2-2 典型例题解析(1).doc

2-2 典型例题解析1_是作业存在的唯一标志。A作业名 B进程控制块 C作业控制块 D程序名【分析】当一个作业开始由输入设备输入时，系统为其建立一个作业控制块JCB，并对其进行初始化。初始化所需要的大部分信息取自作业控制说明书，如作业标识、用户名称、调度参数和资源需求等；其他一些信息由资源管理程序给出，如作业进入时间等。作业控制块是批处理作业存在的标志，其中保存了系统对于作业进行管理所需要的全部信息，它们被保存在磁盘区域中。【答案】C2当作业进入完成状态_。A将删除该作业并收回其所占资源，同时输出结果B将该作业的控制块从当前作业队列中删除，收回其所占资源，并输出结果C将收回该作业所占资源并输出结果D将输出结果并删除内存中的作业【分析】当作业运行结束或异常终止时，作业进入完成状态。这时作业调度程序收回它占用的所有资源，做必要的善后处理。具体包括：回收发给该进程的资源，包括外设、内存空间，进程运行时打开的文件等；释放该作业的JCB（作业控制块），将此作业注销，输出结果。【答案】B3当中央处理机处于管态时，它可以执行的指令是_。A计算机系统中的全部指令 B仅限于非特权指令C仅限于访管指令 D仅限于特权指令【分析】为了防止用户使用特权指令，保证系统的正确操作，将中央处理机的工作状态划分成：管态和目态。当中央处理机处于管态时可以执行包括特权指令在内的一切机器指令，当中央处理机处于目态时不允许执行特权指令。【答案】A4作业调度又称_，其主要功能是按照某种原则从后备队列中选取作业，并为作业做好运行前的准备工作和作业完成后的善后处理工作。【分析】在操作系统中的调度分为三种：高级调度、中级调度和低级调度。高级调度又称作业调度，作用是从后备队列中按照某种原则选取作业调入内存；低级调度又称进程调度，作用是从就绪队列中按照某种原则选取进程使之占用处理机来运行；中级调度是为了解决内存紧张的问题，把一些暂不运行的进程从内存移到外存，待有条件运行时再把它们调回内存运行，中级调度相当于存储管理中的对换功能。【答案】高级调度5确定作业调度算法时应注意系统资源的均衡使用，使_作业和_作业搭配运行。【分析】选择作业调度算法要考虑多种因素，其中一个重要的因素就是系统资源的均衡使用。用户作业所需资源差异很大，例如，进行科学计算的作业（CUP繁忙）要求较多的CPU时间，而输入/输出要求较少；事务处理作业（I/O繁忙）要求较少的CPU时间，而要求较多的输出打印各种表格。因此在考虑设计目标的前提下，合理搭配各种类型的作业，最大限度地发挥各种资源的效益，使它们得到充分利用，这对提高整个计算机系统效益会有好处。【答案】CUP繁忙 I/O繁忙6操作系统向用户提供了哪几类接口？【分析与解答】操作系统向用户提供了三类接口：命令接口、程序接口和图形接口。用户利用命令接口提供的操作命令来组织和控制作业的执行，按命令接口对作业控制方式的不同，又可以将命令接口分为联机命令接口和脱机命令接口；用户还可以利用程序接口提供的系统调用来请求并获得操作系统的服务，程序接口在用户编制程序的时候使用。近年来，为方便用户的使用，又出现了图形接口。7试说明作业的状态，并说明引起状态转换的典型原因。【分析与解答】作业的状态有提交状态、后备状态、运行状态和完成状态。用户正在向操作系统提交作业时所处的状态叫做提交状态。送入计算机并由操作系统将作业存放在磁盘上以后，系统为这个作业建立一个作业控制块，并把它插入到后备队列中等待调度运行，此时，这个作业所处的状态称为后备状态。当这个作业被作业调度程序选中，并为它分配了必要的资源，建立了一组相应的进程之后，这个作业就由后备状态变为运行状态。当作业正常运行结束或因发生错误而异常结束时，作业进入完成状态。此时，由操作系统将作业控制块从当前作业队列中删除，并收回其所占用的资源。8作业和进程有什么区别和联系？