【计算机系统】期末复习

第二章 进程状态, PCB组织,前驱图，信号量，同步与互斥，举例说明进程的特征
第三章，进程调度算法，优劣比较
第四章 逻辑地址，物理地址，连续，分页，分段下两种地址的转换计算,对应的硬件机制
第五章 虚拟内存的含义？地址转换，页面置换算法
第六章io要解决的主要问题?面对哪些困难?程序访问控制，中断访问控制, dma方式, io通道方式工作的基本原理,优缺点, spooling系统要解决的问题?解决思路是什么？磁盘调度算法
第七八章文件的逻辑结构,文件目录,文件共享,详细掌握文件的物理结构，unix文件结构


1.3  2.2进程描述 2.4pv操作应用，还有一个  3.2调度算法(全部)考综合题，(死锁今年不考)  4.3 4.4地址变换  5.3页面置换算法  6.2io控制方式(有4种)  6.4设备的分配(比如spooling技术)   6.6磁盘调度算法(6个)   7.4文件共享  8.1连续分配，链接分配(显示链接)单级多级混合索引全部 8.2成组链接

上年考试的题目：

这些打勾只是我复习了下相关知识，不代表会做了。。。

• [x] 1
• [x] 2
• [x] 3
• [x] 4
• [x] 5
• [x] 6
• [x] 7
• [x] 8
• [x] 9
• [x] 10

一、5个哲学家用5只筷子吃面条，筷子交替摆放，若至多只允许4位哲学家同时去拿左边的筷子，请利用记录型信号量写出哲学家进餐问题的算法。

二、

三、(10分）什么是进程？请简述一个进程所要完成的主要工作。

进程（Process）是计算机中执行程序的实例，是操作系统进行资源分配和任务调度的基本单位。每个进程都有自己的地址空间，并且包含程序代码、数据、堆、栈、文件描述符、寄存器和程序计数器等。

一个进程主要完成的工作包括：

程序执行：

进程的主要任务是执行程序代码，进行指令的逐条执行。
资源管理：

进程需要管理和使用操作系统分配的资源，包括内存、CPU时间、文件和输入输出设备等。
进程控制：

进程需要进行自身状态的维护，包括从创建、就绪、运行、阻塞到终止的状态转换。
进程还需处理系统调用、信号和中断等事件。
内存管理：

进程需要管理自己的内存空间，包括代码段、数据段、堆和栈的使用。
进程还需进行内存分配和释放。
文件操作：

进程可能需要对文件进行读写操作，包括打开、关闭、读取和写入文件。
进程间通信（IPC）：

进程需要与其他进程进行通信，以便完成协作任务。常见的IPC方式包括管道、消息队列、共享内存和信号等。
错误处理：

进程需要处理执行过程中可能发生的错误，包括异常处理和恢复机制。
用户交互：

进程可能需要与用户进行交互，通过终端或图形界面接收用户输入和提供输出结果。

四、(10分）在请求分页系统中,某用户程序的逻辑地址空间为16页，每页1KB.假定某时刻该用户
的页表如下所示。

页号	块号
0	1
1	7
2	4
3	1
4	6

请回答：

（1）逻辑地址 124BH 对应的物理地址是多少？（用十六进制表示）

(2)当用户进程欲访问 14A0H 单元时，会出现什么现象？

五、(10分)
在页式、段式、段页式、三级页表存储管理中，当访问一条指令或数据时，各需要访问内存几次？假设一个页式存储系统具有快表，多数活动页表项都可以存在其中、若页表存放在内存中，内存访问时间是 1μs，检索快表的时间为 0.2μs，快表的命中率是80%，则有效存取时间是多少？

六.（10 分）
一个进程被分配了 4 个页帧，其装入时间、最近访问时间、访问位、修改位如下表所示(所有数字均为十进制)。时间均为从进程开始到该事件之前的时钟传值，而不是从事件发生到当前的时钟值。

虚拟页号	页帧	装入时间	最近访问时间	访问位	修改位
2	0	120	170	0	1
1	1	130	160	0	0
0	2	100	180	1	0
3	3	80	190	1	1

(1) 基于上述表格的存储器状态，当进程访问虚页4时，系统产生缺页中断，请分别用FIFO(先进先出)，改进型CLOCK算法来决定缺页中断服务程序选择换出的页面
并解释原因。

(2) 基子上述表格的存储器状态(即在问题(1)发生缺页之前)，考虑虚页访问串4，0，0，2，4，2，1，0，3，2，4如果使用LRU(最近最少使用)页面置换算法，那么会发生多少次缺页？

