完成《操作系统》大题
|
@ -1,7 +0,0 @@
|
|||
---
|
||||
title: "<操作系统>{{ replace .Name "-" " " | title }}"
|
||||
date: {{ .Date }}
|
||||
|
||||
---
|
||||
## 知识框架
|
||||
|
|
@ -0,0 +1,937 @@
|
|||
---
|
||||
title: "《操作系统》大题总结"
|
||||
date: 2023-07-06T11:24:18+08:00
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## 第二章大题考察同步互斥,PV问题
|
||||
|
||||
### 生产者消费者问题
|
||||
|
||||
* 特点
|
||||
* 进程与进程之间是生产资源-消费资源的关系
|
||||
* 解决步骤
|
||||
* 确定有几类进程,每个进程对应一个函数
|
||||
* 在函数内部用中文描述动作
|
||||
* 只做一次(不加while)
|
||||
* 不断重复(加while)
|
||||
* 在每一个动作之前确定需要什么(注意隐含的互斥条件,如对缓冲区的访问),如有P操作,则必定有V操作
|
||||
* 所有PV写完之后再定义信号量
|
||||
* 检查多个P操作连续出现的地方,是否有死锁产生可能
|
||||
* 某个信号量的PV连续出现(中间没有夹杂着其他的P),不可能产生死锁,连续多个P导致死锁时,可尝试调整P顺序
|
||||
|
||||
----
|
||||
|
||||

|
||||
``` C
|
||||
|
||||
Semaphore mutex1 = 1 //互斥访问F1
|
||||
Semaphore mutex2 = 1//互斥访问F2
|
||||
Semaphore empty1 = 10//F1上有几个空位
|
||||
Semaphore full1 = 0//F1上有几个A
|
||||
Semaphore empty2 = 10//F2上有几个空位
|
||||
Semaphore full2 = 0 //F2上有几个B
|
||||
|
||||
//A车间
|
||||
F_A(){
|
||||
while(1){
|
||||
生产一个产品A
|
||||
P(empty1)
|
||||
P(mutex1)
|
||||
把A放到货架F1上
|
||||
V(mutex1)
|
||||
V(full1)
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
//B车间
|
||||
F_B(){
|
||||
while(1){
|
||||
生产一个产品B
|
||||
P(empty2)
|
||||
P(mutex2)
|
||||
把A放到货架F2上
|
||||
V(mutex2)
|
||||
V(full2)
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
//装配车间的工作描述
|
||||
F_C(){
|
||||
while(1){
|
||||
P(full1)
|
||||
P(mutex1)
|
||||
从F1取一个A
|
||||
V(mutex1)
|
||||
V(empty1)
|
||||
P(full2)
|
||||
P(mutex2)
|
||||
从F2区一个B
|
||||
V(mutex2)
|
||||
V(empty2)
|
||||
将AB组装成产品
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
```
|
||||
|
||||

|
||||
|
||||
```C
|
||||
|
||||
Semaphore well = 1;//用于互斥地访问水井
|
||||
Semaphore vat = 1;//用于互斥地访问水缸
|
||||
Semaphore empty = 10;//用于表示水缸中剩余空间能容纳的水的桶数
|
||||
Semaphore full = 0;//表示水缸中的水的桶数
|
||||
Semaphore pail = 3;//表示有多少个水桶可以用,初值为3
|
||||
|
||||
//老和尚
|
||||
while(1){
|
||||
P(full);
|
||||
P(pail);
|
||||
P(vat);
|
||||
从水缸中打一桶水;
|
||||
V(vat);
|
||||
V(empty);
|
||||
喝水
|
||||
V(pail)
|
||||
|
||||
}
|
||||
|
||||
//小和尚
|
||||
while(1){
|
||||
P(empty);
|
||||
P(pail);
|
||||
P(well);
|
||||
从井中打一桶水
|
||||
V(well);
|
||||
P(vat);
|
||||
将水倒入水缸中
|
||||
V(vat);
|
||||
v(full);
|
||||
v(pail);
|
||||
}
|
||||
|
||||
```
|
||||
|
||||
### 理发师问题
|
||||
|
||||
* 特点
|
||||
* 进程之间是服务与被服务的关系
|
||||
* 主要解法
|
||||
```C
|
||||
int num = 0; //有几个顾客等待服务
|
||||
Semaphore Lock = 1;//互斥访问num
|
||||
Semaphore rest = 0;//同步信号量,用于实现若没顾客,服务人员休息等待,本质为服务人员排队队列
|
||||
Seamphore wait = 0;//同步信号量,用于实现,若服务人员都在忙,顾客休息等待,本质为一个让顾客排队的队列
|
||||
|
||||
Sever(){
|
||||
while(1){
|
||||
P(Lock);
|
||||
if(num > 0){//有顾客
|
||||
V(Lock);
|
||||
V(wait);//唤醒一个顾客
|
||||
为顾客服务;
|
||||
}else{ //没顾客
|
||||
V(Lock);
|
||||
P(rest);//服务人员休息
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
Customer(){
|
||||
P(Lock);
|
||||
if(num > 等待人数上限(存在无规定人数上限可能)){
|
||||
V(Lock);
|
||||
离开这家店;
|
||||
}else{
|
||||
num ++;
|
||||
V(Lock);
|
||||
V(rest);//唤醒一个正在休息的服务人员
|
||||
P(wait);//等待被服务
|
||||
被服务;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
```
|
||||
|
||||
|
||||