【分析与解答】作业通常是指用户在一次计算过程中或者一次事物处理过程中要求计算机系统所做工作的集合，包括用户程序、所需的数据及命令等。进程是具有独立功能的可并发执行的程序在一个数据集合上的运行过程，是系统进行资源分配和调度的独立单位。作业和进程之间的区别和联系如下：（1）作业是用户向计算机提交的任务实体，而进程则是完成用户任务的执行实体，是向操作系统申请分配资源的基本单位。（2）一个作业可以由多个进程组成，且一个作业至少由一个进程组成。（3）作业的概念主要用在批处理系统中，而进程的概念则用在所有的多道程序系统中。9若在后备作业队列中同时等待运行的有三个作业1、2、3，已知它们各自的运行时间为a、b、c，且满足abc，试证明采用短作业优先调度算法能获得最小平均周转时间。【分析】我们可以先得到采用短作业优先调度算法时的周转时间，然后用该时间和其他作业调度顺序（调度算法）时的周转时间相比较。计算其他作业调度顺序（调度算法）的周转时间时，为了不失一般性，可以任意假设一个其他调度顺序。【答案】由于短作业优先调度算法总是在后备作业队列中选择运行时间最短的作业作为调度对象，因此对短作业优先调度算法而言，这三个作业的总周转时间为：T1=a+(a+b)+(a+b+c)=3a+2b+c 若不按短作业优先调度算法来调度这三个作业，不失一般性，假定调度顺序为2、1、3，其总周转时间为：T2=b+(b+a)+(b+a+c)=3b+2a+c -式得：T2-T1=b-a0由此可见，短作业优先调度算法能获得最小平均周转时间。10有5个待运行作业为A、B、C、D、E，它们几乎同时到达，各自的估计运行时间分别为9、6、3、5、x。试问采用哪种运行次序使得平均周转时间最短？（答案依赖于x）【分析】由例9我们知道，采用短作业优先调度算法可以获得最小的平均周转时间，所以本题中我们按照此算法对x进行讨论。【答案】当0x3时，应该采用的运行顺序为：E，C，D，B，A。当3x5时，应该采用的运行顺序为：C，E，D，B，A。当5x6时，应该采用的运行顺序为：C，D，E，B，A。当6x9时，应该采用的运行顺序为：C，D，B，E，A。当9x时，应该采用的运行顺序为：C，D，B，A，E。11有5个批处理作业（A、B、C、D、E）几乎同时到达，估计的运行时间分别为2、4、6、8、10分钟，它们的优先级分别为1、2、3、4、5（1为最低优先级）。对下面的每种调度算法，分别计算作业的平均周转时间。（1）最高优先级优先。（2）时间片轮转（时间片为2分钟）。（3）FIFO（作业的到达顺序为C、D、B、E、A）（4）短作业优先。【分析与解答】为了计算方便，假设这批作业的到达时间为0。（1）使用最高优先级优先算法时，作业的调度顺序为E、D、C、B、A，各作业的周转时间如表1-2-1所示。表1-2-1作 业执 行 时 间优 先 级开始运行时间完 成 时 间周 转 时 间A21283030B42242828C63182424D84101818E10501010平均周转时间为(30+28+24+18+10)/ 5=22分钟（2）使用时间片轮转算法时，作业的调度顺序为：0分钟作业A、B、C、D、E到达，作业A开始运行，作业B、C、D、E等待2分钟作业A运行结束，作业B开始运行，作业C、D、E等待4分钟作业C开始运行，作业D、E、B等待6分钟作业D开始运行，作业E、B、C等待8分钟作业E开始运行，作业B、C、D等待10分钟作业B开始运行，作业C、D、E等待12分钟作业B运行结束，作业C开始运行，作业D、E等待14分钟作业D开始运行，作业E、C等待16分钟作业E开始运行，作业C、D等待18分钟作业C开始运行，作业D、E等待20分钟作业C运行结束，作业D开始运行，作业E等待22分钟作业E开始运行，作业D等待24分钟作业D开始运行，作业E等待26分钟作业D运行结束，作业E开始运行30分钟作业E运行结束各作业的周转时间如表1-2-2所示。