OS第3章作业
第三章计算机软件 试题及答案分析
第 3 章计算机软件一．选择题分析【例l 】下列关于计算机软件的发展说法中，正确的是————。
( A ) 高级语言程序出现在计算机软件发展的初期( B ) “软件危机”的出现是因为计算机硬件发展严重滞后( C )利用“软件工程”理念与方法可以编制高效高质的软件( D ) 上个世纪70 年代为充分利用系统资源，产生了操作系统分析：高级语言出现在计算机软件发展的第二阶段，初期主要使用的是低级语言编制程序，故A 错；软件危机是指软件的复杂程度迅速提高，研制周期变长，正确性难以保证，可靠性问题尤为突出，与硬件的发展是没有关联的，故B 也错；计算机操作系统是在上个世纪60 年代，D 错。
答案：C【例2 】下面哪一组是系统软件？————。
( A ) DOS 和MIS ( B ) WPS 和UNIX ( C ) DOS 和UNIX ( D ) UNIX 和Word分析：系统软件主要包括四大类：操作系统、语言处理程序、数据库管理系统、辅助诊断测试类程序。
DOS 和UNIX是操作系统，是系统软件；MIS 是信息管理系统，是一种应用软件；WPS 和Word 是字处理软件，也是应用软件。
答案：C【例3 】下列关于系统软件的4 条叙述中，正确的一条是_________。
( A )系统软件与具体应用领域无关( B )系统软件与具体硬件逻辑功能无关( C )系统软件是在应用软件基础上开发的( D )系统软件并不具体提供人机界面分析：系统软件是开发和运行应用软件的平台，是为高效使用和管理计算机而提供的软件，故A 对，而C 错；它的设计需要考虑一定的硬件功能，故B 也错：另外，一般的系统软件都提供人机界面，例如操作系统，故D 也错。
答案： A【例4 】下列应用软件中＿＿＿＿属于网络通信软件。
( A ) Wbrd ( B ) Excel ( C ) Outlook Express ( D ) FrontPage分析：A 属于字处理软件；B 属于电子表格软件；D 属于网页制作软件；C 属于网络通信软件，主要用于电子邮件。
材基第三章习题及答案
第三章 作业与习题的解答一、作业：2、纯铁的空位形成能为105 kJ/mol 。
将纯铁加热到850℃后激冷至室温（20℃），假设高温下的空位能全部保留，试求过饱和空位浓度与室温平衡空位浓度的比值。
=）6、如图2-56，某晶体的滑移面上有一柏氏矢量为b 的位错环，并受到一均匀切应力τ。
（1）分析该位错环各段位错的结构类型。
（2）求各段位错线所受的力的大小及方向。
（3）在τ的作用下，该位错环将如何运动（4）在τ的作用下，若使此位错环在晶体中稳定不动，其最小半径应为多大解：（2）位错线受力方向如图，位于位错线所在平面，且于位错垂直。
（3）右手法则（P95）：（注意：大拇指向下，P90图中位错环ABCD 的箭头应是向内，即是位错环压缩）向外扩展（环扩大）。
如果上下分切应力方向转动180度，则位错环压缩。
(4) P103-104： 2sin 2d ϑτdT s b =θRd s =d ； 2/sin 2θϑd d =∴ τττkGb b kGb b T R ===2 注：k 取时，为P104中式得出的结果。
7、在面心立方晶体中，把两个平行且同号的单位螺型位错从相距100nm 推进到3nm 时需要用多少功（已知晶体点阵常数a=,G=7﹡1010Pa ） (3100210032ln 22ππGb dr w r Gb ==⎰； ）8、在简单立方晶体的（100）面上有一个b=a[001]的螺位错。
如果它(a)被（001）面上b=a[010]的刃位错交割。
(b)被（001）面上b=a[100]的螺位错交割，试问在这两种情形下每个位错上会形成割阶还是弯折（（a ）：见P98图， NN ′在（100）面内，为扭折，刃型位错；(b)图，NN ′垂直（100）面，为割阶，刃型位错）9、一个]101[2-=a b 的螺位错在（111）面上运动。
