然后发现,操作系统的知识点考察还是比较多的,大厂就是大厂就爱问基础知识。其中,关于操作系统的「调度算法」考察也算比较频繁。
先来先服务算法指的是按照作业/进程到达的先后顺序进行服务的,主要从“公平”的角度考虑。用于作业调度时,考虑的是哪个作业先到达后备队列;用于进程调度时,考虑的是哪个进程先到达就绪队列,是非抢占式算法,不会导致饥饿(某进程/作业长时间得不到服务)
介绍:又称为高级调度或长程调度,调度对象是作业。根据作业控制块(JCB)中的信息,审查系统能否满足用户作业的资源需求,以及按照一定的算法,从外存的后备队列中选取某些作业调入内存,并为他们创建进程、分配必要的资源。然后再将新创建的进程插入到就绪队列,准备执行。
旋转延时 是 硬盘的 盘面 持续保持匀速旋转 实现的 , 这是 硬盘 本身的硬件特性 , 该延时没有规律 ;
磁盘调度算法 磁盘调度算法比较常见的有以下四种: 先来先服务算法(FCFS) 最短寻道时间优先算法(SSTF) 扫描算法(SCAN) 循环扫描算法(CSCAN) ---- 先来先服务算法(FCFS,First Come First Served) 根据进程请求访问磁盘的先后次序进行调度。此算法的优点是公平、简单,且每个进程的请求都能依次地得到处理,不会出现某一进程的请求长期得不到满足的情况。但此算法由于未对寻道进行优化,致使平均寻道时间可能较长。 初始位置 100 磁道编号 移动距离 55 45 58
平均寻道长度是磁盘调度算法的性能指标之一,用于评估磁头在访问磁盘上的数据时的平均移动距离。
作业调度算法 1、FCFS算法(先来先服务算法):算法每次从后备作业队列中选择最先进入该队列的一个或几个作业,将它们调入内存,分配必要的资源,创建进程并放入就绪队列。FCFS调度算法的特点是算法简单,但效率低;对长作业比较有利,但对短作业不利(相对SJF和高响应比);有利于CPU繁忙型作业,而不利于I/O繁忙型作业。 2、SJF算法(短作业优先算法):从后备队列中选择一个或若干个估计运行时间最短的作业,将它们调入内存运行。SJF调度算法的平均等待时间、平均周转时间最少;但对长作业非常不利。 3、HRN算法(
简直可怕,怎么可能写出来磁盘调度算法啊喂!算法实现倒还好说,就是一个排序算法。但是!访问的柱面就是随机生成的所以还要写iterator?!这里简单描述一下各种磁盘调度算法。
操作系统是直接控制和管理计算机硬件、软件资源,合理地对各类作业进行调度,以方便用户使用的程序集合。
磁盘调度算法是为了提高磁盘的访问性能,一般是通过优化磁盘的访问请求顺序来做的。其中寻道是磁盘较为耗时的部分,因此如果请求顺序得当,可以节省一些不必要的寻道时间。
设备管理是对计算机输入、输出系统的管理,这是操作系统最具有多样性和复杂性的部分,其主要任务是选择合适的设备进行数据传输,控制数据交换的过程,为用户提供透明的接口让用户不必关心设备的特性,为完成这些任务,需要提供的功能主要包括:缓冲区管理、设备分配、设备处理、虚拟设备管理、实现设备独立性等。
进程的调度算法是操作系统用来决定哪个进程可以执行的一种策略,常见的进程调度算法包括:
处理机调度基本概念 在处理机调度上可以分为三个层次,级别从低到高 哪些资源分给CPU(低) 选择哪些进程到外存中(中) 哪些作业放入内存(高) 处理机的调度实际上就是用不同的算法来将我们的作业合理分配,提高CPU的利用率。达到公平性、平衡性。 先来先服务算法FCFS 按照作业提交或进程变为就绪状态的先后次序,分派CPU; 当前作业或进程占用CPU,直到执行完或阻塞,才出让CPU(非抢占方式)。 在作业或进程唤醒后(如I/O完成),并不立即恢复执行,通常等到当前作业或进程出让CPU。是最简单的算法。 谁先来,