表1-2-2作 业执 行 时 间优 先 级开始运行时间完 成 时 间周 转 时 间A21022B4221212C6342020续上表 作 业执 行 时 间优 先 级开始运行时间完 成 时 间周 转 时 间D8462626E10583030平均周转时间为(2+12+20+26+30)/5=18分钟（3）使用FIFO（作业到达顺序为C、D、B、E、A）算法时，作业调度顺序为C、D、B、E、A，各作业的周转时间如表1-2-3所示。表1-2-3作 业执 行 时 间优 先 级开始运行时间完 成 时 间周 转 时 间A21283030B42141818C63066D8461414E105182828平均周转时间为(30+18+6+14+28)/5=19.2分钟（4）使用短作业优先算法时，作业的调度顺序为A、B、C、D、E，各作业的周转时间如表1-2-4所示。表1-2-4作 业执 行 时 间优 先 级开始运行时间完 成 时 间周 转 时 间A21022B42266C6361212D84122020E105203030平均周转时间为(2+6+12+20+30)/5=14分钟2-3 练 习 题一、单项选择题1用户作业可以通过_方式由用户自己按照作业运行情况来进行操作。A脱机 B自动控制 C在线处理 D联机处理2_是操作系统提供的一种专门语言，它由操作系统的专门机制解释处理。AC语言 BJCL语言CAda语言 DPascal语言3作业调度算法中，_调度算法最有利于提高资源利用率。A先来先服务 B优先级C响应比最高优先 D均衡4终端用户在终端上控制作业的执行要经历四个阶段，最初阶段是_。A用户注册 B终端连接C作业控制 D用户退出5在下面作业调度算法中，_调度算法最有利于小作业，从而提高系统吞吐能力。A先来先服务 B计算时间短的作业优先C优先级 D响应比最高者优先 6当中央处理机处于目态时，它可以执行的指令是_。A计算机系统中的全部指令 B仅限于非特权指令C仅限于访管指令 D仅限于特权指令7作业调度算法常考虑因素之一是使系统有最高的吞吐率，为此应_。A不让处理机空闲 B能够处理尽可能多的作业C使各类用户满意 D不使系统过于复杂8分时操作系统环境下运行的作业通常称为_。A后台作业 B长作业 C批量型作业 D终端型作业9在作业调度算法中，若所有作业同时到达，则平均等待时间最短的算法是_。A先来先服务 B优先级C响应比最高优先 D计算时间短的作业优先10作业调度程序从处于_状态的作业队列中选取适当的作业投入运行。A执行 B提交 C完成 D后备11既考虑作业等待时间，又考虑作业执行时间的调度算法是_。A先来先服务 B优先级C响应比最高优先 D均衡12_是指从作业提交给操作系统到作业完成的时间间隔。A周转时间 B响应时间 C等待时间 D执行时间13作业从进入后备队列到被调度程序选中的时间间隔称为_。A周转时间 B响应时间 C等待时间 D触发时间二、多项选择题1响应比最高者优先调度算法是_调度算法的折衷。A先来先服务 B优先级C电梯调度 D单向扫描E计算时间短的作业优先2_调度算法在作业调度中需要作业计算时间。A先来先服务 B计算时间短的作业优先C响应比最高者优先 D优先级 E均衡3批处理作业进入计算机系统时必须提交_。A可执行文件 B作业控制说明书C源程序D作业所需资源 E运行时的数据4交互作业的特点是_。A成批处理 B采用人机对话方式C多道处理D自动控制 E交互性三、填空题1把用户要求计算机系统处理的一个问题称为_。2_是用户用于描述批处理作业处理过程中对作业处理的控制意图的一种特殊程序。用_书写作业控制说明书，规定操作系统如何控制作业的执行。作业控制说明书主要包括三方面内容，即_、_和_。3操作系统为用户提供了相应的两类接口，一类应用于程序一级，称为_，另一类应用于用户作业控制一级，称为_。