若在运动过程中遇到障碍物而发生交滑移，请指出交滑移系统。
对FCC 结构：（1 1 -1）或写为（-1 -1 1）10、面心立方晶体中，在（111）面上的单位位错]101[2-=a b ，在（111）面上分解为两个肖克莱不全位错，请写出该位错反应，并证明所形成的扩展位错的宽度由下式给出：γπ242b G d s ≈ 应为 γπ242a G d s ≈（G 为切变模量，γ为层错能）（P116式，两个矢量相乘的积=|b1|˙|b2|˙cos(两矢量夹角)11、在面心立方晶体中，（111）晶面和）（-111晶面上分别形成一个扩展位错：（111）晶面：]211[6]112[6]110[2----+→a a a =A+B)111(-晶面：]211[6]211[6]011[2a a a +→-=C+D 两个扩展位错在各自晶面上滑动时，其领先位错相遇发生位错反应，求出新位错的柏氏矢量；用图解说明上述位错反应过程；分析新位错的组态性质。
(完整版)操作系统课后题答案
2．OS的作用可表现在哪几个方面？答：(1)OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口；(2)OS作为计算机系统资源的管理者；(3)OS实现了对计算机资源的抽象。
5．何谓脱机I/O和联机I/O？答：脱机I/O 是指事先将装有用户程序和数据的纸带或卡片装入纸带输入机或卡片机，在外围机的控制下，把纸带或卡片上的数据或程序输入到磁带上。
该方式下的输入输出由外围机控制完成，是在脱离主机的情况下进行的。
而联机I/O方式是指程序和数据的输入输出都是在主机的直接控制下进行的。
11．OS有哪几大特征？其最基本的特征是什么？答：并发性、共享性、虚拟性和异步性四个基本特征；最基本的特征是并发性。
20．试描述什么是微内核OS。
答：(1)足够小的内核;(2)基于客户/服务器模式;(3)应用机制与策略分离原理;(4)采用面向对象技术。
25．何谓微内核技术？在微内核中通常提供了哪些功能？答：把操作系统中更多的成分和功能放到更高的层次(即用户模式)中去运行，而留下一个尽量小的内核，用它来完成操作系统最基本的核心功能，称这种技术为微内核技术。
在微内核中通常提供了进程(线程)管理、低级存储器管理、中断和陷入处理等功能。
第二章进程管理2. 画出下面四条语句的前趋图:S1=a：=x+y; S2=b：=z+1; S3=c：=a – b；S4=w：=c+1;答：其前趋图为：7．试说明PCB 的作用，为什么说PCB 是进程存在的惟一标志？答：PCB 是进程实体的一部分，是操作系统中最重要的记录型数据结构。
作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序，成为一个能独立运行的基本单位，成为能与其它进程并发执行的进程。
OS是根据PCB对并发执行的进程进行控制和管理的。
11．试说明进程在三个基本状态之间转换的典型原因。
答：(1)就绪状态→执行状态：进程分配到CPU资源;(2)执行状态→就绪状态：时间片用完;(3)执行状态→阻塞状态：I/O请求;(4)阻塞状态→就绪状态：I/O完成.19．为什么要在OS 中引入线程？答：在操作系统中引入线程，则是为了减少程序在并发执行时所付出的时空开销，使OS具有更好的并发性，提高CPU的利用率。
操作系统第3章进程调度习题
第3章进程调度习题【例】在三种基本类型的操作系统中，都设置了进程调度，在批处理系统中还应设置( )调度【答案】AA 作业B 进程C 中级D 多处理机【例】下列算法中，（）只能采用非抢占调度方式【解答】CA 高优先权法B 时间片轮转法C FCFS调度算法D 短作业优先算法【例】最适合分时系统的进程调度算法是（）【解答】DA FCFSB SSJFC 优先数法D 轮转法【例】进程调度是从（）选择一个进程投入运行。
