2024-2025-1 20241319 《计算机基础与程序设计》第九周学习总结

作业信息

这个作业属于哪个课程	2024-2025-1-计算机基础与程序设计
这个作业要求在哪里	https://www.cnblogs.com/rocedu/p/9577842.html#WEEK09
这个作业的目标	操作系统责任内存与进程管理分时系统 CPU调度文件、文件系统文件保护磁盘调度
作业正文	https://www.cnblogs.com/wchxx/p/18566368

教材学习内容总结

内存与进程管理：
- 内存管理：涉及内存的分配与回收，包括静态分配和动态分配。主要技术有分区分配、分页、分段和虚拟内存。
- 进程管理：包括进程的创建、执行、同步、通信和终止。进程是操作系统进行资源分配和调度的基本单位。
- 进程同步：确保多个进程在并发执行时能够协调一致，避免数据不一致和竞态条件。
- 进程调度：决定哪个进程将获得CPU时间片，以实现多任务处理。
分时系统：
- 概念：允许多个用户同时使用计算机系统，每个用户感觉像是独占系统。
- 调度：分时系统的CPU调度算法需要公平地分配CPU时间给各个用户进程。
- 交互性：分时系统强调用户交互，提供快速响应。
CPU调度：
- 调度算法：包括先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、轮转（RR）、优先级调度等。
- 上下文切换：在进程间切换时保存和恢复CPU状态的过程。
- 性能指标：如吞吐量、响应时间、周转时间等。
文件、文件系统：
- 文件概念：文件是数据的逻辑集合，文件系统是操作系统中用于管理文件的结构。
- 文件操作：包括文件的创建、删除、读取和写入。
- 目录结构：文件系统的层次结构，用于组织文件。
- 文件存储：文件在磁盘上的存储方式，如连续分配、链表分配等。
文件保护：
- 访问控制：控制用户对文件的访问权限，如读、写、执行。
- 完整性保护：确保文件不被未授权修改。
- 保密性：保护文件内容不被未授权访问。
磁盘调度：
- 调度算法：如先进先出（FIFO）、最短寻道时间优先（SSTF）、扫描（SCAN）和循环扫描（C-SCAN）等。
- 性能优化：减少磁盘寻道时间和旋转延迟，提高I/O效率。
数组名与指针

在C语言中，数组名可以被看作是一个指向数组第一个元素的指针。这意味着当你有一个数组时，你可以通过数组名来访问数组的第一个元素。例如：

int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
int *ptr = arr; // ptr 现在指向 arr 的第一个元素

这里，arr 和 ptr 都指向同一个地址，即数组 arr 的第一个元素的地址。

访问数组元素

你可以通过指针算术来访问数组的元素。例如：

int value = *(ptr + 2); // 访问数组的第三个元素，等同于 arr[2]

这里，*(ptr + 2) 等同于 arr[2]，因为 ptr 指向数组的开始，ptr + 2 移动到数组的第三个元素的地址，然后解引用得到该元素的值。

指针与数组遍历

你可以使用指针来遍历数组：

for (int *p = arr; p < arr + 5; p++) {
    printf("%d ", *p);
}

这个循环使用指针 p 遍历数组 arr。p 从数组的开始移动到数组的结束。

多维数组与指针

对于多维数组，指针的使用稍微复杂一些，但概念是相似的。例如，对于一个二维数组：

int arr[3][4] = {
    {1, 2, 3, 4},
    {5, 6, 7, 8},
    {9, 10, 11, 12}
};

你可以将二维数组看作是指针的数组，每个指针指向一个一维数组：

int (*ptr)[4] = arr; // ptr 指向 arr 的第一个元素，即第一个一维数组

然后，你可以使用指针来访问二维数组的元素：

int value = *(*(ptr + 1) + 2); // 访问第二行第三列的元素，等同于 arr[1][2]

这里，*(ptr + 1) 指向第二个一维数组，*(ptr + 1) + 2 指向第二个一维数组的第三个元素，然后解引用得到该元素的值。

指针数组与数组指针

指针数组：一个数组，其元素都是指针。
数组指针：一个指针，它指向一个数组。

例如：

int *arrPtr[5]; // 指针数组，包含5个指向 int 的指针
int arr[5];    // 一个包含5个 int 的数组
int (*arrPtr2)[5] = &arr; // 数组指针，指向一个包含5个 int 的数组

函数参数中的数组和指针

当数组作为函数参数时，它实际上被传递为指向数组第一个元素的指针。因此，你可以在函数中通过这个指针来访问和修改数组的元素。

void printArray(int arr[], int size) {
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
}

在这个函数中，arr 实际上是一个指针，指向传入的数组的第一个元素。

教材中遇到的问题及解决

在学习C语言中的数组和指针时，你可能会碰到以下一些常见问题及其解答：

问题1：如何正确地遍历二维数组？

解答：
二维数组可以看作是数组的数组，或者指针的数组。在C语言中，遍历二维数组通常有两种方式：

int arr[3][4] = {
    {1, 2, 3, 4},
    {5, 6, 7, 8},
    {9, 10, 11, 12}
};

// 方法1: 使用嵌套循环
for (int i = 0; i < 3; i++) {
    for (int j = 0; j < 4; j++) {
        printf("%d ", arr[i][j]);
    }
}

// 方法2: 使用指针
int (*row)[4] = arr; // row 指向一个包含4个int的数组
for (int i = 0; i < 3; i++) {
    for (int j = 0; j < 4; j++) {
        printf("%d ", (*row)[j]);
    }
    row++; // 移动到下一行
}

问题2：如何将数组作为参数传递给函数？

解答：
在C语言中，数组作为参数传递给函数时，实际上是传递数组首元素的地址。因此，函数接收到的是一个指针。为了在函数中使用数组，你需要知道数组的大小。

void printArray(int arr[], int size) {
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
}

int main() {
    int myArray[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
    printArray(myArray, 5); // 传递数组和大小
    return 0;
}

问题3：指针数组和数组指针有什么区别？

解答：
指针数组是一个数组，其元素都是指针，而数组指针是一个指针，它指向一个数组。

int *ptrArray[10]; // 指针数组：一个包含10个int指针的数组
int arr[10];
int (*arrayPtr)[10] = &arr; // 数组指针：一个指向包含10个int的数组的指针

问题4：如何动态分配一个二维数组？

解答：
动态分配二维数组通常需要两步：首先分配行，然后为每一行分配列。

int **allocate2DArray(int rows, int cols) {
    int **array = malloc(rows * sizeof(int*)); // 分配行指针
    for (int i = 0; i < rows; i++) {
        array[i] = malloc(cols * sizeof(int)); // 为每行分配列
    }
    return array;
}

void free2DArray(int **array, int rows) {
    for (int i = 0; i < rows; i++) {
        free(array[i]); // 释放每行
    }
    free(array); // 释放行指针
}