2025年rr算法考试题及答案

2025年rr算法考试题及答案一、选择题（每题3分，共30分）1.以下关于RR（RoundRobin，轮转调度）算法的基本概念，正确的是（）A.RR算法是一种非抢占式调度算法B.RR算法中每个进程被分配一个固定的时间片C.RR算法总是优先调度优先级最高的进程D.RR算法不适合分时系统答案：B解析：RR算法是一种抢占式调度算法，它为每个进程分配一个固定的时间片，当时间片用完时，该进程会被暂停，调度器会选择下一个进程执行。它不依赖进程的优先级，而是按照轮转的方式依次调度进程，非常适合分时系统，能让每个用户都能在一定时间内得到CPU的响应。2.在RR算法中，时间片的大小对系统性能有重要影响。如果时间片设置得过大，会导致（）A.系统响应时间变长B.进程切换频繁C.平均周转时间变长D.进程等待时间变长答案：A解析：当时间片设置过大时，RR算法就近似于先来先服务（FCFS）算法。一个进程可能会连续占用CPU很长时间，这样其他进程就需要等待更长的时间才能得到执行，从而导致系统的响应时间变长。而进程切换频繁是时间片过小的结果；平均周转时间和进程等待时间的变化情况较为复杂，不是时间片过大必然导致的结果。3.假设有三个进程P1、P2、P3，到达时间分别为0、1、2，执行时间分别为5、3、2。采用RR算法，时间片为2，那么P3的完成时间是（）A.4B.5C.6D.7答案：C解析：时间0：P1到达并开始执行，时间片为2，执行到时间2。时间1：P2到达，等待。时间2：P1时间片用完，P2开始执行，P1进入就绪队列。时间2：P3到达，等待。时间4：P2时间片用完，P3开始执行，P2进入就绪队列。时间6：P3执行完毕。4.以下哪种情况不适合使用RR算法（）A.交互式系统B.实时系统C.多用户的分时系统D.任务具有公平性要求的系统答案：B解析：实时系统对任务的响应时间有严格的要求，需要保证任务在规定的时间内完成。而RR算法是按照轮转的方式调度进程，不能保证实时任务的及时性，因此不适合实时系统。交互式系统、多用户的分时系统和对任务公平性有要求的系统都可以使用RR算法来实现资源的合理分配。5.在RR算法中，一个进程在时间片用完时，它会（）A.被终止B.继续执行直到完成C.进入阻塞队列D.进入就绪队列尾部答案：D解析：当一个进程的时间片用完时，它会被暂停执行，然后被放入就绪队列的尾部，等待下一次调度。它不会被终止，也不会继续执行直到完成，除非它在下一次调度时再次获得CPU并且在本次执行中完成。同时，它并不一定是进入阻塞队列，阻塞队列是用于存放因等待某些资源而暂停执行的进程。6.若系统中有n个进程采用RR算法调度，时间片为q，每个进程的执行时间为t（t>q），则每个进程的响应时间最大为（）A.(n1)qB.nqC.(n1)q+tD.nq+t答案：A解析：响应时间是指从进程提交到首次获得CPU时间的间隔。在RR算法中，一个进程最多需要等待前面(n1)个进程都执行完一个时间片后才能获得CPU时间，所以每个进程的响应时间最大为(n1)q。7.以下关于RR算法和优先级调度算法的比较，正确的是（）A.RR算法总是比优先级调度算法更公平B.优先级调度算法不需要时间片的概念C.RR算法的平均周转时间一定比优先级调度算法小D.优先级调度算法能更好地满足实时任务的需求答案：D解析：A选项：RR算法在一定程度上保证了公平性，但在某些情况下，优先级调度算法也可以通过合理设置优先级来实现公平性，所以不能说RR算法总是更公平。B选项：优先级调度算法也可以结合时间片的概念，例如抢占式优先级调度算法中可以设置时间片来控制进程的执行时间。C选项：RR算法和优先级调度算法的平均周转时间取决于具体的进程情况和参数设置，不能一概而论地说RR算法的平均周转时间一定更小。D选项：优先级调度算法可以根据任务的重要性和实时性要求设置不同的优先级，能更好地满足实时任务的需求。8.在RR算法中，时间片的选择需要考虑的因素不包括（）A.系统的响应时间要求B.进程的平均执行时间C.进程的优先级D.系统的上下文切换开销答案：C解析：时间片的选择需要考虑系统的响应时间要求，时间片过小会导致进程切换频繁，增加上下文切换开销；时间片过大会使系统响应时间变长。进程的平均执行时间也会影响时间片的选择，如果时间片远小于进程的平均执行时间，会导致频繁的进程切换。而进程的优先级与时间片的选择无关，RR算法不依赖进程的优先级进行调度。9.假设有4个进程P1、P2、P3、P4，执行时间分别为8、4、6、2，采用RR算法，时间片为2。则P1的周转时间是（）A.16B.18C.20D.22答案：C解析：时间0：P1开始执行，时间片为2，执行到时间2。时间2：P1时间片用完，P2开始执行，P1进入就绪队列。时间4：P2时间片用完，P3开始执行，P2进入就绪队列。时间6：P3时间片用完，P4开始执行，P3进入就绪队列。时间8：P4执行完毕，P1再次获得CPU执行。以此类推，经过计算可得P1在时间20完成，所以P1的周转时间是20。10.以下关于RR算法的实现，错误的是（）A.需要一个就绪队列来存储等待执行的进程B.可以使用链表来实现就绪队列C.时间片的管理可以通过硬件时钟中断来实现D.不需要记录进程的状态信息答案：D解析：RR算法的实现需要一个就绪队列来存储等待执行的进程，链表是实现就绪队列的一种常用数据结构。时间片的管理可以通过硬件时钟中断来实现，当时钟中断发生时，表示一个时间片用完，需要进行进程切换。同时，需要记录进程的状态信息，如就绪、执行、阻塞等，以便正确地进行进程调度。二、填空题（每题4分，共20分）1.RR算法的核心思想是按照________的方式依次调度就绪队列中的进程，每个进程被分配一个固定的________。答案：轮转；时间片2.在RR算法中，当一个进程的时间片用完时，它会从________状态转换为________状态。答案：执行；就绪3.若系统中有5个进程采用RR算法调度，时间片为3，每个进程的执行时间都为10，则每个进程的响应时间最大为________。答案：12解析：根据响应时间最大为(n1)q，这里n=5，q=3，所以(51)×3=12。