【解答】AA 就绪队列B 等待队列C 作业后备队列D 提交队列【例】进程调度主要负责（）【解答】BA 选作业进入内存B 选一进程占有CPUC 建立一进程D 撤销一进程【例】“可抢占”和“不可抢占”的优先级调度算法相比（）【解答】BA 前者开销小B 前者开销大C 两者开销大致相同D 两者开销不能相比【解析】因为“可抢占”优先级调度时钟保证在处理机上运行的是优先级最高的进程，这样，当处理机正在运行某个进程时，很可能会被其他优先级更高的进程抢占引起处理机调度，和不可抢占算法相比，前者的调度次数会更频繁，而每调度一次都会引起保护现场，恢复现场的工作，所以可抢占的优先级调度算法开销更大。
【例】（）优先权是在创建进程时确定的，确定之后在整个进程运行期间不再改变A 先来先服务B 静态C 动态D 短作业【答案】B【例】若进程P一旦被唤醒就能够投入运行，系统可能为( )A 分时系统，进程P的优先级最高B 抢占调度方式，就绪队列上的所有进程的优先级皆比P的低C 就绪队列为空队列D 抢占调度方式，P的优先级高于当前运行的进程【分析】1 在分析系统中，进程调度是按照轮转方式进行的。
系统并不登记进程的优先级2 在抢占调度方式中，P的优先级高于就绪队列上的所有进程，但不一定高于当前的运行进程，所以也不一定能立即运行3 无论哪种调度方式，若就绪队列为空队列，P被唤醒并插入后都会成为该队列的唯一进程，但这并不是说P可以立即获得处理机。
(完整版)操作系统各章习题及答案
第一章1.设计现代0S 的主要目标是什么? 方便性，有效性，可扩充性和开放性.2.OS 的作用可表现为哪几个方面?a. OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口；b. Os 作为计算机系统资源的管理者;c. Os 作为扩充机器.3，试说明推动多道批处理系统形成和发展的主要动力是什么?不断提高计算机资源利用率和系统吞吐量的需要；4. 何谓脱机工/0 和联机工/0?a. 脱机输入输出方式（off 一Line工/0）是为了解决人机矛盾及CPU和工/0设备之间速度不匹配而提出的.它减少了CPU 的空闲等待时间，提高了1/0 速度.具体内容是将用户程序和数据在一台外围机的控制下，预先从低速输入设备输入到磁带上，当CPU 需要这些程序和数据时，在直接从磁带机高速输入到内存，从而大大加快了程序的输入过程，减少了CPU 等待输入的时间，这就是脱机输入技术；当程序运行完毕或告一段落，CPU需要输出时，无需直接把计算结果送至低速输出设备，而是高速把结果输出到磁带上，然后在外围机的控制下，把磁带上的计算结果由相应的输出设备输出，这就是脱机输出技术.b. 若这种输入输出操作在主机控制下进行则称之为联机输入输出方式5. 试说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么?用户的需要.即对用户来说，更好的满足了人机交互，共享主机以及便于用户上机的需求.6，试说明实时任务的类型和实时系统的类型.a. 实时任务的类型按任务执行时是否呈现周期性来划分，分为周期性实时任务和非周期性实时任务；根据对截止时间的要求来划分，分为硬实时任务和软实时任务；b. 通常把要求进行实时控制的系统统称为实时控制系统，把要求对信息进行实时处理的系统成为实时信息处理系统.7. 实现多道程序应解决哪些问题?a. 处理机管理问题；b. 内存管理问题；c. 1/0 设备管理问题；d. 文件管理问题；e. 作业管理问题.8，试比较单道与多道批处理系统的特点及优缺点，a. 单道批处理系统是最早出现的一种OS,它具有自动性，顺序性和单道性的特点；多道批处理系统则具有调度性，无序性和多道性的特点；b. 单道批处理系统是在解决人机矛盾及CPU和工/0设备之间速度不匹配的矛盾中形成的，旨在提高系统资源利用率和系统吞吐量, 但是仍然不能很好的利用系统资源；多道批处理系统是对单道批处理系统的改进,其主要优点是资源利用率高,系统吞吐量大；缺点是平均周转时间长,无交互能力.9,实现分时系统的关键问题是什么?