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文档简介
笫•章操作系统的基本概念
一.名词解释
1.1.操作系统:
2.2.计算机系统:
3.3.实时操作系统:
4.4.分布式操作系统:
5.5.网络操作系统:
6.6.分时系统:
7.7.嵌入式操作系统:
8.8.多道批处理系统:
解答:
1.它是管理计算机系统资源、控制程序执行、改善人机界面、提供各种服务、合理组织计
算机工作流程和为用户有效使用计算机提供良好运行环境的一种系统软件。
2.是按用户的要求接收和存储信息、自动进行数据处理并输出结果信息的人机系统。
3.是指能接受外界事件或数据并以足够快的速度予以响应和处理,而且处理的结果又能在
规定时间内来控制监控的生产过程或对处理系统做出快速响应,并控制所有实时任务协调一
致运行的操作系统。
4.是以实现并行任务分配,并行进程通信和分布控制的机构以及实现分散资源管理等功能
为目的的系统程序。
5.是以资源共享为目的的网络用户和计算机网络之间的接口,网络用户通过本地的计算机
清求网络为它提供各种服务。
6.是指多个用户通过联机终端设备分时使用同一台计算机的操作系统。
7.是嵌入式软件的基本支撑,是指运行在嵌入式环境中,对整个系统及所有操作的各种部
件、装诩等资源进行统一协调、处理、指挥和控制的系统软件。
8.是在主存中可以同时存放多道作业,它们分时共享一台计算机,即作业从进入系统在外
存上形成后备队列,到作业处理完成需要经过两级调度一作业调度和进程调度。
二.填空题
1.1.计算机系统是由硬件系统和一系统两部分组成。
2.2.操作系统是计算机系统的一种系统软件,它以尽量合理、有效的方式组织和管理计算
机的,并控制程序的运行,使整个计算机系统能高效地运行。
3.3.从资源分配的角度讲,计算机系统中的资源分为处理机、、输入/输出设备
和文件资源。
4.5.按内存中同时运行程序的数目可以将批处理系统分为两类:单道批处理系统和.
5.6.操作系统的主要性能参数有_和利用率等。前者指的是单位时间内系统处理的作业
量。后者指的是在一个给定时间内,系统的一个指定成分被使用的时间比例。
6.4.并发和是操作系统的两个最基本的特征,两者之间互为存在条件。
7.7.系统不允许用户随时干预自己程序的运行。
8.8.实时系统通常采用_____方法来提高可靠性。
9.9.UNIX操作系统是著名的_____系统。
10.10.DOS系统是_____操作系统。
11.11.___系统般采用时间片轮转的办法,使•台计算机同时为多个终端用户服务,
对每个用户都能保证足够快的响应时间,并提供交互会话能力;
12.12.____系统是操作系统的另一种类型,要求对外部输入的信息能以足够快的速度进
行处理,并在被控对象允许的时间范围内作出快速响应,其响应时间要求特别高。
13.13.允许多个用户在其终端上同时交互地使用计算机的OS称为分时OS,它通常采用____
策略为用户服务:
14.14.允许用户把若干个作业提交计算机系统集中处理的OS,称为批处理OS,衡量这种系统
性能的一个主要指标是系统的_____。
15.15.在___的控制下,计算机系统能及时处理由过程控制反馈的数据并作出响应。设计
这种系统时,应首先考虑系统的实时性和可靠性。
解答:
1.答:软件
2.答:资源
3.【答案】存储器
【解析】计算机系统中的资源分为硬件资源和软件资源。硬件资源有处理机、内/外存
储器及输入/输出设备。而软件资源指的是程序、数据和相应的文档。从资源管理的观点,
操作系统是计算机资源系统的管理系统,它提供了处理机管理、存储器管理、输入/输出设
备管理和信息文件管理的功能。对每种资源的管理都可从提供资源情况的记录、资源分配策
略、资源分配和回收等几个方面来加以讨论。
4.答:多道批处理系统
5.答:吞吐率
6.答:共享
7.答:批处理
8.【答案】双工体制
【解析】在实时系统中,为了追求高可靠性,最一般的方法是采用硬件的冗余技术
.所谓双工体制,就是采用性能完全•样的两套设备并让它们同步工作。
9.答案:分时系统
10.答案:单用户(或单用户、单任务)
11.答窠:分时系统
12.答案:实时系统
13.【答案】时间片轮转
14.【答案】吞吐率
15.【答案】实时OS
三.选择题
1.L操作系统是对进行管理的软件。
A.软件B.硬件
C,计算机资源D.应用程序
2.2.计算机的操作系统是一种.