1. 计算机操作系统和计算机网络是每个后端开发工程师必须掌握的知识。因为你写的代码最终都是要在操作系统里跑的,弄懂操作系统的原理对你编写高质量代码、调优、排故都有很大的帮助。在这里说一下我作为非科班转后端开发对计算机操作系统的看法,这一块知识确实要比其他模块的知识要难理解,因为多了很多名词和概念,更加抽象。但是呢,即便难度大,我们也必须征服它。因为很有可能你不跨越它,就见不到向你挥手的 offer 。无论是为了秋招还是为了以后当一名有“深度”的开发工程师,都是有必要去学习操作系统的。
一次磁盘读写操作所需要的时间 寻找时间(寻道时间):磁头臂前后移动寻找磁道所需的时间 (系统软件可算法优化) 延迟时间:磁头旋转定位到目标扇区所需要的时间 (固定) 传输时间:读写数据到扇区所需的时间 (固定)
4、高响应比优先调度算法:在批处理系统中,短作业优先算法是一种比较好的算法,其主要的不足之处是长作业的运行得不到保证。如果我们能为每个作业引入前面所述的动态优先权,并使作业的优先级随着等待时间的增加而以速率a 提高,则长作业在等待一定的时间后,必然有机会分配到处理机。该优先权的变化规律可描述为:
系统将按照作业到达的先后次序来进行作业调度,或者说它是优先考虑在系统中等待时间最长的作业,而不管该作业所需执行时间的长短,从后备作业队列中优先选择几个最先进入该队列的作业,将他们调入内存,为他们分配资源和创建进程。然后把它放入就绪队列。当在进程调度中采用FCFS算法时,每次调度是从就绪的进程队列中选择一个最先进入该队列的进程,为之分配处理机,使之投入运行。该进程一直运行到完成或发生某事件而组赛后,进程调度程序才将处理机分配给其他进程。 在进程调度中采用先来先服务算法的时候,每次调度就从就绪队列中选一个最先进入该队列的进程,为之分配处理机,即谁第一排队谁就先被执行。
前言: 近来在准备校招的笔试面试,复习到操作系统时感觉概念性的东西比较多,不过对于以下的几类算法还是有必要做个小小总结。
进程和线程在调度时候出现过很多算法,这些算法的设计背景是当一个计算机是多道程序设计系统时,会频繁的有很多进程或者线程来同时竞争 CPU 时间片。那么如何选择合适的进程/线程运行是一项艺术。当两个或两个以上的进程/线程处于就绪状态时,就会发生这种情况。如果只有一个 CPU 可用,那么必须选择接下来哪个进程/线程可以运行。操作系统中有一个叫做 调度程序(scheduler) 的角色存在,它就是做这件事儿的,调度程序使用的算法叫做 调度算法(scheduling algorithm) 。
进程和线程在调度时候出现过很多算法,这些算法的设计背景是当一个计算机是多道程序设计系统时,会频繁的有很多进程或者线程来同时竞争 CPU 时间片。 那么如何选择合适的进程/线程运行是一项艺术。当两个或两个以上的进程/线程处于就绪状态时,就会发生这种情况。如果只有一个 CPU 可用,那么必须选择接下来哪个进程/线程可以运行。操作系统中有一个叫做 调度程序(scheduler) 的角色存在,它就是做这件事儿的,调度程序使用的算法叫做 调度算法(scheduling algorithm) 。
调度研究的问题:当有一堆任务要处理,但由于资源有限,这些事情没法同时处理。这就需要确定某种规则来决定处理这些任务的顺序,这就是调度研究的问题。
调度是分层次的,在操作系统中,一般将调度分为高级调度、中级调度和低级调度。 高级调度也称作业调度,其主要任务是按一定的原则,对磁盘中的处于后备状态的作业进行选择并创建为进程。 中级调度的主要任务是按照给定的原则和策略,将处在磁盘对换区中切具备运行条件的就绪进程调入内存,或将处于内存就绪状态或内存阻塞状态的进程交换到对换区。