应如何解决?a. 关键问题：及时接收，及时处理；b. 对于及时接收，只需在系统中设置一多路卡，多路卡作用是使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据；对于及时处理,应使所有的用户作业都直接进入内存,在不长的时间内,能使每个作业都运行一次.1O 为什么要引入实时操作系统?更好地满足实时控制领域和实时信息处理领域的需要.11.0s 具有哪几大特征?它的最基本特征是什么?a.并发(Concurrence),共享(Sharing)，虚拟(Virtual)，异步性(ASynchronism).b•其中最基本特征是并发和共享.12 内存管理有哪些主要功能?它们的主要任务是什么?a. 主要功能：内存分配，内存保护，地址映射和内存扩充等b. 内存分配的主要任务是为每道程序分配内存空间，提高存储器利用率，以减少不可用的内存空间，允许正在运行的程序申请附加的内存空间，以适应程序和数据动态增长的需要.--- 内存保护的主要任务是确保每道用户程序都在自己的内存空间中运行，互不干扰.地址映射的主要任务是将地址空间中的逻辑地址转换为内存空间中与之对应的物理地址. 内存扩充的主要任务是借助虚拟存储技术，从逻辑上去扩充内存容量.13 处理机管理具有哪些功能?它们的主要任务是什么?a. 进程控制，进程同步，进程通信和调度.b. 进程控制的主要任务是为作业创建进程，撤销已结束的进程，以及控制进程在运行过程中的状态转换. -一进程同步的主要任务是对诸进程的运行进行调节.- 一进程通信的任务是实现在相互合作进程之间的信息交换.-一调度分为作业调度和进程调度.作业调度的基本任务是从后备队列中按照一定的算法，选择出若干个作业，为它们分配必要的资源;而进程调度的任务是从进程的就绪队列中，按照一定的算法选出一新进程，把处理机分配给它，并为它设置运行现场，是进程投入运行.14 设备管理有哪些主要功能?其主要任务是什么?a. 主要功能：缓冲管理，设备分配和设备处理，以及虚拟设备等b. 主要任务：完成用户提出的1/0请求，为用户分配1/0设备;提高CPU和1/0设备的利用率；提高1/0速度;以及方便用户使用1/0设备.15 文件管理有哪些主要功能?其主要任务是什么?a. 主要功能：对文件存储空间的管理，目录管理，文件的读，写管理以及文件的共享和保护.b. 主要任务：对用户文件和系统文件进行管理，以方便用户使用，并保证文件的安全性16 试在交互性，及时性和可靠性方面，将分时系统与实时系统进行比较，a. 分时系统是一种通用系统，主要用于运行终端用户程序，因而它具有较强的交互能力；而实时系统虽然也有交互能力，但其交互能力不及前者.b. 实时信息系统对实用性的要求与分时系统类似，都是以人所能接收的等待时间来确定；而实时控制系统的及时性则是以控制对象所要求的开始截止时间和完成截止时间来确定的.c. 实时系统对系统的可靠性要求要比分时系统对系统的可靠性要求高17 是什么原因使操作系统具有异步性特征?a.程序执行结果是不确定的，即程序是不可再现的第二章3.程序并发执行为什么会产生间断性? 因为程序在并发执行过程中存在相互制约性.4，程序并发执行为何会失去封闭性和可再现性?因为程序并发执行时，多个程序共享系统中的各种资源，资源状态需要多个程序来改变，即存在资源共享性使程序失去封闭性;而失去了封闭性导致程序失去可再现性. 5.在操作系统中为什么要引入进程概念?它会产生什么样的影响?为了使程序在多道程序环境下能并发执行，并能对并发执行的程序加以控制和描述，而引入了进程概念.影响:使程序的并发执行得以实行.6. 试从动态性，并发性和独立性上比较进程和程序?a. 动态性是进程最基本的特性，可表现为由创建而产生，由调度而执行，因得不到资源而暂停执行，以及由撤销而消亡，因而进程由一定的生命期;而程序只是一组有序指令的集合，是静态实体.b. 