(A)应用软件(B)系统软件
(C)工具软件(D)字表处理软件
3.3.操作系统的管理部分负责对进程进行调度。
A.主存储器B.控制器
C.运算器D.处理机
4.4.操作系统是现代计算机系统不可缺少的组成部分,是为了提高计算机的和方
便用户使用计算机而配备的一种系统软件。
A.速度B.利用率
C.灵活性D.兼容性
5.5.操作系统的基本类型主要有。
A.批处理系统、分时系统及多任务系统
B.实时操作系统、批处理操作系统及分时操作系统
C.单用户系统、多用户系统及批处理系统
D.实时系统、分时系统和多用户系统
6.6.从用户的观点看,操作系统是。
A.用户与计算机之间的接口
B.控制和管理计算机资源的软件
C.合理地组织计算机工作流程的软件
D.由若干层次的程序按一定的结构组成的有机体
7.7.操作系统的功能是进行处理机管理、管理、设备管理及信息管理。
A.进程B.存储器
C.硬件D.软件
8.8、为了使系统中所仃的用户都能得到及时的响应,该操作系统应该是()o
A.多道批处理系统B.分时系统C.实时系统D.网络系统
9.9.操作系统的基本特征,一是并行性,另一是一。
(A)动态性(B)交互性
(C)共享性(D)制约性
10.10.所谓是指将一个以上的作业放入主存,并且同时处于运行状态,这些作业共
享处理机的时间和外围设备等其他资源。
A.多重处理B.多道程序设计
C.实时处理D.并行执行
多道批处理系统最显著的特点是一
(A)成批的处理用户作业(B)作业是通过读卡机进入系统的
(C)用户和作业间没有交互作用(D)(A)和(B)
12.12.UNIX属于一种__操作系统。
(A)分时系统(B)批处理系统
(C)实时系统(D)分布式系统
13.13.批处理系统的主要缺点是一
(A)CPU的利用率不高(B)失去了交互性
(C)不具备并行性(D)以上都不是
14.14.计算机操作系统的功能是—o
(A)把源程序代码转换为目标代码
(B)实现计算机用户之间的相互交流
(C)完成计算机硬件与软件之间的转换
(D)控制、管理计算机系统的资源和程序的执行
15.15.下列四个操作系统中,是分时系统的为一。
(A)CP/M(B)MS-DOS
(C)UNIX(D)WINDOWSNT
16.16.批处理系统的主要缺点是
(A)CPU的利用率不高(B)失去了交互性
(C)不具备并行性(D)以上都不是
解答:
1.答:C
2.【答案】(B)、
3.答:D
4.答:B
5.答;B
6.答;A
7.答:B
8.答:C
9.【答案】(C)
10.答:B
11.【答案】(C)
【解析】用户在多道批处理系统中是通过提交作业说明书来表达、描述作业运行方
式的。
12.【答案】(A)
【解析】在分时系统中,主机连接着多个终端(Terminal),用户使用各自的终端直接
控制自己“程序”运行,操作系统采用时间片轮转的方法轮流为多个用户服务。UNIX就是这
样的一个系统。
13.【答案】(B)
【解析】批处理系统的特点是:用户将其控制意图通过作业控制语言书写成作业说
明书,然后交给系统。计算机按作业说明书去控制作业的运行,在此期间,用户没法和系统
交流。
14.【答案】(D)
【解析】操作系统是管理和控制计算机系统中的所有软件、硬件资源,它合理地组织计
算机的工作流程,并为用户提供一个良好的工作环境和友好的接口。
15.【答案】(C)
【解析】UNIX系统是•个分时操作系统。
16.【答案】(B)
【解析】批处理系统的特点是:用户将其控制意图通过作业控制语言书写成作业说
明书,然后交给系统。计算机按作也说明书去控制作业的运行,在此期间,用户没法和系统
交流。
四.简答题
1.1.简述操作系统有哪些特征?
2.2.操作系统的功能有哪几方面?它们各自的含义是什么?
3.3.操作系统有哪几种类型,各自的工作方式是怎样的?
4.4.简述操作系统在一个计算机系统中的地位。
5.5.试对分时系统和实时系统进行比较。
6.6、什么是操作系统?它有什么基本特征?
7.7、在批处理系统、分时系统和实时系统中,分别常用哪种调度算法?
