軟件設計師——操作系統基本原理

重點內容圖示

 

 

重點內容說明

1進程的狀態轉化圖

 

2前趨圖重點是先後約束關係,即你攪拌的同時是不能絞肉,絞肉、切蔥末、切薑末是可以同時進行的

3進程的同步與互斥

互斥:如千軍萬馬過獨木橋,只能唯一資源(獨木橋),相反即爲共享資源

同步:速度有差異,在一定情況停下等待,相反即爲異步

 

生產者、消費者問題

 

單緩衝區:互斥資源(市場只有生產者或消費者操作)  

生產者投放(等消費者消費才能繼續投放)和消費者消費(等生產者投發才能消費)即爲同步關係

 

多緩存區:類似,不過緩衝資源多一點

4pv操作

 基本概念

臨界資源:諸進程間需要互斥方式對其共享的資源,如打印機、磁帶機等

臨界區:每個進程中訪問臨界資源的代碼叫做臨界區

信號量:一種特殊的變量

 

難點

 

P操作:信號量減一,判斷是否小於0,是的話阻塞進程,放入進程隊列,變爲等待狀態,不小於0,繼續執行當前程序

 

V操作:信號量加一,判斷是否小於等於0,是的話從等待進程隊列喚醒一個進程執行,大於0,繼續執行當前程序

 

P操作 阻塞(等待) V操作 喚醒

 

重點理解

例題

 

答案爲A C

5PV操作與前趨圖

 

例題

 

答案爲 CAA

 

分析 信號量標出來 從左到右,從上到下 箭頭起點V操作,箭頭終點P操作

6死鎖問題與銀行家算法

 概念

如果一個進程等待一件不可能發生的事情,則進程就死鎖了,如果一個或多個進程產生死鎖,就會造成系統死鎖

 

例題

答案爲 13

 

計算公式爲 K* (N-1)+1

K爲進程數,N爲每個進程所需資源數

 

總結爲 當所有進程都缺一個資源的同時,多一個資源即不會造成死鎖

 

預防和避免

 

死鎖的必要條件:四個

 

銀行家算法(重點)

分配的原則:

 

例題

 

 

分析的一般步驟:

  1. 計算剩餘可分配的資源數和任一進程執行所需進程數
  2. 注意進程執行完會釋放內存
  3. 選項驗證
  4. 可輕易得出 R1、R2、R3 剩餘資源數分別爲 2,1,0,P1所需進程分別爲 5,3,1,很明顯,p1不能最先執行,A排除,同理,P2、P4均能第一個執行;
  5. 嘗試B,P2執行完,剩餘資源數分別爲 4,2,1,執行P4,沒問題,然後釋放,剩餘資源數爲5,4,1,執行P5,沒得問題,釋放,剩餘資源數爲 6,5,4,執行P1,也沒有問題,最後一個就不需要驗證了,其他選項也可以這樣分析。

 

  1. 可輕易得出 R1、R2、R3 剩餘資源數分別爲 2,1,0,P1所需進程分別爲 5,3,1,很明顯,p1不能最先執行,A排除,同理,P2、P4均能第一個執行;
  2. 嘗試B,P2執行完,剩餘資源數分別爲 4,2,1,執行P4,沒問題,然後釋放,剩餘資源數爲5,4,1,執行P5,沒得問題,釋放,剩餘資源數爲 6,5,4,執行P1,也沒有問題,最後一個就不需要驗證了,其他選項也可以這樣分析。

7分區存儲管理

 

最佳使用法會導致內存碎片,最差適應法會減少內存碎片

 

8頁式存儲

 記住,沒啥說的(重點)

 

例題

 

 

分析:要求解物理地址,即頁號與頁內地址組合,

      頁內地址,頁面大小爲4k,即2^12位,可以得出5A29H,即A29H對應位頁內地址

      頁號查表易得,邏輯5對應的位6,所以第一題答案爲D

 

       第二空需要淘汰頁面,根據訪問位,易得出位B,未被訪問纔可淘汰

9段式存儲

 記住,沒啥說的(重點)

 

 

 

 

10頁面置換算法

  1.  

  

 

注意這裏面的重點 缺頁 抖動

 

抖動:分配更多的內存頁,缺頁次數反而比更少的內存頁更多

缺頁:內存沒有該頁面即缺頁

抖動示例(先進先出)

 

例題1

例題2

 

分析:沒有使用快表等價於 查和讀各一次訪問內存,合計 12次 選B

      指令一次調入,數字一次調入,合計 1+2+2  5次 選C

 

11索引文件結構

 

例題

分析:

首先是以及間接地址索引,所以邏輯號5對應的應該是索引結點90存放的第一個索引結點的物理塊號,即爲58

由題易得,1kb存放256個地址,邏輯號261對應的應該是索引結點91存放的第一個索引結點的物理塊號,即爲187

 

二級間接索引,沒得說

 

12樹型目錄結構

13空餘存儲空間的管理

1表示佔用,0表示空閒

例題

 

 

分析

 

14數據傳輸控制方式

 

 

15虛設備與spooling技術

 

基本原則:

開闢緩衝區,輸入輸出的緩存

16微內核操作系統

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