|
||||
|
||||
```C
|
||||
Semaphore empty = 10;//空座位的数目
|
||||
Semaphore mutex = 1;//互斥使用取号机
|
||||
Semaphore full = 0;//无占用的座位
|
||||
Semaphore service = 0;//等待叫号
|
||||
|
||||
cobegin
|
||||
{
|
||||
porcess 顾客i
|
||||
{
|
||||
P(empty);//等空位
|
||||
P(mutex);//申请使用取号机
|
||||
从取号机获取一个号码;
|
||||
V(mutex);//取号完毕
|
||||
V(full);//通知营业员有新顾客
|
||||
P(service);//等待营业员叫号
|
||||
接受服务;
|
||||
}
|
||||
|
||||
process 营业员
|
||||
{
|
||||
while(1){
|
||||
P(full);//没有顾客则休息
|
||||
V(empty);//离开座位
|
||||
V(service);//叫号
|
||||
为顾客服务;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
```
|
||||
|
||||
|
||||
### 哲学家问题
|
||||
* 特点
|
||||
* 只有一类进程,要占用多种资源才能运行
|
||||
* 关键点
|
||||
* 限制申请资源的顺序(不通用,不建议使用)
|
||||
* 如规定单号哲学家先取左筷子,双号先取右筷子
|
||||
* 限制并发进程数(通用,但并发度不高,不建议使用)
|
||||
* 如规定同一时间只能有一个哲学家就餐(禁止并行)
|
||||
* 让进程一口气取得所有资源,再开始运行(很通用且并发度高,建议使用)
|
||||
* 如哲学家只有能够取得两个筷子的时候才会就餐
|
||||
* 解法
|
||||
* 定义大锁
|
||||
* 定义资源数
|
||||
* 一口气拿所有资源
|
||||
* 做进程该做的事
|
||||
* 一口气归还所有资源
|
||||
```C
|
||||
Semaphore Lock = 1;//互斥信号量,定义大锁
|
||||
int a = 9;
|
||||
int b = 3;
|
||||
int c = 6;
|
||||
|
||||
process(){
|
||||
while(1)
|
||||
{
|
||||
P(Lock);
|
||||
if(所有资源都拿够){
|
||||
所有资源int值减少;//题目会告知,每种资源所需量
|
||||
取xxx资源//一口气拿走所有资源
|
||||
V(Lock);//拿完资源,解锁
|
||||
break;//跳出while循环
|
||||
}
|
||||
V(Lock);//资源不足,解锁,再次循环尝试获取
|
||||
}
|
||||
做进程该做的事(如哲学家进食)
|
||||
|
||||
P(Lock);
|
||||
归还所有资源,所有资源int值增减
|
||||
V(Lock);
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
```
|
||||
|
||||

