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文档简介

计算机专业基础综合(操作系统)模拟

试卷4

一、单选题(本题共21题,每题1.0分,共21分。)

1、下列选项中,操作系统提供给应用程序使用的接口是()。

A、系统调用

B、中断

C、库函数

D、原语

标准答案:A

知识点解析:在现代操作系统中,操作系统提供了包括系统调用、命令接口、图形

接口等方便用户使用系统资源的接口,在上述接口中,只有系统调用是提供给程序

使用的v

2、下列进程调度算法中,综合考虑了进程等待时间和执行时间的是()。

A、时间片轮转调度算法

B、最短进程优先调度算法

C、先来先服务调度算法

D、高响应比优先调度算法

标准答案:

知识之解析D:在若干进程调度算法中,时间片轮转调度算法考虑的是时间分配上的

均衡,最短进程优先调度算法主要考虑的是短作业的等待时间,先来先服务调度算

法考虑的是到达顺序的合理性,而只有高响应比优先调度算法做到了综合考虑进程

等待时间和执行时间。

3、单处理机系统中,可并行的是()。I.进程与进程口.处理机与设备皿.处理

机与通道W.设备与设备

A、I、n和田

B、I、n和w

c、I、in和w

D、n、HI和w

标准答案:D

知识点解析•:在单处理机系统中,仅有一个处理机,所以在一个特定的时刻只能有

一个进程能够获得处理机的使用权,因而排除选项A、B和C,只有选项D是合理

的答案。

4、如果有一个进程从运行状态变成等待状态,或完成工作后就撤销,则必定会发

生()。

A、进程切换

B、存储器再分配

C、时间片轮转

D、死锁

标准答案:A

知识点解析:此题主要考查进程切换的相关内容。进程调度将从就绪队列中另选一

个进程占用处理机。使〜个进程让出处理要,由另一个进程占用处理机的过程称为

进程切换。若有一个进程从运行状态变成等待状态,或者进程完成工作后被撤销,

则必定会发生进程切换;若一个进程从等待状态变成就绪状态,则不一定会发生进

程切换。

5、在时间片轮转算法中,()的大小对计算机性能有很大影响。

A、对换区

B、分页

C、时间片

D、程序段

标准答案:C

知识点词析:此题主要考查在时间片轮转算法中时间片大小对于系统性能的重要

性。在时间片轮转算法中,时间片的大小对计算机性能有很大影响。如果时间片划

分不当,则系统不能提供令用户满意的响应时间。时间片的大小应选择得适当,通

常要考虑以下几个因素:(1)系统对响应时间的要求:(2)就绪队列中进程的数目:

