操作系统复习：磁盘调度与典型算法解析

"该资源是一份关于操作系统期末复习的习题集，主要涵盖调度算法、银行家算法、页面置换算法、页式管理、磁盘调度算法、位示图分配回收、FAT计算、i节点混合索引以及进程同步控制等核心概念。题目涉及先来先服务、最短寻道时间优先、扫描算法等磁盘调度策略，以及FCFS、SJF、非剥夺式优先级等进程调度方法。习题中还包括具体的计算和分析，例如进程周转时间和带权周转时间的计算，以及不同调度算法下的执行过程模拟。" 在操作系统中，磁盘调度算法是一个重要的部分，用于决定磁头如何移动以响应来自不同磁道的磁盘服务请求。习题中的例子提到了几种常见的磁盘调度算法： 1. **先来先服务（FCFS）**：这是一种简单直观的策略，磁头按照请求到达的顺序进行移动。例如，当磁头位于100号磁道并朝增加方向移动时，按照FCFS，磁头会依次访问55, 58, 39, 18, 90, 160, 150, 38, 184号磁道。 2. **最短寻道时间优先（SSTF）**：这种算法优先选择离当前磁头位置最近的磁道，以减少平均寻道时间。在给出的例子中，满足请求的顺序变为90, 58, 55, 39, 38, 18, 150, 160, 184。这种方法可以减少平均寻道距离，但可能导致磁头频繁地来回移动，形成饥饿现象。 3. **扫描（SCAN）算法**：磁头在一个方向上连续服务请求，直到达到磁盘的边界，然后反向移动，继续服务另一个方向上的请求。但题目没有具体说明采用SCAN算法后的顺序，通常SCAN会避免FCFS中的往返移动，但可能不会像SSTF那样始终选择最小寻道距离。 除了磁盘调度，复习内容还涉及其他关键操作系统的概念： - **调度算法**：包括FCFS、短作业优先（SJF，这里可能是非剥夺式的）、优先级调度等，它们决定了处理器的分配方式。 - **银行家算法**：用于防止系统出现死锁，通过预先分配和检查资源的安全性。 - **页面置换算法**：如FIFO、最佳（OPT）和最近最久未使用（LRU），处理内存中页的替换，以适应虚拟存储器的需求。 - **页式地址变换**：将逻辑地址转换为物理地址的过程，通常涉及页表的使用。 - **位示图**：用于跟踪磁盘空间的分配情况，便于管理和回收。 - **FAT计算**：与文件系统相关，涉及文件分配表的管理。 - **i节点混合索引**：在文件系统中，i节点存储文件的元数据，而混合索引可能涉及到不同层次的索引结构。 - **进程同步**：例如生产者-消费者问题及其变形，涉及多线程间的协调和等待条件。 这些知识点是操作系统课程的重点，通过复习和解答习题，可以加深对操作系统工作原理的理解和应用能力。