|
||||
|
||||
通常解
|
||||
|
||||
```C
|
||||
Semaphore bowl;//协调哲学家对碗的使用
|
||||
Semaphore chopsticks[n];//协调哲学家对筷子的使用
|
||||
|
||||
for(int i = 0; i < n ;i++)
|
||||
{
|
||||
chopsticks[i] = 1;//设置两名哲学家之间筷子的数量
|
||||
}
|
||||
bowl = min(n-1,m);//bowl 小于等于 n-1,确保不产生死锁
|
||||
|
||||
cobegin
|
||||
{
|
||||
while(1){ //哲学家i的程序
|
||||
思考;
|
||||
P(bowl);//取碗
|
||||
P(chopsticks[i]);//取左边筷子
|
||||
P(chopsticks[(i+1)%n]);//取右边筷子
|
||||
就餐;
|
||||
V(chopsticks[i]);
|
||||
V(chopsticks[(i+1)%n]);
|
||||
V(bowl);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
```
|
||||
|
||||
|
||||
暴力解(考试建议解法)
|
||||
|
||||
```C
|
||||
Semaphore Lock = 1;
|
||||
int bowl = m;
|
||||
int chopstick[n];
|
||||
for(int i = 0;i < n ; i++)
|
||||
{
|
||||
chopstick[i] = 1;
|
||||
}
|
||||
philopher()
|
||||
{
|
||||
while(1){//一次性拿下所有资源
|
||||
P(Lock);
|
||||
if(bowl <= 0)
|
||||
{
|
||||
V(Lock);
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
if(!(chopstick[i] == 1 && chopstick[(i+1)%n]==1))
|
||||
{
|
||||
V(Lock);
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
bowl --;
|
||||
chopstick[i] = 0;
|
||||
chopstick[(i+1)%n] = 0;
|
||||
V(Lock);
|
||||
}
|
||||
进餐
|
||||
P(Lock);//归还所有拿的资源
|
||||
bowl ++;
|
||||
chopstick[i] = 1;
|
||||
chopstick[(i+1)%n] = 1;
|
||||
V(Lock);
|
||||
}
|
||||
|
||||
```
|
||||
|
||||
|
||||
### 读者写者问题
|
||||
|
||||
* 特点
|
||||
* 同类进程不互斥,异类进程互斥
|
||||
* 避免写者饥饿
|
||||
* 读写公平法
|
||||
* 写者优先法
|
||||
* 如何实现
|
||||
* 第一进程用之前负责上锁,最后一个进程用完之后负责解锁
|
||||
|
||||
```C
|
||||
Semaphore Lock = 1;//资源锁
|
||||
int count = 0;//同类进程计数器
|
||||
Semaphore mutex = 1;//对count 互斥访问
|
||||
homie(){
|
||||
P(mutex);
|
||||
if(count ==0)
|
||||
{
|
||||
P(Lock);
|
||||
}
|
||||
count ++;
|
||||
V(mutex);
|
||||
使用资源;
|
||||
if(count == 1)
|
||||
{
|
||||
V(Lock);
|
||||
}
|
||||
count --;
|
||||
V(mutex);
|
||||
}
|
||||
|
||||
```
|
||||
|
||||
实现同类互斥,异类也互斥
|
||||
|
||||
```C
|
||||
solo(){
|
||||
P(Lock);//使用前上锁
|
||||
使用资源;
|
||||
V(Lock);//用完了解锁
|
||||
}
|
||||
|
||||
```
|
||||
|
||||
|
||||

|
||||
|
||||
(1)
|
||||
```C
|
||||
Semaphore bridge = 1;
|
||||
NtoS(){
|
||||
P(bridge);
|
||||
通过桥;
|
||||
V(bridge);
|
||||
}
|
||||
StoN(){
|
||||
P(bridge);
|
||||
通过桥;
|
||||
V(bridge);
|
||||
}
|
||||
|
||||
```
|
||||
(2)
|
||||
```C
|
||||
int countSN = 0;//表示从S到N的汽车数量
|
||||
int countNS = 0;//表示从N到S的汽车数量
|
||||
Semaphore mutexSN = 1;//保护countSN
|
||||
Semaphore mutexNS = 1;//保护countNS
|
||||
Semaphore bridge = 1;//互斥地访问桥
|
||||
StoN(){//南到北
|
||||
P(mutexSN);
|
||||
//第一个进程上锁
|
||||
if(countSN==0)
|
||||
P(bridge);
|
||||
count ++;
|
||||
V(mutexSN);
|
||||
过桥;
|
||||
P(mutexSN);
|
||||
//最后一个进程解锁
|
||||
countSN--;
|
||||
if(countSN==0)
|
||||
V(bridge);
|
||||
V(mutexSN);
|
||||
}
|
||||
|
||||
NtoS(){//北到南
|
||||
P(mutexNS);
|
||||
if(countNS==0)
|
||||
P(bridge);
|
||||
countNS++;
|
||||
V(mutexNS);
|
||||
过桥;
|
||||
P(mutexNS);
|
||||
countNS--;
|
||||
if(countNS ==0)
|
||||
V(bridge);
|
||||
V(mutexNS);
|
||||
}
|
||||
|
||||
```
|
||||