(3)系统的处理能力。

6、在操作系统中,资源分配、调度和管理的最小单位是()。

A、进程

R、线程

C、作业

D、程序段

标准答案:A

知识点解析:此题主要考查进程调度的基本概念等相关内容。进程的引入可.以更好

地描述系统中的并发活动。它被定义为一个具有独立功能的程序关于某个数据集合

的一次运行活动。在操祚系统中,进程是进行系统资源分配、调度和管理的最小独

立单位,操作系统的各种活动都与进程有关。

7、正在运行的进程,因某种原因而暂时停止运行,等待某个事件的发生,此时处

于()状态。

A、运行

B、完成

C、就绪

D、阻塞

标准答案:D

知识点解析:此题主要考查进程的基本状态及其转换等相关内容。在操作系统中,

进程的三种基本状态之一的阻塞状态是指正在运行的进程,因某种原因而暂停运行

(如发生了I/O请求等),等待某个事件的发生,导致进程不能继续运行且交出处

理机时的状态。

8、进程从运行状态转换为就绪状态的可能原因是()。

A、被调度程序选中占用处理机

B、等待某一事件

C、等待的事件已经发生

D、时间片用完

标准答案:D

知识点解析:就绪状态是指一个进程获得了除处理机以外的一切资源,当得到调度

时,就由就绪状态转换为运行状态;运行状态就是一个进程在处理机上正在运行。

当处于运行状态的进程在运行过程中所分配的时间片用完,则会被强制撤离处理

机,以便调度其他进程运行。由于原先运行的进程是非自愿地离开运行状态,所以

没有其他的事件相关,只有继续在就绪队列中等候下一次的调度,所以选项D是

正确的。选项A的情形是由就绪状态转换为运行状态;选项B的情形是由运行状

态转换为阻塞状态;选顼C的情形是由阻塞状态转换为就绪状态。

9、设m为同类资源数,n为系统中并发进程数。当n个进程共享m个互斥资源

时,每个进程的最大需求是s,则下列情况中会出现系统死锁的是()。

A、m=2>n=l,3=2

B、m=2,n=2,3=1

C^m=4,n=3,co=2

D、m=4,n=2,3=3

标准答案:D

知识点解析:本题考查死锁的检测c选项A不会发生死锁,只有一个进程时不会

发生死锁。选项B不会发生死锁,两个进程各需要一个资源,而系统中恰好有2

个资源。选项C不会发生死锁,3个进程需要的最多资源数都是2,系统总资源数

是4,所以总会有一个进程得到2个资源,运行完毕后释放资源。选项D可能会发

生死锁,当2个进程各自都占有了2个资源后,系统再无可分配资源。由此可得出

结论:当满足mNn®—1)+1时,不会产生死锁。

10、在操作系统中引入并发可以提高系统效率。若有三个进程Pl、P2和P3,按照

PI,P2到P3的优先次序运行,采用可抢占式调度,其运行过程如下:PI:计算6

ms,1/08ms,计算2msp2:计算12ms,I/O6ms,计算2msp3:计算4

ms,1/08ms,计算4ms不计系统开销,相比单通道顺序运行,多道并发可以节

省的时间和CPU利用率分别是()。

A、14ms;79%

B、16ms;83%

C、12ms;75%

D、22ms:100%

标准答案:A

知识点解析:本题考查多道程序运行的工作方式,解决此类问题的关键一般是根据

进程的优先级和时序关系画出时序图,注意I/O设备不能抢夺,CPU可以根据优

先级来抢夺。根据题意,进程运行时序图如下:

061416202426283438r/ms

单道运行时需

要耗时:6+8+2+12+6+2+4+8+4=52(ms)从表中分析,并发运行时需要耗时:

6+8+2+4+4+2+2+6+4=38(ms)节省时间为52—38=14(ms)CPU效率为

(6+8+2+4+4+2+4)/38=79%

11、系统产生死锁的可能原因是()。

A、共享资源分配不当

B、系统资源不足

C、进程运行太快

D、CPU内核太多

标准答案:A

知识点解析:系统死锁的可能原因主要是时间上和空间上的。时间上由于进程运行

中推进顺序不当,即调度时机不合适,不该切换进程时进行了切换,可能会造成死

锁。空间上的原因是对共享资源分配不当,互斥资源部分分配又不可剥夺,极易造

成死锁。那么,为什么系统资源不足不是造成死锁的原因呢?系统资源不足只会对

进程造成“饥饿”,例如,某系统只有3台打印机,若进程运行中要申请4台,显然

不能满足,该进程会永远等待下去。如果该进程在创建时便声明需要4台打印机,

那么操作系统立即就会毛绝,不会创建该进程。一•般地,系统由于部分分配的剩

余资源不足时,可能会造成死锁,这实际上是资源分配不当的一种表现。不能以系

统资源不足来描述剩余资源不足的情形。

12、若有一进程拥有100个线程,这些线程都属于用户级线程,则在系统调度执行

时间上占用的时间片是()。

A、1

B、100

C、I/100

D、0

标准答案:A

知识点解析:本题主要考查关于进程和线程之间资源共享的知识点。在引入线程

的操作系统中,线程是进程中的一个实体,是系统独立调度和分派的基本单位。但

是线程自己基本上不拥有系统资源,所以它不是资源分配的基本单位,它只拥有一

部分在运行中必不可少的与处理机相关的资源,如线程状态、寄存器上下文和栈

等,它同样有就绪、阻塞和执行三种基本状态。它可与同属一个进程的其他线程共

享进程所拥有的全部资源。一个线程可以创建和撤销另一个线程;同一个进程中的

多个线程之间可以并发执行。由于用户线程不依颇于操作系统内核,因此,操作

系统内核是不知道用户线程的存在的,用户线程是由用户来管理和调度的,用户利

用线程库提供的API来创建、同步、调度和管理线程。所以,用户线程的调度在

用户程序内部进行,通常采用非抢占式和更简单的规则,也无须用户态和核心态切

换,所以速度很快。由于操作系统不知道用户线程的存在,所以,操作系统把CPu

的一时间片分配给用户进程,再由用户进程的管理器将时间分配给用户线程。那

么,用户进程能得到的时间片即为所有用户线程共享。因此,正确答案应为A。

13、有五个进程共享一个互斥段,如果最多允许两个进程同时进入互斥段,则所采

用的互斥信号量初值应该是()。

A、5

B、2

C、1

D、O

标准答案:B

知识点解析:。因为最多允许两个进程同时进入互斥段,所以信号量为2。如果一

个互斥段可以同时允许两个进程进入,则相当于有两个互斥段。

14、2个优先级相同的并发进程P1和P2,它们的执行过程如下所示,假设当前信

号量sl=O,s2=0,当前的z=2,进程运行结束后,K、y和z的值分别为()。达程

P1进程P2y:=1;X:=1;y:=y+2;x::x+1;z:=y+l;P(sl):V(sl);x:

=x+y:P(s2):z:=x+z:y:=z+y:V(s2):

A、5,9,9

B、5,9,4

C、5,12,9

D、5,12,4

标准答案:c

知识点解析:本题考查并发进程的特点,并结合信号量进行同步的原理。由于进程

并发,所以进程的执行具有不确定性,在Pl、P2执行到第一个P、V操作前,应

该是相互无关的。现在考虑第一个对1的P、V操作,由于进程P2是P(sl)操作,

所以,它必须等待P1执行完V(sl)操作以后才可继续运行,此时x、y、z的值分别

为3、3、4,当进程P1执行完V(sl)以后便在P(s2)上阻塞,此时P2可以运行直至U

V(s2),此时x、y、z值分别为5、3、9,进程P1继续运行直到结束,最终的X、

y、z值分别为5、12、9o

15、设有3个作业,其运行时间分别为2h、5h、3h,假定它们同时到达,并在同

一台处理机上以单道运行方式运行,则平均周转时间最小的执行顺序是()。

A、JI,J2,J3

B、J3,J2,J1

C、J2,JI,J3

D、JI,J3,J2

标准答案:D

知识点解析:本题考查平均周转时间的概念,周转时间二等待时间+运行时间,平

均周转时间=总周转时间印。在本题中,选项A的顺序JI,J2,J3的平均周转时

间是(2+7+10):3=19+3=6.3(小时);选项B的顺序J3,J2,J1的平均周转时间是

(3+8+10)+3=21+3=7(小时);选项C的顺序J2,JI,J3的平均周转时间是

(5+7+10)+3=22+3=7.3(小时);选项D的顺序JLJ3,J2的平均周转时间是

(2+5+10)+3=17+3=5.7(小时)。因此,答案为D。

16^关于临界区问题(cnticalsectionproblem)有如下算法(假设只有进程P0和P1可

能进入该临界区),算法如下(i为。聂1),该算法()。repeatretry:if(turn#—

l)turn:=i:if(turn#i)gotoretry;turn:=一1:crilicalsection(临界区)turn=0;

remaindersection(其他区域)untilfalse;

A、不能保证进程互斥进入临界区,且会出现“饥仰T

B、不能保证进程互斥进入临界区,但不会出现“饥饿”

C、保证进程互斥进入临界区,但会出现“饥饿”

D、保证进程互斥进入临界区,不会出现“饥饿”