8.8.简述三种基本类型操作系统的优缺点。
9.9、简述设备管理的任务和功能。
10.10.现有一下应用计算机的场合,请为其选择适当的操作系统。1)航天航空,核变研究
;2)国家统计局数据处理中心;3)学校学生上机学习编程4)高炉炉温控制;5)民航定票
系统,6)发送电子邮件(在两个地区之间)
解答:
1.【解析】
(1)并行性:即系统中存在着多个程序,宏观上它们同时“运行”。而实际上,在单CP
U系统中,这些并发执行的程序是交替的在CPU上运行。
(2)共享性:即系统中存在的多个并发执行的程序,它们共享系统所有的软、硬件资源
2.【解析】
操作系统负责管理计算机系统的所有资源,并调度这些资源的使用。具体来说,其
主要功能有:
(1)处理机管理
处理机管理也称为进程管理,主要解决的问题是按•定的算法将处理机分配给系统
中某个并发执行的程序即“进程”,使CPU资源得到充分地应用。
(2)存储管理
存储管理主要负责内存空间的管理,按一定策略为多个并发执行的程序(进程)分
配内存空间,以充分利用内存空间,并负责保证内存中各程序间的信息不相互破坏、窃取。
(3)设备管理
设备管理负责对系统中所有的输入/输出设备进行管理,除了一般意义上的I/O设备
外,这里还应包括外存、通道、控制器。设备管理负责对设备进行分配、启动和故障处理。
目的是提高设备使用效率,方便用户进行输入/输出。
(4)文件管理
计算机系统中的信息是以文件形式存放在外存上的。文件管理的任务是负责对系统
中的文件进行存储、组织、检索等对文件的操作,以方便用户对文件的访问,并解决多用户
间文件的共享、保护、保密等问题。
(5)作业管理
作业管理的任务是为用户提供一个使用计算机系统的环境,使用户能有效、方便地组织
自己的作根(工作流程),并尽可能地提高整个系统的效率。
3.【解析】
操作系统的基本类型有:批处理系统、分时系统、实时系统、个人计算机操作系统
、网络操作系统和分布式操作系统。
(1)批处理系统
在批处理系统中,用户不能直接控制其作业的运行。个作业包括:程序、数据和
作业说明书,作业说明书中描述该作业的处理要求。
用户通过输入设备将作业提交给系统后,系统将其放入外存的后备作业队列中,系
统按一定调度策略从后备作业队列中选择一个或多个作业进入内存,系统按作业说明书运行
作业。即运行过程中,用户与作业间没有交互作用,不能直接干预作业的运行。
(2)分时系统
在分时系统中,主机连接着多个终端(Terminal),用户使用各自的终端直接控制
自己“程序”运行,操作系统采用时间片轮转的方法轮流为多个用户服务。UNIX就是一个非
常著名的分时系统。
分时系统具有以下特点:
?多路性微观上各用户轮流使用计算机,宏观上各用户并行工作。
?交互性用户直接控制自己的“程序”运行,以人-机会话方式工作。
?独立性各用户可独立操作,互不干涉,不会发生混淆或破坏现象。
?及时性对用户的请求能及时作出响应,尤其是较批处理系统响应时间
快。
(3)实时系统
实时系统往往是作为控制设备使用的,它能够及时响应随机发生的外部事件,并在严
格的时间范围内完成事件的处理,主要特点一是及时性、一是高可靠性。实时系统又分为实
时控制系统(如工根过程控制)和实时信息处理系统(如航空、铁路订票系统)。
(4)个人计算机操作系统
由于近年来个人计算机(PC)的发展,个人计算机操作系统也有了很大发展,如Windows
9弱即000系列操作系统、DOS,0S2等,它们都是较为著名的个人计算机操作系统,用户
以联机交互方式使用计算机。
(5)网络操作系统
网络操作系统是使网络上各计算机能方便而有效地通信及共享网络资源,为网络用户提
供所需各种服务的软件、有关协议的集合。包括网络管理、通信、系统安全和多种服务。
(6)分布式操作系统
分布式操作系统也是通过网络将具有自治功能的计算机互联,实现通信和资源共享,并
协作完成任务。它更强调如何将某个大任务划分为小任务,分派到不同系统协作完成。
4.[解析]
操作系统是计算机系统中非常重要的系统软件,它是紧挨着硬件的第一层软件,提
供其它软件的运行环境,可以将其看成是用户与硬件的接口,是整个计算机系统的控制和指
挥中心。
它是一组用以控制、管理计算机系统中软、硬件资源,提高资源管理效率、方便用户使
用计算机的程序集合。
5.答:分时操作系统是使一台计算机同时为多个用户服务的一种操作系统。
实时操作系统是使计算机能及时响应外部事件的请求,在严格规定的时间内完成对该事
件的处理,并控制所有实时设备和实时任务协调一致地工作的操作系统。
分时系统通用性强,交互性强,及时响应性要求•般(通常数量级为秒);实时系统往
往是专用的,系统与应用很难分离,常常紧密结合在一起,实时系统并不强调资源利用率,
而更关心及时响应性(通常数量级为毫秒或微秒)、可靠性等。
6.答:操作系统是计算机系统中的•个系统软件,能有效的组织和管理计算机系统中的硬
件及软件资源,合理的组织计算机工作流程,控制程序的执行,并向用户提供各种服务功能
,使得用户能够灵活、方便、有效地使用计算机,使整个计算机系统能高效运行的一些程序
模块的集合。
操作系统有如下基本特征:
(1)并行与并发
并行性:在同•时刻同时发生
并发性:宏观上在同一时间段内同时运行
CPU与各个I/O设备之间的并行
各应用程序“进程”之间的并发
(2)共享性(Sharing)
操作系统中的资源可供内存中多个并发的执行的进程共同执行。
(3)虚拟性(Virtual)
通过某种技术把一个物理设备实体变为若干个逻辑上的对应物。
(4)异步性(Asynchronism)
进程是以人们不可预知的速度向前推进的,但结果要保证是固定的。
7.答:批处理系统使用先来先服务算法。
分时系统使用时间片轮转算法。
实时系统使用优先级算法。
8.答:操作系统有以卜几种类型:多道批处理系统、分时系统、实时系统。
多道批处理系统的特点:多道、成批。
分时系统的特点:同时性、交互性、独立性、及时性。
实时系统的特点:交互能力较弱,系统专用,响应时间更严格、及时、可靠性要求更高
9.答:主要功能:缓冲管理,设备分配和设备处理,以及虚拟设备等。
主要任务:完成用户提出的I/O请求,为用户分配I/O设备;提高CPU和I/O设备的利用率
;提高I/O速度;以及方便用户使用I/O设备。
10.答:1)航天航空,核变研究:嵌入式操作系统
2)分布式操作系统
3)个人计算机操作系统
4)实时操作系统
5)批处理操作系统
6)网络操作系统。
五.应用题
解答:
第二章操作系统的运行环境
•.名词解释
1.1.引导程序
2.2.核心态(管态)
3.