4用户使用操作系统提供的“_”对作业执行的意图写好一份“_”，连同该作业的_一同提交给计算机系统，操作系统按照用户说明的控制意图来控制作业的执行，作业执行过程中，用户不进行干预。在这种控制方式下执行的作业就是_。操作系统提供给用户控制批处理作业的用户接口就是_。5批处理作业的输入包括将作业的_、_和_由输入设备（例如键盘）输入外存并形成初始信息。常用的输入方式有三种：_、_和_。6一个批处理作业从进入计算机系统到运行结束，处于不同的状态，一般可以将作业的状态分成_、_、_和_四个状态。7交互式控制方式就是用户使用操作系统提供的_来表达作业执行的控制意图，用户逐条输入命令，操作系统每接到一条命令，就根据命令的要求控制作业的执行。四、问答题1简述系统调用和一般过程调用的区别。2有一个多道程序设计系统，采用不允许移动的可变分区方式管理内存中的用户空间，设用户空间为100KB，内存空间的分配算法为首次适应分配算法，进程调度算法采用先来先服务算法，今有如表1-2-5所示作业序列。假定所有作业都是计算型作业且忽略系统调度时间，请分别写出采用“先来先服务调度算法”、“计算时间短的作业优先算法”时，作业的装入内存时间、开始执行时间、完成时间、周转时间以及它们的平均周转时间。表1-2-5作 业 名进入“输入井”时间需计算时间内存需求量A10:0642分钟15KBB10:1830分钟60KBC10:3024分钟50KBD10:3620分钟10KBE10:4212分钟20KB3在一个批处理单道系统中，采用响应比高者优先的作业调度算法。当一个作业进入系统后就可以开始调度，假定作业都仅是计算，忽略调度花费的时间。现有3个作业，进入系统的时间和需要计算的时间如表1-2-6所示。表1-2-6 作 业进入系统时间需要计算时间开 始 时 间完 成 时 间周 转 时 间19:0060分钟29:1045分钟39:1525分钟（1）求出每个作业的开始时间、完成时间及周转时间并填入表1-2-6中。（2）计算三个作业的平均周转时间应为多少？4某计算机系统采用不能移动已在主存储器中作业的可变分区方式管理主存储器，现有供用户使用的主存空间100KB，系统配有4台磁带机，有一批作业如表1-2-7所示。表1-2-7作 业 序 号进输入井时间要求计算时间需要内存量申请磁带机数110:0025分钟15KB2台210:2030分钟60KB1台310:3010分钟50KB3台410:3520分钟10KB2台510:4015分钟30KB2台该系统采用多道程序设计技术，对磁带机采用静态分配，忽略设备工作时间和操作系统进行调度所花费的时间，请分别写出采用响应比高者优先算法、短作业优先算法和先来先服务算法选中作业执行的次序。2答：采用先来先服务调度算法时，作业的装入内存时间、开始执行时间、完成时间及周转时间如表1-2-8所示。表1-2-8作 业 名进入“输入井”时间装入内存时间开始执行时间完 成 时 间周 转 时 间A10:0610:0610:0610:4842分钟B10:1810:1810:4811:1860分钟C10:3011:1811:3812:0292分钟D10:3610:3611:1811:3862分钟E10:4211:1812:0212:1492分钟平均周转时间：(42+60+92+62+92)/5=69.6分钟采用计算时间短的作业优先算法时，作业的装入内存时间、开始执行时间、完成时间及周转时间如表1-2-9所示。表1-2-9作 业 名进入“输入井”时间装入内存时间开始执行时间完 成 时 间周 转 时间A10:0610:0610:0610:4842分钟B10:1810:1810:4811:1860分钟C10:3011:1811:5012:14104分钟D10:3610:3611:1811:3862分钟E10:4211:1811:3811:5068分钟平均周转时间：(42+60+104+62+68)/5=67.2分钟3答：3个作业的开始时