标准答案:A

知识点解析:例如当P0执行完语句turn:=—1,刚好要进入临界区时,CPU乂调

度PI执行,P1能够顺利进入临界区,不能满足互斥。当P0执行完临界区时,

CPU调度P1执行,P1在relry循环,CPU调度P0执行,P0继续执行,重复以上

过程,会导致P1“饥饿”。

17、下列死锁的论述中,正确的是()。

A、由于产生死锁的基本原因是系统资源不足,因而,预防死锁最常用的方法是根

据系统规模,配置足够的系统资源

B、由于产生死锁的另一个基本原因是进程推进顺序不当,因而,预防死锁的常用

方法是使进程的推进顺序合法

C、只要系统不进入不安全状态,便不会产生死锁,因而,预防死锁的常用方法是

防止系统进入不安全状杰

D、可以通过破坏产生死锁的四个必要条件之一或其中几个的方法来预防发生死锁

标准答案:D

知识点解析:选项A,不可能根据系统的规模,配置足够的系统资源,因为系统的

资源是有限的。选项B,这种方法不能保证死锁不发生,而且进程推进过程很复

杂,实现合理的顺序不太可能。选项C,系统进入不安全状态不一定会产生死

锁,防止系统进入不安全状态不太可能,故不是常用的方法。

18、下列关于进程的叙述中,最不符合操作系统对进程的理解的是()。

A、进程是在多程序并行环境中的完整的程序

B、进程可以由程序、数据和进程控制块描述

C、线程是一种特殊的进程

D、进程是程序在一个数据集合上运行的过程,是系统进行资源管理的一个独立单

标准答案:A

知识点解析:A的说法不够全面。

19、下列进程调度算法中,综合考虑了CPU密集型进程和1/0密集型进程的是

()。

A、时间轮转

B、优先级

C、多重队列

D、FIFO

标准答案:c

知识点。析:多重队列通过将进程分类,在系统中设置若干队列进行进程调度,综

合考虑了CPU密集型进程和I/0密集型进程。

20、进程Pl、P2和P3单独执行时间分别为10min、15min和20min,其中处理

机占用时间分别为2min、3min和12min。如果采用多道程序设计技术使其并发,

并假设处理机的利用率可以达到60%,加上系统开销5min,则并发使得计算机系

统的效率提高了()。

A、63%

B、38%

C、74%

D、26%

标准答案:D

知识点解析:本题考查并发的计算。由于本题并没有详细描述进程的执行过程,所

以,计算是以总体效率来进行的。总体效率是指并发执行所花费的时间值与原时间

值相比提高了多少。依本题题意,可以计算出处理机所需时间为

2+3+12=17(min),按处理机60%的利用率,并发所需总时间为17・60%

+5=33.33(min),单道运行时所需耍的总时间为10+15+20=45(min),则系统效率

提高了(45—33.33)-45=26%o注意题意,并发时不要忘记系统开销5min。单道

执行时由于较少需要进程切换,因此系统开销一般忽略不计。并发时系统要进行大

量的进程切换,因此,系统开销有时会比较大,此时就应该纳入计算。

21、进程创建的时候,不需要做的是()。

A、填写一个该进程的进程表项

B、分配该进程适当的内存

C、将该进程插入就绪队列

D、为该进程分配CPU

标准答案:D

知识点解析:本题考查的是进程创建的过程。进程创建最主要的工作是为该进程申

请并填写一张进程表。进程表内包含有多个与进程有关的数据结构,例如,进程

号、进程组、进程的优先级、进程所分配的内存、进程需要的I/O设备、进程要

打开的文件等。当填写好了进程表以后,进程创建模块便将进程表按照该系统规定

的法则插入到就绪队列的适当位置,等待进程调度模块进行下一步的调度。所以进

程创建的过程中不会包含分配CPU的过程,这不是进程创建的工作,而是调度器

的工作。

二、综合应用题(本题共〃题,每题7.0分,共〃

分。)

22、某系统有RI、R2和R3三种资源,在To时刻Pl、P2、P3和P4四个进程对资

源的占用和需求情况如下表所示,此时系统的可用资源向量为(2,1,2)0

最大资源需求量巳分配资源数量

进覆

R1R2R3RIR2R3

P1322100

P2613411

P3314211

P4422002

(1)系统是否处于安全状态?如安全,请给出一个安全序列。(2)如果此时P1和P2

均发出资源请求向量Requests,0,1),为了保证系统的安全性,应该如何分配资

源给这两个进程?说明你所采用的策略的原因。(3)如果(2)中两个请求立即得到满

足,系统此刻是否处于死锁状态?