|
||||
|
||||
```C
|
||||
Semaphore room = 1;
|
||||
Semaphore mutex1 = 1;
|
||||
Semaphore mutex2 = 1;
|
||||
Semaphore mutex3 = 1;
|
||||
int count1 = 0;
|
||||
int count2 = 0;
|
||||
int count3 = 0;
|
||||
|
||||
P1(){
|
||||
P(mutex1);
|
||||
count1 ++;
|
||||
//第一个上锁
|
||||
if(count1 == 1)
|
||||
{
|
||||
P(room);
|
||||
}
|
||||
V(mutex1);
|
||||
看影片1;
|
||||
P(mutex1);
|
||||
count1 --;
|
||||
//最后一个解锁
|
||||
if(count1 == 0)
|
||||
{
|
||||
V(room);
|
||||
}
|
||||
V(mutex1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
P2(){
|
||||
P(mutex2);
|
||||
count2 ++;
|
||||
//第一个上锁
|
||||
if(count2 == 1)
|
||||
{
|
||||
P(room);
|
||||
}
|
||||
V(mutex2);
|
||||
看影片2;
|
||||
P(mutex2);
|
||||
count2 --;
|
||||
//最后一个解锁
|
||||
if(count2 == 0)
|
||||
{
|
||||
V(room);
|
||||
}
|
||||
V(mutex2);
|
||||
}
|
||||
|
||||
P3(){
|
||||
P(mutex3);
|
||||
count3 ++;
|
||||
//第一个上锁
|
||||
if(count3 == 1)
|
||||
{
|
||||
P(room);
|
||||
}
|
||||
V(mutex3);
|
||||
看影片3;
|
||||
P(mutex3);
|
||||
count3 --;
|
||||
//最后一个解锁
|
||||
if(count3 == 0)
|
||||
{
|
||||
V(room);
|
||||
}
|
||||
V(mutex3);
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
```
|
||||
|
||||
## 第三章大题,考察请求分页,基本分页,页面置换问题
|
||||
|
||||
* 各概念间的推导计算
|
||||
* 一级页表+TLB+请求分页
|
||||
* 二级页表+请求分页+TLB
|
||||
* 页目录号的位数表示的大小(表示有多少个目录项)* 每个目录项的大小 = 页目录表的大小
|
||||
* 页目录表的起始地址 + 页目录号 * 页目录项的长度 = 页目录项的物理地址
|
||||
* 示例图中挖掘隐藏信息
|
||||
* 熟悉各类常见图示
|
||||
* 注意:TLB组相联映射、全相联映射的图示画法
|
||||
* 深入理解组相联映射,全相联映射方式下查询TLB的原理区别
|
||||
* 基于地址转化过程的分析
|
||||
* 熟悉各种状况下地址转化的过程
|
||||
* 一级页表+虚拟内存+TLB
|
||||
* 二级页表+虚拟内存+TLB
|
||||
|
||||