3.用户态(算态)
4.4.特权指令
5.5.访管指令
6.6.多道程序设计
7.7.系统开销
解答:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
二.填空题
1.1.计算机执行一个程序时,必须把程序和数据存放到计算机的中,并且占用硬
件资源执行时才能完成程序的功能。
2.2.操作系统程序占用CPU时应让中央处理器工作在状态,而用户程序占用CPU
时应让中央处理器工作在状态。
3.3.每个计算机系统都有自己的中断机构,中断系统由两部分组成:和操作系
统的0
4.4.引起中断的事件称为,对出现事件进行处理的程序称为.
5.5.PSW是用来控制指令执行顺序并且保留和指示与程序相关的系统状态,般来说,PSW
包含程序的基本状态、和________三部分内容。
6.6.中断处理程序通常只屏蔽比自己级别的中断事件,而是不能屏蔽的
7.7.中断优先级的高低顺序为、、程序性中断、外部中断和输入输出
中断。
8.8.中断优先级是按中断事件的来确定的,中断优先级是在硬件设计时规定的,
若要调整中断响应次序可通过实现。
9.9.强迫性中断事件有硬件故障中断、、外部中断和事件.
10.10.外中断是指源自CUP以外事件的中断,通常与当前程序(进程)运行,内中断
(又叫异常)是指源自CUP内部时间的中断,通常与当前程序(进程)运行。
11.11.操作系统借助于硬件的和装置,使得中央处理器与各种外围设备
以及外围设备之间均可并行工作,不仅使多个作业可以同时执行,而且加快了作业的执行速
度,提高了系统的吞吐量。
12.12.在多道程序设计中,应采用的方法保证各道程序互不侵犯。多道程
序设计提高了系统的吞吐量,但可能会某些程序的执行时间。
13.13.采用多道程序设计技术能充分发挥与并行工作的能力。
14.14.采用多道程序设计技术后可有效地提高系统中资源的,增加单位时间的算
题量,从而提高了系统的o
15.15.大、中型计算机的I/O硬件组织大多采用通道结构,具有通道结构的计算机系统,主
存、、控制器和之间采用四级连接,实施三级控制。
16.16.具有通道结构的I/O系统中,一个CPU可以连接多个,一个通道可以连接多
个,一个控制器可连接同类型的多台设备。
解答:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
三.选择题
1.(1)在计算机系统层次结构中,处于最内层的是(),处于最外层的是(
)o
A.硬件系统B.软件系统C.操作系统D.用户
(2)中央处理器与外围设备的并行工作能力是由()提供的。
A.硬件B.系统软件C.应用软件D.支援软件
(3)处理器执行的指令被分成两类,其中有一类称为特权指令,它只允许()使用
O
A.操作员B.联机用户C.操作系统D.目标程序
(4)为了实现存储保护,用户()
A.可以随意修改基址寄存器和限长寄存器的值
B.不可以随意修改基址寄存器和限长寄存器的值
C.只能修改基址寄存器的值
D.只能修改限长寄存器的值
(5)当CPU执行操作系统程序时,处理器处于()。
A.执行态B.用户态C.核心态D.就绪态
(6)计算机系统中判别是否有中断事件发生应是在()。
A.进程切换时B.执行完一条指令后
C.执行访管指令时D.由用户态转入核心态时
(7)当用户程序执行访管指令时,中断装置将使中央处理器()工作。
A.维持在目态B.从目态转换到管态
C.维持在管态D.从管态转换到目态
(8)下列中断事件中,()的断点是确定的。
A.硬件故障中断B.自愿性中断C.程序性中断D.外部中断
(9)自愿性中断事件是由()引起的。
A.程序中执行了非法操作码B.程序中访问地址越界
C程序中使用了一条访管指令D.程序中除数为0
(10)当出现中断事件后,必须()才能把断点的信息保护起来。
A.把当前PSW放到旧PSWB.把旧PSW放到当前PSW
C.把新PSW放到当前PSWD.把新PSW放到旧PSW
(11)中断程序可以有选择地设置屏蔽位,但()是不能屏蔽的。
A.输入输出中断事件B.自愿中断事件
C.比自己级别低的中断事件D.和自己级别相同的中断事件
(12)采用多道程序设计可以提高CPU和外设的()。
A.利用效率B.可靠性C.稳定性D.兼容性
(13)多道程序设计系统中,让多个计算问题同时装入计算机系统的主存储器()。
A.并发执行B.顺序执行C.并行执行D.同时执行
(14)引入多道程序设计技术后,处理器的利用率()。
A.有所改善B.极大地提高C.降低了D.无变化,仅使程序执行方便
(15)计算机系统采用多道程序设计技术后,()。
A.缩短了每个程序的执行时间B.系统效率随并行工作道数成比例增长
C.提高了系统效率D.使用设备时不会发生冲突
2.2.中央处理器与外围设备的并行工作能力是由()提供的。
A.硬件B.系统软件C.应用软件D.支援软件
3.3.处理器执行的指令被分成两类,其中有类称为特权指令,它只允许()使用。
A.操作员B.联机用户C.操作系统D.目标程序
4.4.为了实现存储保护,用户()
A.可以随意修改基址寄存器和限长寄存器的值
B.不可以随意修改基址寄存器和限长寄存器的值
C.只能修改基址寄存器的值
D.只能修改限长寄存器的值
5.5.当CPU执行操作系统程序时,处理器处于()。
A.执行态B.用户态C.核心态D.就绪态
6.6.计算机系统中判别是否有中断事件发生应是在().