标准答案:本题考查采用银行家算法避免死锁。(1)利用安全性算法对To时刻的资

源分配情况进行分析,可得到如下表所示的安全性检测情况。可以看出,此时存在

一个安全序列{P2,P3,P4,P1},故该系统是安全的。

WorkNeedAllocationWork*Allocation

进程Finish

R1R2R3RlR2R3RlR2R3RlR2R3

P221220241I613True

P3623103211834True

P4a34420002836True

PI836222100936True

(2)若此时PI发出资源请求Request。,0,1),按锂行家算法进行检查:

Request1(1,0,l)<Needl(2,2,2)Request1(1,0,l)<Available(2,I,2)试分配并

修改相应的数据结构,由此形成的资源分配情况如下表所示。

AllocationMaxAvailable

进程

KIR2R3RlR2R3RIR2R3

PI100222

P25I2101

1i1

P3211103

P4002420

(3)如果(2)中两个请求立即得到满足,此刻系统并没有立即进入死锁状态,因为这

时所有进程没有提出新的资源申请,全部进程均没有因资源请求没有得到满足而进

入阻塞状态。只有当进程提出资源请求,且全部进程都进入阻塞状态时,系统才处

于死锁状态。

知识点解析:暂无解析

23、系统有5个进程,其就绪时刻(指在该时刻已进入就绪队列)、服务时间如下表

所示。分别计算采用先来先服务、短作业优先、高响应比优先的平均周转时间和带

权周转时间。

进程就绪时刻服务时间

PI03

P226

P344

P465

P582

标准答案:本题考查各种调度算法的执行以及性能分析。(1)采用先来先服务调度

时,执行作业的次序为Pl、P2、P3、P4、P5,如下表所示。

作业号就绪时刻服务时间等待时间开始时刻结束时刻周转时间带权周转时间

Pl0300333/3»1.0

P226!3977/6=1.17

P344591399/4*2.25

P465713181212/5-2.4

P5821018201212/2=6.0

平均8.62.56

(2)采用短作业优先调度时,执行作业的次序为Pl、P2、P5、P3、P4,如下表所

/J\o

作业号就绪时刻服务时间等等时间开始时刻结束时刻周转时间带权周转时间

PI0300333/3=1.0

P22613977/6=1.17

P58219II33/2=1.5

P34471115II11/4=2.75

P465915201414/5=2.8

平均7.61.84

(3)采用高响应比优先调度时,响应比=响应时间/运行时间。在时刻(),只有进程

PI就绪,执行PI,在时刻3结束。此时刻只有P2就绪,执行P2,在时刻9结

束:。此时刻P3、P4、P5均就绪,计算它们的响应比分别为2.25、1.6、1.5,

则选择执行P3,在时刻13结束。此时刻P4、P5均就绪,计算它们的响应比分别

为2.4、3.5,则选择执行P5,在时刻15结束。此时刻只有P4就绪,执行P4,

在时刻20结束。整个执行作业的次序为PI、P2、P3、P5、P4,如下表所示。

就绪服务等待开始结束周转

作业号带权周转时间

时刻时间时间时刎时刻时间

PI0300333/3«1.0

P22613977/6»1.17

P344591339/4=2.25

P5825131577/2=3.5

P465915201414/5=2.8

平均8.02.14

知识点解析:暂无解析

24、有一阅览室,读者进入时必须先在一张登记表上登记,该表为每一座位列出一

个表目,包括座号、姓名,读者离开时要注销登记信息;假如阅览室共有100个座

位。试分别用信号量和P、V操作以及管程来实现用户进程的同步算法。

标准答案:(1)使用信号量和P、V操作:varA:array[1..100]ofRec;

Rec=recordnumber:integer:name:string;end;i:integer;fori:=1to100

do{A[i].number:=i;A[i].name:=null;}mutex,seatcount:semaphore;//

semaphore:信号量mutex:=1:seatcount:=100;cobeginprocessreaderi(var

readername:string)(i=l,2,...){P(scatcount);P(mutex);fori:=1to100

do{i++.ifA[i].name==nullthenAfi],name:=readername;//读者登记}/*

必须采用这种方式,因为该空位是随机产生的。我们无法知道哪个读者何时离开*

/V(mutcx)进入阅览室,座号i,坐下读书;P(mutex)://读书完毕,需要退

场A[i]name:=null;V(mutex);V(seatcount);离开阅览室;}coend(2)使用管程

操作:TYPEreadbook=monitorVARR:condition:i,seatcount:integer;

name:array!1..100]ofstring;DEFINEreadercome,readcrleave;USEcheck,

wait,signal,release;procedurereadercome(readername)begincheck(IM);if

seatcount>100wait(R,IM)seatcount:=seatcount+1:fori=lto100doi++if

name[i]==nullthenname[i]:=readername:gettheseatnumber=i;release(IM);end

procedurereadcrleave(rcadername)begincheck(IM);seatcount-----;fori=lto100

doi++ifname|i]==readernamethenname|i|:二null;release(lM);endbegin

seatcount:=100:name:=null:endcobeginprocessreaderi(i=l,2....)begin

readcrcoinc(readcrname):readthebook:readerleave(readcrnainc);leaVethe

readroom:endcoend

知识点解析:暂无解析

25、设有n个进程共享一个互斥段,如果:(1)每次只允诧一个进程进入互斥段;

⑵每次最多允许m个进程(mSn)同时进入互斥段。试问:所采用的信号量初值是否

相同?信号量值的变化范围如何?