|
||||
|
||||
TLB+二级页表+Cache(全相联映射)
|
||||
|
||||

|
||||
|
||||
TLB+二级页表+Cache(2路组相联映射)
|
||||

|
||||
|
||||
TLB + 二级页表 + Cache(直接映射)
|
||||

|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||

|
||||
|
||||
(1)
|
||||
<br>
|
||||
页的大小 = 块的大小 = $2^{12}$ = 4 KB
|
||||
<br>
|
||||
页表的大小 = $2^{20} \times 4B$ = 4 MB
|
||||
<br>
|
||||
(2)
|
||||
<br>
|
||||
页目录号 = (((unsigned int)(LA))>>22) & 0x3FF
|
||||
<br>
|
||||
页表索引 = (((unsigned int)(LA))>>12) & 0x3FF
|
||||
<br>
|
||||
(3)
|
||||
<br>
|
||||
00008000H其页号为0008 $\rightarrow$ 页号为8 $\rightarrow$ 对应页表第8个页表项
|
||||
<br>
|
||||
第8个页表项物理地址 = 00200000H + 8 $\times$ 页表项的字节数
|
||||
<br>
|
||||
= 00200000H + 8 $\times$ 4 = 00200020H
|
||||
<br>
|
||||
第9个页表项及其物理地址 = 00200000H + 8 $\times$ = 00200024H
|
||||
<br>
|
||||
页框号1 = 00900000H,页框号2 = 00900000H + 8KB = 00901000H
|
||||
<br>
|
||||
代码2起始物理地址 = 00901000H
|
||||
|
||||

|
||||
|
||||
页的大小 = 4KB = $2^{12}$B,页面位移比虚拟地址低12位
|
||||
|
||||
访问2362H即 0010 0011 0110 0010 其对应页号为2
|
||||
|
||||
访问快表10ns $\rightarrow$初始快表空$\rightarrow$访问页表100ns得到页框号$\rightarrow$ 合成物理地址后访问主存100ns
|
||||
|
||||
共 10 + 100 + 100 = 210 ns
|
||||
|
||||
访问1565H即 0001 0101 0110 0101 其对应页号为2
|
||||
|
||||
访问快表10ns ,空$\rightarrow$访问页表100ns,空$\rightarrow$ 缺页中断处理$10^8$ns $\rightarrow$访问快表10ns$\rightarrow$合成物理地址后访问主存100ns
|
||||
|
||||
共 10 + 100 + $10^8$ + 10 + 100 = 100000220 ns
|
||||
|
||||
访问25A5H即 0010 0101 1010 0101 其对应页号为2
|
||||
访问快表10ns $\rightarrow$合成物理地址后访问主存100ns
|
||||
|
||||
共 10 + 100 = 110 ns
|
||||
|
||||
(2)
|
||||
|
||||
1565H = 0001 0101 0110 0101
|
||||
|
||||
页号为1,产生缺页中断,驻留集 = 2,从页表淘汰1个页面
|
||||
|
||||
使用LRU淘汰页号0 $\rightarrow$ 1565H对应页框号为101H
|
||||
物理地址 = 101565H
|
||||
|
||||
|
||||

|
||||
|
||||
(1)
|
||||
|
||||
页的大小 = 1KB = $2^{10}$B
|
||||
|
||||
逻辑地址低10位为页偏移
|
||||
|
||||
17CAH $\rightarrow$ 0001 0111 1100 1010
|
||||
|
||||
页号为 000101 = 5
|
||||
|
||||
(2)
|
||||
|
||||
根据FIFO,置换页号0,对应页框号7
|
||||
|
||||
物理地址为 0001 1111 1100 1010 = 1FCAH
|
||||
|
||||
(3)
|
||||
|
||||
根据clock 置换页号2,对应页框号2
|
||||
|
||||
物理地址为 0000 1011 1100 1010 = 0BCAH
|
||||
|
||||

|
||||
|
||||
(1)
|
||||
|
||||
0页对应空闲页第3个,即页框号 = 1
|
||||
|
||||
(2)
|
||||
|
||||
11>10,说明此时发生第三轮扫描
|
||||
|
||||
第二轮中32,15,41,均未被访问,处于空闲页表中
|
||||
|
||||
此时重新访问第一页,则页框号32被重新放回驻留集
|
||||
|
||||
(3)
|
||||
|
||||
2页从未被访问,此时空闲链为41,15,取其头41,即页框号41
|
||||
|
||||
(4)
|
||||
|
||||
适合,程序的时间局部性越好,从空闲页框链表中重新取回的机会越大,该策略优势越明显
|
||||
|
||||
|
||||