A.进程切换时B.执行完一条指令后
C.执行访管指令时D.由用户态转入核心态时
7.7.当用户程序执行访管指令时,中断装置将使中央处理器()工作。
A.维持在目态B.从目态转换到管态
C.维持在管态D.从管态转换到目态
8.8.下列中断事件中,()的断点是确定的。
A.硬件故障中断B.自愿性中断C.程序性中断D.外部中断
9.9.自愿性中断事件是由()引起的。
A.程序中执行了非法操作码B.程序中访问地址越界
C.程序中使用了一条访管指令D.程序中除数为0
10.10.当出现中断事件后,必须()才能把断点的信息保护起来。
A.把当前PSW放到旧PSWB.把旧PSW放到当前PSW
C.把新PSW放到当前PSWD.把新PSW放到旧PSW
11.11.中断程序可以有选择地设置屏蔽位,但()是不能屏蔽的。
A.输入输出中断事件B.自愿中断事件
C.比自己级别低的中断事件D.和自己级别相同的中断事件
12.12.采用多道程序设计可以提高CPU和外设的().
A.利用效率B.可靠性C.稳定性D.兼容性
13.13.多道程序设计系统中,让多个计算问题同时装入计算机系统的主存储器()。
A.并发执行B.顺序执行C.并行执行D.同时执行
14.14.引入多道程序设计技术后,处理器的利用率()。
A.有所改善B.极大地提高C.降低了D.无变化,仅使程序执行方便
15.计算机系统采用多道程序设计技术后,()o
A.缩短了每个程序的执行时间B.系统效率随并行工作道数成比例增长
C.提高了系统效率D.使用设备时不会发生冲突
解答:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
四.简答题
1.1.计算机系统中“引导程序”的主要功能是什么?
2.2.试述程序状态字寄存器的作用。
3.3.为什么要设置特权指令?哪些指令属于特权指令?
4.4.怎样限制用户程序使用特权指令?
5.5.什么是通道?通道起什么作用?
6.6.怎样解决中断响应顺序与处理顺序的不一致性和中断嵌套处理的问题?
7.7.多道程序设计从哪几方面提高系统的效率?
8.8.多道程序设计的特点有哪些?
9.9.实现多道程序设计必须解决哪些问题?
解答:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
五.应用题
1.1.在单CPU和两台1/0(11,12)设备的多道程序设计环境下,同时投入三个作业运行。它
们的执行情况如下:
Jobl:l2(30ms)>CPU(lOms)、ll(30ms)>CPU(lOms)
Job2:ll(20ms)、CPU(20ms).l2(40ms)
Job3:CPU(30ms)、ll(20ms)
如果CPU、11和12都能并行工作,优先级从高到低为Jobl、Job2和Job3,优先级高的作业
可以抢占优先级低的作业的CPU,但不抢占11和12。试求:
①每个作业从投入到完成分别所需的时间。
②从投入到完成CPU的利用率。
③I/O设备利用率。
2.2.若程序PA和Pb单独执行时分别用Ta和Tb,Ta=l小时,Tb=1.5小时,其中处理器工作
时间分别TA=18分钟,TB=27分钟。如果采用多道程序设计方法,计:PA,Pb并行工作,假定处
理器利用率达到50%,另加15分钟系统开销,请问系统效率能提高百分之几?
3.3.设主存中有3道程序A、B、C,A的优先级最高、B次之、C的优先级最低,它们的计算
时间和I/O操作的时间如下表所示(单位:ms)。假设3道程序使用相同的设备进行I/O操作,
即程序以串行方式使用设备。试画出单道运行和多道运行的时间关系图(调度程序的执行时间
忽略不计),并计算3道程序并发执行比单道执行节省的时间。
三道程序的操作时间“
\程.