七.（10 分）
当前磁盘的磁头刚从 90 号磁道移动到 100 号磁道，假定在时刻依次有磁道号分别为 42、80、25、 120、130、10、30、180、160、90 的磁盘 1/0.请求
(1)分别计算采用先来先服务调度算法、最短寻道优先算法、扫描算法时平均寻道长度。
(2)设计一个磁道号请求序列(10个磁道号)，使得分别采用先来先服务调度算法，最短寻道优先算法、扫描算法时平均寻道长度相同。要求说明设计思想。

八、(10分)
磁盘是计算机系统中最重要的存储设备,磁盘的1/0速度极大地影响系统的性能,简述提高磁盘 1/0 速度的途径。

九.(10分)
关于文件的物理结构，请回答：
1)文件的物理结构有哪些？
2)请阐述显式链接(FAT)结构的基本思想。
3)举例说明FAT表与管理最大磁盘容量的关系。

十.（10分)
假设有一磁盘含有64000块，块号记为1~64000，现用2000个32位(Bit)的字作该盘的位示图，试问第 59999 块对应于位示图中第几字的第几位(字、位均从 0开始)：而第 1599字的第 17 位对应于磁盘的第几块？

考试重点

进程状态, PCB组织,前驱图，信号量，同步与互斥，举例说明进程的特征

• [x] 进程状态
• [x] PCB组织
• [x] 前驱图
• [x] 信号量
• [x] 同步与互斥
• [x] 举例说明进程的特征

1.进程的特征和定义

定义：程序的一次执行过程.

进程是进程实体的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位

2.进程的特征：

1. 结构特征
   进程：由程序段、数据段及进程控制块三部分构成，
   总称“进程映像”。
2. 动态性
   由“创建”而产生,由“调度”而执行;由得不到
   资源而阻塞;由撤消而消亡。(而程序是静态的)。
3. 并发性
   只有建立了进程，才能并发执行。
4. 独立性。
   独立运行，独立获得资源。
5. 异步性：（间断性）

3.进程的三种基本状态

就绪状态
执行状态
阻塞状态

1.进程控制块的作用
是进程存在的唯一标志；标识、处理机状态，进程调度信息，进程控制信息。PCB (process control
block)常驻内存
2.进程控制块中的信息

​ 标识、处理机状态，进程调度信息，进程控制信息

2.3.1 进程同步的基本概念

同步：并发进程在执行次序上的协调，以达到有效的资源共享和相互合作,使程序执行有可再现性。

1. 两种形式的制约关系
   资源共享关系：（进程间接制约）需互斥地访问临界资源。
   相互合作关系: (进程直接制约)

2. 临界资源: (一次仅允许一个进程访问的资源)引起不可再现性是因为临界资源没有互斥访问。

3. 临界区
   定义:进程访问临界资源的那段代码。

while (TRUE) {
	entry section
	critical section;
	exit section
	remainder section;
}

4. 同步机制应遵循的准则
   空闲让进
   忙则等待
   有限等待：应保证为有限等待，不会产生死等。
   让权等待：不能进入临界区的执行进程应放弃CPU执行权。

[!NOTE]

P 操作和 V 操作是信号量机制中的两个基本操作，它们最初由荷兰计算机科学家艾兹赫尔·戴克斯特拉（Edsger Dijkstra）在1965年提出。这两个操作的名称来源于荷兰语单词：

• P 操作：来源于荷兰语中的 “Proberen”，意为 “尝试” 或 “测试”。在信号量机制中，P 操作尝试减少信号量的值。如果信号量的值大于零，则可以立即减少；如果信号量的值为零，则操作会阻塞，直到信号量的值变为正数。
• V 操作：来源于荷兰语中的 “Verhogen”，意为 “增加” 或 “提高”。在信号量机制中，V 操作增加信号量的值。这个操作总是可以立即执行，并且可能会唤醒一个或多个等待该信号量的进程。

戴克斯特拉使用这两个荷兰语单词的首字母来命名这些操作，因为他在荷兰工作，并且最初是在荷兰语的文献中描述这些概念的。随着时间的推移，这些概念被翻译成英语和其他语言，但 P 和 V 这两个字母作为操作的名称被保留了下来，成为了信号量机制中的标准术语。

在不同的编程语言和文献中，P 操作和 V 操作可能被称为不同的名称，例如 down 和 up，或者 wait 和 signal，但它们的核心功能和行为是相同的。

考后总结

​ 感觉都是失败经验了。。操作系统对于题目的重复度不高，要看书为主，理解物理单位的意义。对于题目也要多看，特别是老师的习题ppt，里面有原题不过忘记怎么写了。。。概念题没有出原题。是最后一道两道是原题，或者类似原题的。然后ppt里面也有类似的。可能有机会捞？机会不大吧。但是认真复习了，就这样吧。