操作系统复习：调度算法与磁盘管理

"操作系统期末复习习题，包括调度算法、银行家算法、页面置换算法、地址变换、磁盘调度算法、位示图分配回收、FAT计算、i结点混合索引、进程同步控制等内容。提供了FCFS调度、最短作业优先调度、非剥夺式优先级调度等算法的应用实例分析。" 在操作系统的学习中，了解和掌握各种算法是至关重要的。以下是对这些知识点的详细解释： 1. **调度算法**： - **先来先服务(FCFS)**：是最简单的调度算法，按进程到达的顺序进行服务。 - **短作业优先(SJF)**：优先调度运行时间短的进程，能有效减少平均等待时间。 - **非剥夺式优先级调度**：一旦进程获得CPU，就不会被其他更高优先级的进程剥夺，直到其完成或自愿释放。 2. **银行家算法**：用于避免系统的死锁，通过预先分配资源并进行安全性检查确保系统安全。 3. **页面置换算法**： - **先进先出(FIFO)**：简单但可能导致Belady异常。 - **理想型页面置换**：理论上的最优算法，无法实现。 - **最近最久未使用(LRU)**：实际应用中最常用的算法，替换最近最长时间未使用的页面。 4. **页式管理中的地址变换**：通过页表将逻辑地址转换为物理地址，处理缺页中断。 5. **磁盘调度算法**： - **先来先服务(FCFS)**：按请求顺序进行服务。 - **最短寻道时间优先(SSTF)**：选择最接近当前磁头位置的请求进行服务，可能引发饥饿现象。 - **SCAN算法**：磁头单向扫描，避免频繁换向。 6. **位示图的分配回收**：通过位图标记磁盘空间的使用情况，方便快速查找空闲块。 7. **FAT计算**：在文件分配表(FAT)系统中，计算每个文件所占用的盘块和FAT项，例如在例题中，需要根据盘块大小和磁盘容量确定FAT表项大小，并模拟文件链接情况。 8. **i结点混合索引**：在文件系统中，i结点存储文件的元数据，包括文件大小、权限、创建时间等，混合索引则结合直接索引和间接索引提高大文件的访问效率。 9. **进程同步控制**： - **生产者-消费者问题**：典型的线程同步问题，生产者生产数据，消费者消费数据，需要防止生产过快导致缓冲区溢出或消费者等待。 以上知识点是操作系统期末复习的重点，通过理解和实践这些算法，可以更好地掌握操作系统的精髓。提供的例子帮助我们理解这些算法如何在实际问题中应用，如FCFS调度、SJF调度、非剥夺式优先级调度等，通过具体的数据计算平均周转时间和带权周转时间，以及模拟进程执行过程。