O
作
计算“30c60-20-
I/O40-30「40-
计算,10「10「20~
4.4.现有作业序列:作业1(提交时间8:00,运行时间2.00h);作业2(提交时间8:30
,运行时间3.00h);作业3(提交时间9:00,运行时间O.lOh);作业4(提交时间9:30,
运行时间0.50h);时间单位为小时,以卜进制计。使用FIFS和SJF调度算法处理该作业程序
,向哪种作业调度算法性能更好(要求给出计算的数据和必要的步骤)。
5.5.假定要在•台处理机上执行下列作业:
作业执行时间优先级
1103
211
323
414
552
且假定这些作业在时刻0以1,2,3,4,5的顺序到达。
⑴说明分别使用FCFS,SJF以及非剥夺式优先级调度算法时,这些作业的执行情况。
(2)针对上述每种调度算法,给出平均周转时间和平均带权周转时间。
6.6.假定在一个处理机上执行以下5个作业:
作业号到达时间运行时间
104
216
325
433
542
分别画出采用FCFS、SJB、HRN调度算法时调度图,并分别计算每种调度算法中的每个作
业的周转时间和平均周转时间。
7.7.在单道批处理系统中,有四个作业到达输入井和需要的计算时间如表所示,现采用响
应比最高者优先算法,忽略作业调度所化的时间。当第一个作业进入系统后就可开始调度。
作业到达输入井时间需计算时间开始时间完成时间周转时间
作业3到达输入井时间。需计算时间#开始时间”完成时间,周转时间,
8:00。2小时.
8:30^30分钟c*
3~9:00-6分钟。0
9:30~12分钟。
(1)填充表中空白处
(2)四个作业的执行次序为«
(3)四个作业的平均周转时间为
8.8.在一个单CPU的计算机系统中,有两台外部设备Rl、R2和三个进程Pl、P2、P3。系统
采用可剥夺式优先级的进程调度方案,且所有进程可以并行使用I/O设备,三个进程的优先级
、使用设备的先后顺序和占用设备的间如下表所示:
进程•,优先级,使用设备的先后顺序和占用设备时间。
P1P高丁R2(30ms)CPU(10ms)RI(30ms)CPU(10ms)P
P2Q中"RI(20ms)CPU(30ms)R2(40ms)p
P3。低。CPU(40ms)RI(10ms)*3
假设操作系统的开销忽略不计,三个进程从投入运行到全部完成,CPU的利用率约为多少
?R2的利用率约为多少?(设备的利用率指该设备的使用时间与进程组全部完成所占用时间
的比率)。
解答:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
第三章操作系统提供的用户接口
•.名词解释
1.1.操作员接口(或称作业控制级接口):
2.2.作业:
3.3.作业流:
4.4.系统功能调用(简称系统调用):
5.5.程序员接口(又叫程序级接口或应用编程接口API):
6.6.联机作业:
7.7.脱机作业:
8.8.联机用户接口:
解答:
1.是操作系统为用户提供的各种操作命令,用户利用这些操作命令来组织作业的工作流程
和控制作业的运行。
2.把用户要求计算机完成的一个计算过程或者一次事务的处理过程称为一个作业。
3.在批处理系统中,通常把一大批作业按照某种原则一次通过输入设备自动输入到磁盘的
“输入#"中,这样就形成了一股“作业流”。
4.就是用户在程序中能用访管指令去调用的由操作系统提供的子程序包。
5.是操作系统专门为用户程序设置的,允许用户程序调用操作系统的服务和功能,也是用
户程序获得操作系统服务的唯一途径。
6.指的是用户与计算机系统直接交互,用户通过终端或控制台键盘命令或菜单图标等方式
控制作业的运行。
7.指的是用户不能直接与计算机系统交互,中间通过操作员干预的作业。
8.就是采用人机对话的方式由用户直接来控制作业的执行过程。
二.填空题
1.1.用户程序调用操作系统有关功能的途径是_____。
2.2.用户与操作系统的接口有命令接口,_____两种。
3.3.操作系统为用户提供两个接口。一个是操作员接口,用户利用它来组织和控制作业的
执行或管理计算机系统。另•个是编程人员使用它们来请求操作系统提供服务。
4.4.所谓系统调用,就是用户在程序中调用所提供的一些子功能。
5.5.按命令接口对作业控制方式的不同可将命令接口分为联机命令接口和—“
6.6.把用户要求计算机完成的一个计算过程或者一次事务的处理过程称为一个_
7.7.根据计算机系统的作业处理方式的不同,作业可以分为脱机作业和一两类。
8.8.作业的输入、输出方式有联机I/O方式、脱机I/O和方式三种。
9.9.SPOOL又称"",他是英文SimultaneousPeriphralOperationsOnline的首字
母缩写。
10.10.各计算机系统提供一条作为调用操作系统功能服务的手段。
11.11.UNIX系统的访管指令是:
12.12.是操作系统为用户提供的各种操作命令,用户利用这些操作命令来组织作业的
工作流程和控制作'也的运行。
13.13.把用户要求计算机完成的一个计算过程或者一次事务的处理过程称为一个.