4.RR算法的性能主要取决于________的大小，它的选择需要综合考虑系统的________和上下文切换开销。答案：时间片；响应时间要求5.在RR算法中，就绪队列通常采用________数据结构来实现，以保证进程的轮转调度。答案：队列（或链表队列）三、简答题（每题10分，共30分）1.简述RR算法的基本原理和优缺点。答：基本原理：RR算法是一种时间片轮转的调度算法。系统为每个进程分配一个固定的时间片，进程在获得CPU后开始执行，当时间片用完时，该进程会被暂停执行，调度器会将其放入就绪队列的尾部，然后选择就绪队列头部的下一个进程执行，如此循环，直到所有进程执行完毕。优点：公平性：每个进程都有机会在一定时间内获得CPU执行，保证了各个进程的公平性。适合交互式系统：能让用户在较短的时间内得到系统的响应，提高了用户体验。实现简单：算法逻辑清晰，易于实现和维护。缺点：上下文切换开销：频繁的进程切换会增加系统的上下文切换开销，降低系统的效率。时间片选择困难：时间片的大小对系统性能影响较大，选择不当会导致系统响应时间变长或进程切换过于频繁。不适合实时系统：不能保证实时任务的及时性，无法满足实时系统对任务响应时间的严格要求。2.如何选择合适的时间片大小以优化RR算法的性能？答：选择合适的时间片大小需要综合考虑以下几个方面：系统的响应时间要求：如果系统对响应时间要求较高，如交互式系统，时间片应设置得较小，以保证用户能在较短的时间内得到系统的响应。但时间片过小会导致进程切换频繁，增加上下文切换开销。进程的平均执行时间：如果进程的平均执行时间较短，时间片可以设置得相对较小；如果进程的平均执行时间较长，时间片可以适当增大，以减少进程切换的次数。上下文切换开销：时间片过小会导致频繁的进程切换，增加上下文切换开销，降低系统的效率。因此，时间片的大小应足够大，以减少上下文切换的频率，但又不能过大，以免影响系统的响应时间。系统负载：当系统负载较高时，时间片可以适当增大，以减少进程切换的次数；当系统负载较低时，时间片可以适当减小，以提高系统的响应速度。一般来说，可以通过实验和性能测试来确定合适的时间片大小，以达到系统性能的最优。3.比较RR算法和先来先服务（FCFS）算法的异同点。答：相同点：都是用于进程调度的算法，目的是合理分配CPU资源，提高系统的利用率。都需要维护一个进程队列，用于存储等待执行的进程。不同点：调度方式：RR算法是一种抢占式调度算法，每个进程被分配一个固定的时间片，当时间片用完时，进程会被暂停执行，调度器会选择下一个进程执行。FCFS算法是一种非抢占式调度算法，按照进程到达的先后顺序依次调度进程，一旦一个进程开始执行，它会一直执行直到完成或进入阻塞状态。公平性：RR算法能保证每个进程在一定时间内都有机会获得CPU执行，具有较好的公平性。FCFS算法可能会导致长进程长时间占用CPU，使短进程等待时间过长，公平性较差。响应时间：RR算法的响应时间相对较短，能让用户在较短的时间内得到系统的响应，适合交互式系统。FCFS算法的响应时间可能较长，尤其是当长进程先到达时，短进程需要等待较长时间才能执行。性能影响因素：RR算法的性能主要取决于时间片的大小，时间片选择不当会影响系统的响应时间和效率。FCFS算法的性能主要取决于进程的到达顺序和执行时间，对进程的到达顺序较为敏感。四、编程题（20分）编写一个简单的Python程序来模拟RR算法的调度过程。输入为进程的到达时间和执行时间，输出每个进程的完成时间、周转时间和带权周转时间。```pythonclassProcess:def__init__(self,pid,arrival_time,burst_time):self.pid=pidself.arrival_time=arrival_timeself.burst_time=burst_timeself.remaining_time=burst_timepletion_time=0self.turnaround_time=0self.weighted_turnaround_time=0defround_robin(processes,time_quantum):n=len(processes)current_time=0ready_queue=[]completed_processes=[]whilelen(completed_processes)<n:将到达的进程加入就绪队列forprocessinprocesses:ifprocess.arrival_time<=current_timeandprocessnotinready_queueandprocessnotincompleted_processes:ready_queue.append(process)iflen(ready_queue)==0:current_time+=1continuecurrent_process=ready_queue.pop(0)ifcurrent_process.remaining_time<=time_quantum:current_time+=current_process.remaining_timecurrent_process.remaining_time=0current_pletion_time=current_timecurrent_process.turnaround_time=current_pletion_timecurrent_process.arrival_timecurrent_process.weighted_turnaround_time=current_process.turnaround_time/current_process.burst_timecompleted_processes.append(current_process)else:current_time+=time_quantumcurrent_process.remaining_time-=time_quantumready_queue.append(current_process)输出结果print("进程ID\t完成时间\t