|
||||
|
||||
(1)
|
||||
|
||||
页的大小 = $2^{12}$B
|
||||
|
||||
页框大小 = $2^{12}$B
|
||||
|
||||
虚拟地址空间大小 = $2^{10} \times 2^{10}$ = $2^{20}$页
|
||||
|
||||
(2)
|
||||
|
||||
页目录所占页数 = $\frac{2^{10} \times 4B}{2^{12}} = 1$
|
||||
|
||||
页表所占页数 = $\frac{2^{10} \times 2^{10} \times 4B}{2^{12}} = 2^{10}$
|
||||
|
||||
共占 $2^{10} + 1 = 1025$页
|
||||
|
||||
(3)
|
||||
|
||||
0100 0000H对应页目录号 0000 0001 00 = 4
|
||||
|
||||
0111 2048H对应页目录号 0000 0001 00 = 4
|
||||
|
||||
访问的是同一个二级页表,即供访问一个二级页表
|
||||
|
||||
|
||||

|
||||
|
||||
(1)
|
||||
|
||||
页目录号 = 6(10位) 页内索引 = 6(10位)偏移 = 8(12位)
|
||||
|
||||
所以十六进制为 0000 0001 1000 0000 0110 0000 0000 1000
|
||||
|
||||
= 01806008H
|
||||
|
||||
(2)
|
||||
|
||||
物理地址
|
||||
|
||||
进程切换时,地址空间发生了改变,对应页目录块及始址也改变 $\rightarrow$ PDBR改变
|
||||
|
||||
同一进程线程切换时,地址空间不变,线程的页目录不变$\rightarrow$ PDBR不改变
|
||||
|
||||
(3)
|
||||
|
||||
使用位$\rightarrow$访问字段
|
||||
|
||||
修改位$\rightarrow$修改字段
|
||||
|
||||

|
||||
|
||||
(1)
|
||||
|
||||
页面大小 = $2^{12} = 4KB$
|
||||
|
||||
一个页可以存$\frac{4KB}{4} = 1024$个数组 = a数组的一行
|
||||
|
||||
a按行优先方式存放,10800000H,虚页号为10800H
|
||||
|
||||
a[0]行存放在10800H的页面中 a[1]行存放在10801H的页面中
|
||||
|
||||
a[1][2]的虚拟地址为 10801000H + 4 $\times$ 2 = 10801008H
|
||||
|
||||
10801008H = 0001 0000 1000 0000 0001 0000 0000 1000
|
||||
|
||||
页目录号 = 0001000010 = 042H
|
||||
|
||||
页号 = 0000000001 = 001H
|
||||
|
||||
页目录项物理地址 = 00201000H + 4 $\times 42$H = 00201108H
|
||||
|
||||
物理地址 003010000 + 001H $\times 4$ = 00301004H
|
||||
|
||||
(2)
|
||||
|
||||
必须连续,不一定连续
|
||||
|
||||
(3)
|
||||
|
||||
按行遍历局部性更好。每个页面正好放一整行的元素
|
||||
|
||||
按行存放说明一行元素存放在同一页面中,局部性也就更好
|
||||
|
||||
## 第四章大题:混合文件索引
|
||||
|
||||
显式链表分配法(FAT文件系统,即DOS)
|
||||
|
||||

|
||||
|
||||
混合索引法(Unix文件系统)
|
||||
|
||||

|
||||
|
||||
|
||||
### 考题
|
||||
|
||||

|
||||
|
||||
(1)
|
||||
|
||||
连续存放更合适,磁盘寻道时间更短,文件随机访问效率更高
|
||||
|
||||
加入字段<起始块号,块数>
|
||||
|
||||
(2)
|
||||
|
||||
FCB集中存放,文件数据集中存放
|
||||
|
||||
这样在随机查找文件名时,只需访问FCB对应的块,可减少磁头移动和磁盘IO访问次数
|
||||
|
||||

|
||||
|
||||
(1)
|
||||
|
||||
磁盘块总数 = $\frac{4TB}{1KB} = \frac{4 \times 2^40}{2^10} = 2^32$
|
||||
|
||||
块号至少占 $\frac{32}{8} = 4B$
|
||||
|
||||
512B的索引区能够容纳$\frac{512B}{4B} = 128$个索引项
|
||||
|
||||
文件最大长度 = 1KB $\times$ 128 = 128KB
|
||||
|
||||
(2)
|
||||
|
||||
索引项 = $\frac{504B}{6B} = 84$个
|
||||
|
||||
单个文件最大长度 = $2^{16} \times 1KB + 84 \times 1KB = 84KB + 2^{26}B$
|
||||
|
||||
起始块号占4B,块数占4B
|
||||
|
||||
起始块号可寻址$2^{32}$个块,共4TB即整个系统空间
|
||||
|
||||
块数可表示$2^{32}$个块,共4TB
|
||||
|
||||