在多道程序环境中,主存中有着多个进程,其数目往往多于处理机数量。这就要求系统能按照某种算法动态地把处理机分配给就绪队列中的一个进程,使之执行,分配处理机的任务是由处理机调度程序完成的。 处理机调度 在多道程序系统中,一个作业被提交后必须经过处理机调度后,方能获得处理机执行。对于批量型作业而言,通常需要经历作业调度(也称为高级调度)和进程调度(也称为低级调度)两个过程才能获得处理机;而对于终端型作业而言,通常只需要经过进程调度就可以获得处理机。除了上述两种调度,操作系统中往往也设置了中级调度,用来提
现代计算机体系中,硬盘是数据存储的持久化介质,硬盘的访问速度相比内存存在数量级的差距,因此有效的调度能更好利用资源,优化响应。 和CPU调度算法相似,调度的本质是对请求排序。在Linux系统中,这由I/O调度层负责。 在I/O调度之前,如果多个I/O在同一个sector中,或者是相邻sector。Linux可以把多个请求合并为一个来减少请求数量。这是在Block层处理的,可以设置开启或关闭。
所谓进程调度方式,是指当某个进程正在处理机上执行时,若有某个更为重要或紧迫的进程需要处理,即有优先权更高的进程进入就绪队列,此时应如何分配处理机。通常有以下两种进程调度方式:
计算机是处理数据的机器,而数据就需要有地方存放。在计算机中,可供数据存放的地方并不太多,除了内存之外,最主要的存储数据的媒介就是磁盘。对于大多数计算机领域的人来说,磁盘通常被看做是一种外部设备。可是,对于现代操作系统来说,磁盘是不可或缺的。虽然早期的操作系统可以基于磁带,但由于操作系统复杂性和性能的不断提升,用磁带作为操作系统的载体已经不合时宜,取而代之的是磁盘。由于操作系统需要存放在磁盘上,且操作系统内的文件系统也是基于磁盘,所以,从某种程度来说,磁盘是操作系统不可分割的一部分,理解磁盘将对理解操作系统的原理具有重要的意义。
文中的很多图片来源我考研时看的网课,B 站上应该还能找到,王道考研出品的操作系统系列,各位可以去看看,适用于考试,不太适用于春招秋招,因为知识点讲的太细,边边角角都会讲到,各位可以挑几个章节去看。全文脉络思维导图如下:
在多道程序环境下,内存中存在着多个进程,进程的数目往往多于处理机的数目。这就要求系统能按某种算法,动态地将处理机分配给一个处于就绪状态的进程,使之执行。分配处理机的任务是由处理机调度程序完成的。
在磁盘上进行一次读写操作花费的时间由寻道时间,延迟时间和传输时间决定。其中寻道时间是将磁头移动到指定磁道所需要的时间。延迟时间是磁头定位到某个磁道的扇区(块号)所需要的时间,传输时间是从磁盘读出或向磁盘写入数据所经历的时间。一般来说,寻道时间因为要移动磁臂,所以占用的时间最长。
设备管理是操作系统的一项重要功能,它负责管理计算机系统中的各种硬件设备,包括输入设备、输出设备和存储设备等。设备管理的主要任务包括设备的分配、控制和调度。
先来先服务(FCFS)调度算法是一种最简单的调度算法,该算法既可用于作业调度,也可用于进程调度。当在作业调度中采用该算法时,每次调度都是从后备作业队列中选择一个或多个最先进入该队列的作业,将它们调入内存,为它们分配资源、创建进程,然后放入就绪队列。在进程调度中采用FCFS算法时,则每次调度是从就绪队列中选择一个最先进入该队列的进程,为之分配处理机,使之投入运行。该进程一直运行到完成或发生某事件而阻塞后才放弃处理机。
进程的调度是由操作系统完成的,其目的是为了在一个进程占用CPU执行自己的操作后,选择下一个进程来占用CPU。调度发生的原因很简单,每个进程都希望能够占用CPU进行工作。因此,调度程序会进行上下文切换,并选择一个进程来执行其功能。