并发性是进程的重要特征，同时也是OS的重要特征•引入进程的目的正是为了使其程序能和其它进程的程序并发执行，而程序是不能并发执行的.c•独立性是指进程实体是一个能独立运行的基本单位，同时也是系统中独立获得资源和独立调度的基本单位.而对于未建立任何进程的程序，都不能作为一个独立的单位参加运行.7•试说明PCB的作用？为什么说PCB是进程存在的唯一标志？a. PCB是进程实体的一部分，是操作系统中最重要的记录型数据结构.PCB中记录了操作系统所需的用于描述进程情况及控制进程运行所需的全部信息.因而它的作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序(含数据)，成为一个能独立运行的基本单位，一个能和其它进程并发执行的进程.b. 在进程的整个生命周期中，系统总是通过其PCB对进程进行控制，系统是根据进程的PCB而不是任何别的什么而感知到该进程的存在的，所以说，PCB 是进程存在的唯一标志.8. 试说明进程在三个基本状态之间转换的典型原因.a. 处于就绪状态的进程，当进程调度程序为之分配了处理机后，该进程便由就绪状态变为执行状态.b. 当前进程因发生某事件而无法执行，如访问已被占用的临界资源，就会使进程由执行状态转变为阻塞状态.c. 当前进程因时间片用完而被暂停执行，该进程便由执行状态转变为就绪状态9，为什么要引入挂起状态?该状态具有哪些性质?a. 引入挂起状态处于5中需要:终端用户的需要，父进程的需要，操作系统的需要，对换的需要和负荷调节的需要.b. 处于挂起状态的进程不能接收处理机调度1O 在进行进程切换时，所要保存的处理机状态信息主要有哪些?a. 进程当前暂存信息；b. 下一条指令地址信息；c. 进程状态信息；d. 过程和系统调用参数及调用地址信息.13 在创建一个进程时，需完成的主要工作是什么?a. 操作系统发现请求创建新进程事件后，调用进程创建原语Creat();b. 申请空白PCB;c. 为新进程分配资源；d. 初始化进程控制块；e•将新进程插入就绪队列.14 在撤消一个进程时，需完成的主要工作是什么?a.Os 调用进程终止原语;b•根据被终止进程的标志符，从PCB集合中检索出该进程的PCB，从中读出该进程的状态；c•若被终止进程正处于执行状态，应立即中止该进程的执行，并设置调度标志为真；d•若该进程还有子孙进程，还应将其所有子孙进程予以终止；e.将该进程所拥有的全部资源，或者归还给其父进程，或者归还给系统；f. 将被终止进程(它的PCB)从所在队列(或链表)中移出，等待其它程序来搜集信息•17.为什么进程在进入临界区之前，应先执行” 进入区“代码，在退出临界区后又执行“退出区” 代码?为了实现多个进程对临界资源的互斥访问，必须在临界区前面增加一段用于检查欲访问的临界资源是否正被访问的代码，如果未被访问，该进程便可进入临界区对资源进行访问，并设置正被访问标志，如果正被访问，则本进程不能进入临界区，实现这一功能的代码成为”进入区” 代码；在退出临界区后，必须执行”退出区”代码，用于恢复未被访问标志.18，同步机构应遵循哪些基本准则?为什么?a. 空闲让进•c 有限等待.d. 让权等待.23 在生产者一消费者问题中，如果缺少了signal(full) 或Signal(empty) ，对执行结果会有何影响? 如果缺少了signal(full) 或Signal(empty) ，，生产者可以不断地往缓冲池送消息，如果缓冲池满，就会覆盖原有数据，造成数据混乱.而消费者始终因wait(full) 操作将消费进程直接送入进程阻塞链表进行等待，无法访问缓冲池，造成无限等待.24，在生产者一消费者问题中，如果将两个wait 操作即wait(full) 和wait(mutex) 互换位置；或者是将signal(mutex) 与signal(full) 互换位置结果会如何?a. wait(full) 和wait(mutex) 互换位置后，因为mutex 在这儿是全局变量，执行完wait(mutex) ，则mutex 赋值为0，倘若full 也为0，则该生产者进程就会转入进程链表进行等待，而生产者进程会因全局变量mutex 为0 而进行等待，使full 始终为0，这样就形成了死锁.b. 