换(P23)。3.进程与程序的联系和区别(P27)。4.线程与进程的区别和联系(P28)。计算机操作系统第一讲基本原理考查-------第一组计算机操作系统第一讲基本原理考查-------第二组1.中断装置的作用有哪些(P39)？2.简要说明中断处理的过程(P43)。3.处理机调度算法（主要是分类排队法和反馈排队法）(P53)。4.简要说明处理机调度过程(P55)。计算机操作系统第一讲计算机操作系统第一讲基本原理考查-------第三组1.简要说明P操作与V操作原语的含义(P79)。2.简要叙述条件临界区原理(P82)。3.简要说明死锁的四个条件(P112)。4.简要说明资源有序分配策略以及其效果(P116)。5.画图说明安全状态与不安全状态以及死锁状态的关系(P117)。计算机操作系统第一讲基本原理考查-------第四组1.简要说明银行家算法是保守算法(P117)。2.简要说明FF、BF和WF三种存储算法的优缺点。（P135）3.简要说明最近不用先淘汰页面调度算法的原理与优点(P159)。4.简要说明颠簸现象以及其产生原因和避免措施(160-161)。5.画图说明段的动态连接的处理过程。（有可能直接考应用题）6.简要说明连接中断的处理过程（P167）。计算机操作系统第一讲页面淘汰算法1.最佳淘汰算法：淘汰以后不再需要的或者在最长的时间以后才会用到的页面，这种淘汰算法的页故障率最小，但是不可实现，是衡量其他算法优劣的一个标准。2.先进先出淘汰算法：即淘汰最先进入内存的页面，这是最简单的算法，缺点是效率不高，容易出现页Belady现象。计算机操作系统第一讲Belady现象对于先进先出算法，增加进程所分配的页面个数不一定绝对的保证页故障率下降，例如：对于下边的页面访问顺序：1，2，3，4，1，2，5，1，2，3，4，5设进程开始运行时所有页面在外存，采用FIFO的调度算法，如果分配3个内存页面的话，页故障率9，而分配4个页面时，页故障率为10！这种现象成为Belady现象。注：开始也是缺页。计算机操作系统第一讲页面淘汰算法3.使用过最久的先淘汰：即淘汰最后一次访问时间距当前时间间隔最长的页面。其实现有两种：1记时法：对于每一个页面增加一个访问时间记时器，当每一个页面被访问的时候，当时的绝对时钟记录到记时器中，淘汰时，选择访问时间记时器值最小的那个。2堆栈法：按照页面最后一次访问时间次序将页面号依次的排列到堆栈中，当一个页面被访问时，其对应的页面号由栈内取出送入栈顶。淘汰时淘汰栈底页面号对应页面。此算法实现开销不大，但必有硬件的支持。计算机操作系统第一讲页面淘汰算法4.最近不用的先淘汰：即淘汰最近一段时间内没有用过的页面。这是一种流行的、低开销的、接近近于LRU的算法。在实现时，为每一个页面增加两个硬件位，它们是：•引用位0代表此页未被访问过，1代表访问过•修改位0代表未被修改过，1代表修改过一个页面由外存调入的时候，引用位和修改位都为0，如果页面执行写操作，其修改位和引用为都由硬件置1；当都某页面执行读操作，其引用位被硬件置1，每隔固定时间将所有的引用位清0，当淘汰的时候，按照下边次序选择：1引用位＝0，修改位＝0：直接淘汰。2引用位＝0，修改位＝1：淘汰之前写回外存。3引用位＝1，修改位＝0：直接淘汰。4引用位＝1，修改位＝1：淘汰之前写回外存。计算机操作系统第一讲页面淘汰算法4.最不经常使用的先淘汰：即淘汰访问次数最少的页面。每一个页面设一个访问次数计数器，