14.14:在批处理系统中,通常把一大批作业按照某种原则一次通过输入设备自动输入到磁
盘的“输入#”中,这样就形成了一股“
15.15.就是用户在程序中能用访管指令去调用的由操作系统提供的子程序包。
解答:
1.【答案】利用系统调用命令
【解析】系统调用命令是操作系统专门给编程人员提供的调用操作系统有关功能的
途径,一般在汇编语言和C语言中都提供了使用系统调用命令的方法。编程人员可以在这些语
言中利用系统调用命令动态请求和释放系统资源。
2.【答案】系统调用
【解析】按用户界面的观点,操作系统是用户与计算机之间的接口。用户通过操作系统
提供的服务来有效地使用计算机。一般操作系统提供了两类接口为用户服务,一种是程序一
级的接口,即通过•组广义指令(或称系统调用)供用户程序和其他系统程序调用;另•种
是作业一级的接口,提供一组控制命令供用户去组织和控制自己的作业。
3.答:程序接口
4.答:操作系统
5.答:脱机命令接口
6.答案:作业链接
7.答案:联机作业
8.答案:SPOOLing
9.答案:假脱机技术
10.答案:
11.答案:Trap
12.答案:操作员接口(或称作业控制级接口)
13.答案:作业
14.答案:作业流
15.答案:系统功能调用(简称系统调用)
三.选择题
1.1.批处理作'也必须向系统提交的一份作'也说明书是用()来表达的。
A.高级程序设计语言B.作业控制语言
C.操作控制语言D.作业启动命令
2.2.系统调用是通过()进入操作系统。
A.访管中断B.外部中断
C.I/0中断D.程序性中断
解答:
1.
2.A
四.简答题
1.1.什么是Spooling技术?他有什么用?你认为未来先进的个人计算机会把假脱机作为一
个关键特性吗?
2.2.系统调用与一般过程调用有什么区别?
3.3.简述操作系统为用户提供的接口?
4.4.什么是作业?作业分为那几类?
5.5.用户程序怎样调用操作系统功能?
6.6.什么是系统调用?操作系统为什么要提供系统调用?
7.7.系统调用的设计与实现必须解决哪些问题?
8.8.系统调用的分类有哪些?
9.9.系统调用的处理过程?
解答:
1.答:假脱机(SPOOLing.)技术的全称是同时得外部设备联机操作,这种技术的基本思想
是用磁盘设备作为主机的直接输入输出设备,主机直接从磁盘上选取作业运行作业的执行结
果。
2.答:(1)运行的状态不同
(2)进入的方式不同
(3)提供的方式不同
(4)调用的方式不同
(5)被调用代码位置不同
3.答:(1)程序员接口:即用户在程序中请求操作系统的服务,称之为系统调用或操作系
统应用程序接口。
(2)操作员接口:用户通过对操作系统提供的操作控制命令输入、调试和执行程序。
4.答:把用户要求计算机完成的•个计算过程或者•次事务的处理过程称为个作业。
根据计算机系统的作业处理方式的不同,作业可以分为脱机作业和联机两类。
5.答:就是用户在程序中能用访管指令去调用的由操作系统提供的子程序包。其中的每个
子程序完成•个特定的功能,称为•条系统调用命令。操作系统的基本服务是通过系统功能
调用实现的,系统功能调用提供运行程序和操作系统之间的接口。系统调用的实现取决于计
算机的结构,它是由特定的硬件指令实现多操作系统某•服务历程的调用。
6.答:就是用户在程序中能用访管指令去调用的由操作系统提供的子程序包。
操作系统为用户提供系统调用的目的有两个方面:
(1)为了方便用户
(2)出于安全和效率考虑。
7.答:(1)编写系统调用处理程序
(2)设计一张系统调用入口地址表,每个入口地址都指向一个系统功能调用的处理程序
,有的系统还包含系统调用自带的参数
(3)陷入处理机制需开辟现场保护区,以保存发生系统调用时的处理器现场。
8.答:设备管理器、文件管理器、进程控制类、进程通信类、存储管理类、信息维护。
9.答:1)用户执行到系统调用指令
2)通过访管指令产生中断
3)系统进入访管中断处理
4)保护现场
5)执行相应例行程序。
五.应用题
解答:
第四章进程管理与处理机调度
一.名词解释
1.1.作业
2.2.作业步
3.3.作业控制块(JCB)
4.4.作业周转时间
5.5.进程
6.6.进程控制块(PCB)
7.7.线程
解答:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
二.填空题
1.1.用户提交给系统的一个作业,原则上由和两部分组成
2.2.在具有SPOOLing功能的多道批处理系统中,通常把作业在系统中所经历的状态分为四
种,这四种状态依次是提交、和完成。
3.3.作业调度程序实现了作业从状态到状态的转换。
4.4.当一个程序被分配了和建立了一个时,就可以说是创建了一个进
程。
5.5.进程控制块应包括标识信息、、和管理信息。
6.6.为保证原语操作的正确性,在现代计算机系统中,一般采取两种方法:一种是
,即软件硬化的方法,将一个原语硬化为一条机器指令;另一种是采用的
方法。
7.7.当一个进程完成了特定的任务后,系统收回这个进程所占的和取消该进程
的就撤消了该进程。
8.8.进程的切换是由的变化引起的,而进程状态的变化又与出现的有
关。
9.9.在单处理机系统中,如果系统中同时存在n个进程,则处于“运行”状态的进程最多
为1个,处于“就绪”状态的进程最多为个,处于“阻塞”状态的进程最多为个。
10.10.作业调度分配的是一台处理机,进程调度为进程分配的是处理
机。
11.11.引入中级调度的主要目的是为了起到平滑和调整系统负荷、提高的利用率
和系统吞吐量的作用,它实际上就是存储器管理种的功能。
12.12.进程调度方式有两种:第利方式是;第二种方式是。
13.13.对PCB的组织通常有线性表、和三种方式。
14.14.优先级调度算法又可分为算法和算法两种。
15.15.在引入线程的操作系统中,是作为独立分配资源的单位,而
是被独立调度和分派处理机的基本单位。
16.16.根据线程的切换是否依赖于内核把线程分成、和混合式线程三
类。
解答:
1.