而signal(mutex) 与signal(full) 互换位置后，从逻辑上来说应该是一样的.25,我们为某临界区设置一把锁W，当W=1时，表示关锁；W=0时，表示锁已打开.试写出开锁原语和关锁原语，并利用它们去实现互斥，开锁原语: unlock(W):W=O；关锁原语:lock(W)；if(W==l)do no_op；W=l；利用开关锁原语实现互斥:Var w: semaphore: =0；beginparbeginProcess:beginrepeatlock(W);critical sectionunlock(W);remainder sectionuntil false;endparend26.试修改下面生产者一消费者问题解法中的错误:Producer:beginrepeatproducer an item in nextp;wait(mutex);wait(full);/* 应为wait(empty) ，而且还应该在wait(mutex) 的前面*/ buffer(in):=nextp;/* 缓冲池数组游标应前移:in:=(in+l)mod n;*//*signal(full);*/until false;endConsumer:beginrepeatwait(mutex);wait(empty);/* 应为wait(full) ，而且还应该在wait(mutex) 的前面*/ nextc:=buffer(out); out:=out+l;/* 考虑循环，应改为:out:=(out+l)mod n;*/signal(mutex);/*signal(empty);*/consumer item in nextc;until false;end27 试利用记录型信号量写出一个不会出现死锁的哲学家进餐问题的算法.设初始值为1的信号量c[l]表示工号筷子被拿(工=1 , 2, 3, 4，…，Zn),其中n为自然数send(I):Beginif 1 mod 2==1 then{P(c[l]);P(c[l －1 mod 5]);Eat;V(c[l 一1 mod 5]);V(c[l]);}e1se{P(c[I 一1 mod 5);P(c[I]);Eat;V(c[I]);V(c[I 一1 mod 5]);}End。
操作系统课件-OS-第三章-第3章-3.+3.2
(2) 作业步(Job Step)。通常，在作业运行期间，每个 作业都必须经过若干个相对独立，又相互关联的顺序加工步 骤才能得到结果，我们把其中的每一个加工步骤称为一个作 业步，各作业步之间存在着相互联系，往往是把上一个作业 步的输出作为下一个作业步的输入。
例如，一个典型的作业可分成三个作业步：
另一种较常用的是基于作业优先级的调度算法，该算法是将外存上 优先级最高的作业优先调入内存；
比较好的一种算法是“响应比高者优先”的调度算法。
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在批处理系统中，作业进入系统后，总是先驻留在外存的 后备队列上，因此需要有作业调度的过程，以便将它们分批 地装入内存。
然而在分时系统中，为了做到及时响应，用户通过键盘输 入的命令或数据等都是被直接送入内存的，因而无需再配置 上述的作业调度机制，但也需要有某些限制性措施来限制进 入系统的用户数。即，如果系统尚未饱和，将接纳所有授权 用户，否则，将拒绝接纳。
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每当作业进入系统时，系统便为每个作业建立一个JCB，根 据作业类型将它插入相应的后备队列中。
