操作系统是计算机系统的核心组成部分,它负责管理和控制计算机硬件与软件资源,为用户提供服务。本题主要涉及磁盘调度算法、磁盘空间管理、文件系统以及进程同步的基本概念。
1. **磁盘调度算法**:
- **先来先服务(FCFS)**:按照请求的顺序进行服务,移动总量为565。
- **最短查找时间优先(SSTF)**:倾向于选择距离当前位置最近的请求,以减少平均等待时间,移动总量为162。
- **扫描(SCAN)**:磁臂按一个方向连续服务,直到到达磁盘边界再返回,移动总量为169。
- **电梯调度算法**:类似于SCAN,但考虑了请求的方向,移动总量为125。
2. **磁盘空间管理**:
- **位示图**:用于表示磁盘的使用情况,20000个扇区需要2000字节来记录状态。
- 当空白文件目录项超过400个(即2000字节能表示的数目)时,空白文件目录将比位示图大。
3. **文件系统中的inode和间接索引**:
- **直接地址索引**:最多直接指向10个数据块。
- **一次间接索引**:一个间接块可以指向128个数据块,大小为64KB。
- **二次间接索引**:同理,128×64KB=8192KB。
- **三次间接索引**:128×128×64KB=1048576KB。
- 对于1MB的文件,使用二级间接索引,占用1910个间接块。
- 对于25MB的文件,需要三级间接索引,占用34678个三级间接块和16384个二级间接块。
4. **互斥访问与信号量**:
- **互斥段**:多个进程共享资源时,确保同一时刻只有一个进程访问,避免数据冲突。
- **互斥信号量**:
- 当n个进程共享互斥段,且每次仅允许1个进程进入时,信号量初值为1,范围[-n+1, 1]。
- 当允许m个进程(m≤n)同时进入时,信号量初值为m,范围[-n+m, m]。
5. **进程同步与信号量**:
- **P/S操作**:P操作用于申请资源,S操作用于释放资源。
- 在并发执行的P1和P2进程中,由于都有对S1和S2的P/S操作,x、y、z的值会受到执行顺序的影响。具体值无法确定,因为并发执行可能导致不同的执行路径。
综上所述,这些知识点涵盖了操作系统中的磁盘管理、文件系统、并发控制和进程同步等核心概念,这些都是操作系统课程的重要组成部分。理解和掌握这些知识点对于学习和使用操作系统至关重要。