操作系统本质上是一个运行在计算机上的软件程序 ,管理着计算机硬件和软件资源,为计算机硬件和软件提供了一种中间层,使应用软件和硬件进行分离,屏蔽了硬件层的复杂性,让我们把关注点更多放在软件应用上。操作系统的主要功能有:
今天就为大家科普一下电梯调度算法,为在等电梯之余,打发时间做出一点贡献。(电梯调度算法可以参考各种硬盘换道算法,下面内容整理自网络)
进程调度是由操作系统的进程调度程序按照某种策略和算法从就绪态进程中为当前空闲的CPU选择要运⾏的新进程,常用的进程调度算法有以下几种:
先来先服务(FCFS-First Come First Serve)算法,是一种随即服务算法,它不仅仅没有对寻找楼层进行优化,也没有实时性的特征,它是一种最简单的电梯调度算法。它根据乘客请求乘坐电梯的先后次序进行调度。此算法的优点是公平、简单,且每个乘客的请求都能依次地得到处理,不会出现某一乘客的请求长期得不到满足的情况。这种方法在载荷较轻松的环境下,性能尚可接受,但是在载荷较大的情况下,这种算法的性能就会严重下降,甚至恶化。人们之所以研究这种在载荷较大的情况下几乎不可用的算法,有两个原因:
本文记录了一些操作系统面试常见问题,本意用于考研复试,以下面试题为网上整理的问题以及自己加入的一些问题,答案仅供参考!
在多道程序环境下,主存中有着多个进程,其数目往往多于处理机数目。这就要求系统能按某种算法,动态地把处理机分配给就绪队列中的一个进程,使之执行。分配处理机的任务是由处理机调度程序完成的。由于处理机是最重要的计算机资源,提高处理机的利用率及改善系统性能(吞吐量、响应时间),在很大程度上取决于处理机调度性能的好坏,因而,处理机的调度问题便成为操作系统设计的中心问题之一。
CPU调度是操作系统的基本功能。每当CPU空闲的时候,操作系统就会从就绪队列中选择一个程序来执行。进程选择由短期调度程序执行。
互斥共享的资源称为临界资源,例如打印机等,在同一时刻只允许一个进程访问,需要用同步机制来实现互斥访问。
由于操作系统不断复杂,因此将一部分操作系统功能移出内核,从而降低内核的复杂性。移出的部分根据分层的原则划分成若干服务,相互独立。
**高响应比优先算法规则**:在每次调度时先计算各个作业/进程的*相应比*,选择*相应比最高的*作业/进程为其服务
但说起电梯调度算法,我觉得还是可以给大家科普一下,好为大家在等电梯之余,打发时间而做出一点贡献。(电梯调度算法可以参考各种硬盘换道算法,下面内容整理自网络)
一、进程调度 无论是在批处理还是分时系统中,用户进程数一般都多于处理机数、这将导致它们互相争夺处理机。另外,系统进程也同样需要使用处理机。这就要求进程调度程序按一定的策略,动态地把处理机分配给处于就绪队列中的某一个进程,以使之执行。进程调度属于处理机调度。 处理机调度分为三个层次: 高级调度:(High-Level Scheduling)又称为长程调度、作业调度,它决定把外存上处于后备队列中的作业调入内存运行,为他们创建进程、分配必要的资源,放入就绪队列 低级调度:(Low-Level Scheduling
看了上面的基本过程后,相信大家可以理解了,如果我们要操作磁盘读写的话,就是告诉磁盘控制器关于柱面、磁头、扇区、缓 存位置,然后是读还是写,剩下的由磁盘控制器完成。
这次给大家带来的是牛客一位昵称为一条咸鱼游啊游的朋友分享的面经,勾玉在这里做出分析解答,一起看看吧~
并发是指宏观上在一段时间内能同时运行多个程序,而并行则指同一时刻能运行多个指令。
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