作业调度程序依据一定的调度算法来调度它们，被调度到的 作业将会装入内存。
在作业运行期间，系统就按照JCB中的信息对作业进行控制 。
当一个作业执行结束进入完成状态时，系统负责回收分配给 它的资源，撤消它的作业控制块。
① “编译”作业步，通过执行编译程序对源程序进行编译，产生若 干个目标程序段；
② “连结装配”作业步，将“编译”作业步所产生的若干个目标程 序段装配成可执行的目标程序；
③ “运行”作业步，将可执行的目标程序读入内存并控制其运行。
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(3) 作业流。若干个作业进入系统后，被依次存放在外 存上，这便形成了输入的作业流；在操作系统的控制下，逐 个作业进行处理，于是便形成了处理作业流。
操作系统 第3章 调度与死锁
等待事件
2. 具有高级和低级的调度队列模型 作业 后 备 调度 时间片完 队 列
就绪队列
cpu
进程完成
进程调度
阻塞队列
等待事件
特点 ：1)具有进程调度、作业调度 2)根据阻塞原因设置了多个阻塞队列
3.同时具有三级调度的调度队列模型
批量作业 后备队列 交互型作业 作 业 调 度 时间片完
就绪队列
中级调度 就绪挂起队列
进程
P1 P2 P3 P4
• 非抢先式SJF
到达时间 0.0 2.0 4.0 5.0
P1 P3 7 8
执行时间 7 4 1 4
P2 12 P4 16
0
3
• 平均等待时间 = (0 + 6 + 3 + 7)/4 = 4 • 平均周转时间＝（7+10+4＋11）/4=8 • 平均带权周转时间=
• 3. SJF的变型 – “最短剩余时间优先”SRT(Shortest Remaining Time)（允许比当前进程剩 余时间更短的进程来抢占） – “最高响应比优先”HRRN(Highest Response Ratio Next)（响应比R = (等待时间 + 要求执行时间) / 要求 执行时间，是FCFS和SJF的折衷）
• 面向系统的准则
系统吞吐量高 处理机利用率好 资源的平衡利用
周转时间
• 批处理系统的重要指标。 • 作业从提交到完成（得到结果）所经历的时间 为周转时间。 • 包括：在外存后备队列中等待，CPU上执行， 就绪队列和阻塞队列中等待，结果输出等待。 • 平均周转时间T和平均带权周转时间（带权周 转时间W是 T(周转)/ (CPU执行)） • 平均周转时间: T 1 n T
操作系统课件-OS-第三章-第3章-3.3+3.4
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2) 时间片大小的确定
在时间片轮转算法中，时间片的大小对系统性能有很大的 影响，如选择很小的时间片将有利于短作业，因为它能较快地 完成，但会频繁地发生中断、进程上下文的切换，从而增加系 统的开销；反之，如选择太长的时间片，使得每个进程都能在 一个时间片内完成，时间片轮转算法便退化为FCFS算法，无法 满足交互式用户的需求。一个较为可取的大小是，时间片略大 于一次典型的交互所需要的时间。这样可使大多数进程在一个 时间片内完成。
静态优先权法简单易行，系统开销小，但不够精确，很 可能出现优先权低的作业(进程)长期没有被调度的情况。
因此，仅在要求不高的系统中才使用静态优先权。
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2) 动态优先权
动态优先权是指在创建进程时所赋予的优先权，是可以 随进程的推进或随其等待时间的增加而改变的，以便获得更 好的调度性能。
图3-6 q=1和q=4时进程的周转时间
From the textbook
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A
B C D E
0
4
If C Process takes 5 unit time?