2.
3.
4
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
三.选择题
1.1.下列有关进程的定义,错误的是()。
A.进程是程序在处理机上的执行
B.进程是可以与别的计算并发执行的计算
C.进程是一个程序及其数据在CPU上执行时所发生的活动
D.进程跟程序没有什么区别
2.2.操作系统通过()对进程进行管理。
A.进程B.进程启动程序C.进程控制块D.进程工作区
3.3,进程具有并发性和()等重要属性。
A.封闭性B.可再现性C.静态性D.动态性
4.4.下面对进程的描述中,错误的是()o
A.进程是动态的概念B.进程运行时需要处理机
C.进程是有生命期的D.进程是指令的集合
5.5.代表进程生命周期的最基本的三种状态是()。
A.运行、激活和就绪B.运行、死锁和阻塞
C.运行、就绪和阻塞D.运行、就绪和挂起
6.6.•个作业进入内存后,则所属该作业的进程初始时处于()状态。
A.运行B.阻塞C.就绪D.收容
7.7.进程所请求的一次打印输出结束后,将使进程状态从()o
A.运行态变为就绪态B.运行态变为阻塞态
C.就绪态变为运行态D.阻态变为就绪态
8.8.若当前进程因时间片用完而让出处理机时,该进程应转变为()状态。
A.就绪B.等待C.运行D.完成
9.9.进程从运行状态进入就绪状态的原因可能是()。
A.被选中占有处理机B.等待某一事件
C.等待的事件已发生D.时间片用完
10.10.下列有可能导致一个进程从运行状态变为就绪状态的事件是()o
A.一次I/O操作结束B.运行进程结束
C.运行进程请求I/O操作D.出现了比现运行进程优限权更高的进程
11.11.一进程在某一时刻具有(),
A.一种状态B.二种状态C.-:种状态D.四种状态
12.12.一个进程释放资源将有可能导致一个或几个进程(
A.由就绪状态变为运行状态B.由运行状态变为就绪状态
C.由阻塞状态变为运行状态D.由阻塞状态变为就绪状态
13.13.•次I/。操作结束,可能导致个进程()»
A.由就绪状态变为运行状态B.由运行状态变为就绪状态
C.由阻塞状态变为运行状态D.由阻塞状态变为就绪状态
14.14.操作系统中有•组特殊系统调用,它们不能被系统中断,在操作系统中称为()
A.初始化程序B.原语C.子程序D.控制模块
15.15.进程控制就是对系统中的进程实施有效的管理,通过使用()、进程撤消、进
程阻塞、进程唤醒等进程控制原语实现。
A.进程运行B.进程创建C.进程管理D.进程同步
16.16.一个进程被唤醒意味着()。
A.其PCB移至就绪队列的队首B.该进程状态变为运行
C.该进程状态变为就绪D.它的优先权变为最大
17.17.处理器调度级别有()三级。
A.高级调度、中级调度、低级调度
B.高级调度、作业调度、宏观调度
C.高级调度、中级调度、进程交换
D.低级调度、进程调度、微观调度
18.18.()是作业存在的唯一标志。
A.PSWB.PCBC.JCBD.UCB
19.19.操作系统通过()对作业进行管理。
A.PSWB.PCBCJCBD.UCB
20.20.下列作业调度算法中,()存在“饿死”现象?
A.FCFSB.SJFC.HRRFD.HPF
21.21.在单CPU的多进程系统中,进程什么时候占用处理器和能占用多长时间,取决于(
A.进程相应的程序段的长度B.进程总共需要运行时间多少
C.进程自身和进程调度策略D.进程完成什么功能
22.22.当一进程运行时,系统基于某种原则,强行将其撤下,把CPU分配给其它进程,这种
进程调度方式是()。
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