作業系統 關鍵問題

2021-09-29 18:51:07 字數 2406 閱讀 6993

1、fcfs演算法(先來先服務演算法):演算法每次從後備作業佇列中選擇最先進入該佇列的乙個或幾個作業,將它們調入記憶體,分配必要的資源,建立程序並放入就緒佇列。fcfs排程演算法的特點是演算法簡單,但效率低;對長作業比較有利,但對短作業不利(相對sjf和高響應比);有利於cpu繁忙型作業,而不利於i/o繁忙型作業。

2、sjf演算法(短作業優先演算法):從後備佇列中選擇乙個或若干個估計執行時間最短的作業,將它們調入記憶體執行。sjf排程演算法的平均等待時間、平均周轉時間最少;但對長作業非常不利。

3、hrn演算法(最高響應比優先演算法):該演算法是對fcfs排程演算法和sjf排程演算法的一種綜合平衡,同時考慮每個作業的等待時間和估計的執行時間。在每次進行作業排程時,先計算後備作業佇列中每個作業的響應比,從中選出響應比最高的作業投入執行。

響應比r計算公式:

4、hpf演算法(優先數排程演算法):每次從後備作業佇列中選擇優先順序最髙的乙個或幾個作業,將它們調入記憶體,分配必要的資源,建立程序並放入就緒佇列。

根據新的更高優先順序程序能否搶占正在執行的程序,可將該排程演算法分為:

而根據程序建立後其優先順序是否可以改變,可以將程序優先順序分為以下兩種:

5、均衡排程演算法:基本思想是首先根據系統運**況和作業屬性將作業分類,輪流從不同的作業類中挑選作業;目的是力求均衡地利用各種系統資源,發揮資源利用效率。

1、最佳置換演算法(opt):演算法所選擇的被淘汰頁面將是以後永不使用的,或者是在最長時間內不再被訪問的頁面,這樣可以保證獲得最低的缺頁率。但由於人們目前無法預知程序在記憶體下的若千頁面中哪個是未來最長時間內不再被訪問的,因而該演算法無法實現。

2、先進先出置換演算法(fifo):優先淘汰最早進入記憶體的頁面,亦即在記憶體中駐留時間最久的頁面。該演算法實現簡單,只需把調入記憶體的頁面根據先後次序鏈結成佇列,設定乙個指標總指向最早的頁面。但該演算法與程序實際執行時的規律不適應,因為在程序中,有的頁面經常被訪問。

3、最近最久未使用置換演算法(lru):選擇最近最長時間未訪問過的頁面予以淘汰,它認為過去一段時間內未訪問過的頁面,在最近的將來可能也不會被訪問。該演算法為每個頁面設定乙個訪問字段,來記錄頁面自上次被訪問以來所經歷的時間,淘汰頁面時選擇現有頁面中值最大的予以淘汰。

先來先服務演算法:根據程序請求訪問磁碟的先後順序進行排程。

最短尋道時間優先演算法:總是執行查詢時間最短的那個磁碟請求。

掃瞄演算法:每次總是選擇沿臂的移動方向最近的那個柱面。如果這個方向沒有訪問請求,就改變移動方向,然後處理所遇到的最近的i/o請求。非常類似電梯的排程規則。

迴圈掃瞄演算法:移動臂總是從0號頁面至最大頁面順序掃瞄,然後直接返回0號柱面重複執行。

銀行家演算法是一種用於死鎖的避免的經典演算法,演算法描述如下:

將每個程序總需資源數減去已分配資源數,查詢結果中是否有一行,其未被滿足的資源數均小於等於系統剩餘資源數。如果找不到,系統將死鎖,任何程序都無法執行結束;

若找到這樣一行,可以假設它獲得所需資源並執行結束,將該程序標記為結束並將資源加到系統所剩資源數上;

重複以上兩步,直到所有程序都標記為結束,則狀態是安全的,否則將發生死鎖。

訊號量是用來解決程序同步的,不是用來解決死鎖問題的。

p原語操作的主要動作是:

s.value減一;

若s.value減一後仍大於或等於0,則程序繼續進行;

若s.value減一後小於0,則該程序被阻塞後與該訊號相對於的佇列中,然後轉程序排程。

v原語操作的主要動作是:

s.value加一;

若s.value加一後大於或等於0,則程序繼續進行;

若s.value加一後小於或等於0,則從該訊號的等待佇列中喚醒乙個程序,然後返回原程序繼續執行或轉程序排程。

分頁式例題:

某虛存的使用者空間有24個頁面,每頁1kb,記憶體16kb。假設某時刻系統為使用者的第0,1,2和3頁分配的物理快號為5,10,4,7,試將虛擬位址0a5c變化為實體地址。

0a5c:0000 1010 0101 1100  ->     因為每頁1kb,所以前6位是頁號,後10位是頁內位址。頁號為2轉換為物理塊號為4,頁內位址不變。答案:0001 0010 0101 1100

分段式例題:

段號段首址段長0

400600

11300

4002

100200

[2,400]    越界。

[3,100]    越界。

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