|
||||
|
||||
(1)
|
||||
|
||||
dir目录文件
|
||||
|
||||
|文件名|簇号|
|
||||
|---|---|
|
||||
|dir1|48|
|
||||
|
||||
|
||||
dir1 目录文件
|
||||
|
||||
|文件名|簇号|
|
||||
|---|---|
|
||||
|file1|100|
|
||||
|file2|200|
|
||||
|
||||
(2)
|
||||
|
||||
簇号2B = 16位 $\rightarrow$ FAT表允许$2^{15}$个表项
|
||||
|
||||
FAT最大长度 = $2^{16} \times 2B = 128KB$
|
||||
|
||||
文件最大长度 = $2^{16} \times 4KB = 256MB$
|
||||
|
||||
(3)
|
||||
|
||||
106存放在100号表项中
|
||||
|
||||
108存放在106号表项中
|
||||
|
||||
(4)
|
||||
|
||||
先访问dir1,即第48个簇
|
||||
|
||||
得到file1的第一个簇号,在FAT中查找file1的第5000个字节所在簇号,最后访问该簇号(4KB = 4096B < 5000B)
|
||||
|
||||
即访问48号簇,106号簇
|
||||
|
||||
|
||||

|
||||
|
||||
(1)
|
||||
|
||||
把文件前29条前移,移动一条记录读出和存回磁盘各一次访盘
|
||||
|
||||
共访盘 $29 \times 2 +1 = 59$次
|
||||
|
||||
F的文件控制区的起始块号和文件长度内容会发生改变
|
||||
|
||||
(2)
|
||||
|
||||
找到系统第29块,访盘29次
|
||||
|
||||
把29的下块地址给新块,把新块存回磁盘,访盘一次,
|
||||
|
||||
修改内存第29块的下块地址字段,再存回磁盘,访盘一次
|
||||
|
||||
共29 + 1 + 1 = 31 次
|
||||
|
||||
4B即32位,可寻址$2^{32} = 4G$块存储块,每块大小1KB = 1024B
|
||||
|
||||
其中4B为指针,1020B为数据
|
||||
|
||||
文件长度为$1020B \times 4G = 4080GB$
|
||||
|
||||

|
||||
|
||||
(1)
|
||||
|
||||
1个簇最多有$\frac{4KB}{4B} = 1024$个地址项
|
||||
|
||||
直接地址8个:$8 \times 4KB$ 二级地址1个:$2^{20}\times4KB$
|
||||
|
||||
一级地址1个:$2^{10} \times 4KB$ 三级地址1个:$2^{30} \times 4KB$
|
||||
|
||||
最大文件长度 = 32KB + 4MB + 4GB + 4TB
|
||||
|
||||
(2)
|
||||
|
||||
最多索引结点数 = $\frac{2^20 \times 4KB}{64B} = 2^{26} = 64M$个
|
||||
|
||||
$\frac{5600B}{4KB} > 1 \rightarrow $ 一个图像占两个簇
|
||||
|
||||
$\frac{512M}{2} = 256M \rightarrow $可存放256M个文件
|
||||
|
||||
但索引结点数64M < 256M
|
||||
|
||||
所以最多存放64M个图像文件
|
||||
|
||||
(3)
|
||||
|
||||
$6KB < 8\times 4KB$
|
||||
|
||||
$F_1$采用直接索引$\rightarrow$只要访问索引结点的直接地址项
|
||||
|
||||
$32KB < 40KB < 32KB + 4MB$
|
||||
|
||||
$F_2$采用一级索引$\rightarrow$ 还需读一级索引表
|
||||
|
||||
所以两者不相同
|
||||
|
||||
## 第五章
|
||||
|
||||
### 大题
|
||||
|
||||