标准答案:所采用的互*信号量初值不同。(1)互斥信号量初值为1,变化范围为

[-n+1,l]o当没有进程进入互斥段时,信号量值为1;当有1个进程进入互斥段

但没有进程等待进入互弄段时,信号量值为0;当有1个进程进入互斥段且有一个

进程等待进入互斥段时,信号量值为一1;最多可能有n—l个进程等待进入互斥

段,故此时信号量的值应为一(n—l),也就是一n+1。(2)互斥信号量初值为m,变

化范围为[一n+m,m]o当没有进程进入互斥段时,信号量值为m:当有1个进程

进入互斥段但没有进程等待进入互斥段时,信号量值为m—1;当有m个进程进入

互斥段且没有一个进程等待进入互斥段时,信号量值为0;当有m个进程进入互斥

段且有一个进程等待进入互斥段时,信号量值为-1;最多可能有n—m个进程等

待进入互斥段,故此时信号量的值应为一(n—m),也就是一n+m。

知识点解析:暂无解析

26、设某系统采用可抢占的优先级进程调度算法,系统在某一段时间内有A、B、

C三个进程,进程C优先级最高,进程A优先级最低,进程B优先级介于进程

A、C之间,它们的就绪时刻、计算与I/O所需时间如下表所示:

迸程进程就绪时刻/ms计算时间/m*I/O操作时间计算时间/ms

A015105

B10251510

C1532010

(1)若系统采用多道方式运行,给出这三个进程运行完成总共所需的时间,并用图

示给出三个进程的实际运行过程(忽略进行系统调度所需时间)。(2)采用多道方式

运行比采用单道方式运行可节省多少时间?

标准答案:(1)若系统采用多道方式运行,这三个进程运行完成总共所需的时间为

68ms。(2)采用单道方式运行,这三个进程运行完成总共所需的时间为113ms。

采用多道方式运行比采用单道方式运行节省时间:113—68=45(ms)

知识点解析:暂无解析

_____________②

-HZinzinrO

就绻队列

HJJ④

等待1/0传■队列

请回答下列问题:(1)该系统采

用了怎样的进程调度算法?说明理由。(2)把图中发生①〜④的状态变化原因填入

变化变化原因

标准答案:(1)该系统采用的是时间片轮转调度算法。该调度算法让就绪进程按就

绪的先后次序排成队列,每次总是选择就绪队列中的第一个进程占用处理器,但规

定只能使用一个时间片。如果一个时间片用完,进程工作尚未结束,则它也必须让

出处理器而被重新排到就绪队列的末尾,等待再次运行,当再次轮到运行时,重新

开始使用一个新的时间片。这样,就绪队列中的进程就依次轮流地占用处理器运

行。⑵

变化变化原因

①进鞭到达就绪队列头,从就绪状毒变为运行状态

②运行的时间片到,从运行状态变为就绪状态,进入就绪队列末尾排队,等待调度

③运行过程中进程申请1/0,从运行状态变为等待状态,进入等待队列等待I/O完成

④进程所申请的I/O完成,进入就绪队列末尾排队,等待调度

知识点解析:暂无解析

28、中断分为哪几种类型?请给出各自的含义。

标准答案:(1)硬件故障中断。它是由于机器故障造成的,例如,电源故障、主存

出错等。(2)程序中断。这是由于程序执行到某条机器指令时可能出现的各种问题

而引起的中断,例如,发现定点操作数溢出、除数为“0”、地址越界、使用非法指

令码、目态下的用户使用了特权指令等.(3)外部中断.这是由各种外部事件引起

的中断,例如,按压了控制板上的一个中断键、设置的定时时钟的时间周期到。

(4)输入/输出中断。输入/

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