|
||||
|
||||
(1)
|
||||
|
||||
用位图表示磁盘的空闲空间,每位表示一个磁盘块的空闲状态
|
||||
|
||||
共需$\frac{16384}{32} = 512$个字$=512 \times 4B = 2KB$,正好可以放在系统提供的内存中
|
||||
|
||||
(2)
|
||||
|
||||
磁盘访问序列为$120 \rightarrow 30 \rightarrow 50 \rightarrow 90$
|
||||
|
||||
移动磁道数分别为 20,90,20,40
|
||||
|
||||
移动磁道时间 = $1ms \times (20 + 90 + 20 + 40) = 170ms$
|
||||
|
||||
一次旋转时间 = $\frac{60}{6000} = 0.01s = 10ms$
|
||||
|
||||
总的旋转延迟 = $4 \times \frac{1}{2} \times(一次旋转时间) = 4\times 5ms = 20ms$
|
||||
|
||||
总读取时间 = $4 \times \frac{10ms}{100} = 4 \times 0.1ms = 0.4ms$
|
||||
|
||||
总时间 = 170ms+20ms+0.4ms = 190.4ms
|
||||
|
||||
(3)
|
||||
|
||||
FCFS(先来先服务调度算法)更高效
|
||||
|
||||
Flash半导体存储器不需要考虑寻道时间和旋转延迟
|
||||
|
||||
可直接按IO请求的先后顺序服务
|
||||
|
||||
|
||||

|
||||
|
||||
(1)
|
||||
|
||||
容量 = $300 \times 10 \times 200 \times 512B = 3 \times 10^5KB$
|
||||
|
||||
(2)
|
||||
|
||||
85号柱面对应簇号 85000~85999(一个簇有2个扇区)
|
||||
|
||||
访问次序为 $100260 \rightarrow 101660 \rightarrow 110560 \rightarrow 60005$
|
||||
|
||||
(3)
|
||||
|
||||
$\frac{200 \times 10}{2} = 1000$
|
||||
|
||||
$100 \times 1000 = 100000$
|
||||
|
||||
$100530 - 100000 = 530$
|
||||
|
||||
$\frac{530}{100} = 5$
|
||||
|
||||
$30 \times 2 = 60$
|
||||
|
||||
柱面号1000,磁头号5,扇区号60
|
||||
|
||||
将簇号转换成磁盘物理地址的过程由磁盘驱动程序完成
|
||||
|
||||
|
||||

|
||||
|
||||
(1)
|
||||
|
||||
ROM中的引导程序$\rightarrow$磁盘引导程序$\rightarrow$分区引导程序$\rightarrow$OS的初始化程序
|
||||
|
||||
(2)
|
||||
|
||||
磁盘的物理格式化$\rightarrow$对磁盘分区$\rightarrow$逻辑格式化$\rightarrow$OS的安装
|
||||
|
||||
(3)
|
||||
|
||||
磁盘扇区的划分$\rightarrow$磁盘的物理格式化$\rightarrow$文件根目录的建立$\rightarrow$逻辑格式化操作
|
After Width: | Height: | Size: 288 KiB |
After Width: | Height: | Size: 1.0 MiB |
After Width: | Height: | Size: 1003 KiB |
After Width: | Height: | Size: 1.0 MiB |
After Width: | Height: | Size: 358 KiB |
After Width: | Height: | Size: 77 KiB |
After Width: | Height: | Size: 87 KiB |
After Width: | Height: | Size: 84 KiB |
After Width: | Height: | Size: 101 KiB |
After Width: | Height: | Size: 66 KiB |
After Width: | Height: | Size: 71 KiB |
After Width: | Height: | Size: 102 KiB |
After Width: | Height: | Size: 633 KiB |
After Width: | Height: | Size: 69 KiB |
After Width: | Height: | Size: 82 KiB |
After Width: | Height: | Size: 126 KiB |
After Width: | Height: | Size: 130 KiB |
After Width: | Height: | Size: 114 KiB |
After Width: | Height: | Size: 115 KiB |
After Width: | Height: | Size: 70 KiB |
After Width: | Height: | Size: 62 KiB |
After Width: | Height: | Size: 41 KiB |
After Width: | Height: | Size: 100 KiB |
After Width: | Height: | Size: 172 KiB |
After Width: | Height: | Size: 195 KiB |
After Width: | Height: | Size: 85 KiB |
After Width: | Height: | Size: 162 KiB |
After Width: | Height: | Size: 80 KiB |