7
11 13
17 18
q=4
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作业情况
进程名 到达时间
ABC 012
时 间 片 服务时间 4 3 5
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1) 非抢占式优先权算法
在这种方式下，系统一旦把处理机分配给就绪队列中优 先权最高的进程后，该进程便一直执行下去，直至完成；或 因发生某事件使该进程放弃处理机时，系统方可再将处理机 重新分配给另一优先权最高的进程。
这种调度算法主要用于批处理系统中；也可用于某些对 实时性要求不严的实时系统中。
os实验指导书(+实验提示)
操作系统实验指导书主编：杜俊俐计算机学院操作系统课程组2010年2月 20日前言操作系统是计算机系统中的核心系统软件，负责控制和管理整个系统的资源并组织用户协调使用这些资源，是计算机高效的工作。
操作系统课程是计算机科学与技术专业核心课程。
由于操作系统是最优秀、最复杂和最庞大的软件之一，所以，真正领会操作系统课程所介绍的感念、原理、方法和技巧等，是十分困难的。
经验表明，学习尤其是真正体会和掌握操作系统的最好方式是对它进行充分的实验。
为此，培养计划中为操作系统课程安排了16学时实验。
为了更好地发挥实验深入理解课程知识的学习作用及知识应用的实践方法，将课程中重要知识点设计成七个实验。
通过这些实验有助于学生全面、透彻的理解操作系统原理中的核心知识。
目录第一章、概述 (4)第二章、实验要求及注意事项 (5)第三章、实验项目 (6)实验一：进程创建与撤消 (6)实验二：进程调度 (7)实验三：进程通信 (8)实验四：分区式储器管理 (9)实验五：请求页式存储管理 (10)实验六：磁盘调度算法 (11)实验七：磁盘文件操作 (12)第四章、参考文献 (13)附录A:实验报告规范 (14)第一章、概述操作系统课程是计算机科学与技术专业核心课程。
《高级语言程序设计》、《数据结构》等课程为其前趋课程。
该课程理论性强，难以理解。
通过课程的实验，能帮助学生深透理解并真正领会操作系统课程所介绍的感念、原理、方法和技巧等。
实验学时为16，共分七个实验分别进行。
实验一：进程创建与撤消、实验二：进程调度、实验三：进程通信、实验四：分区式储器管理、实验五：请求页式存储管理、实验六：磁盘调度算法、实验七：磁盘文件操作。
其中实验五需4学时，其余均为2学时。
这七个实验对操作系统原理中的进程管理、存储器管理、文件系统等重要知识进行训练。
实现语言为Visual C++ 6.0，系统平台为Windows。
第二章、实验要求及注意事项实验环境要求：硬件：普通PC386以上微机；软件：windows操作系统；开发语言：Visual C++ 6.0；实验前应复习实验中所涉及的理论知识和算法，针对实验要求完成基本代码编写并完成预习报告、实验中认真调试所编代码并进行必要的测试、记录并分析实验结果，实验后认真书写符合规范格式的实验报告（参见附录A），并要求用正规的实验报告纸和封面装订整齐，按时上交。
第三章 用户接口与作业调度
优点：实现简单、公平 缺点：没考虑资源利用率和作业的特殊性
2. 短作业优先作业调度算法
基本思想：要求每个用户对自己作业所需耗费的
3.3 交互式作业(Cont.)
终端命令解释程序 提示符$
读入终端命令
分析
No Yes Logout? 建立子进程 后台命令？ Yes 输出子进程号 Yes
记账
终止
内部命令？
No No
处理
等子进程结束
3.4 系统调用(SYSTEM CALL)
系统调用是操作系统提供给软件开发人员的 唯一接口，开发人员可利用它使用系统功能。 OS核心中都有一组实现系统功能的过程（子 程序），系统调用就是对上述过程的调用。
作业的组成
作业由程序、数据和作业说明书三部分组成。 • 作业说明书包括作业基本情况、作业控制、作业 资源要求的描述；它体现用户的控制意图。如： 预计运行时间、要求的资源情况、执行优先级等。
– 作业基本情况：用户名、作业名、编程语言、最大处 理时间等； – 作业控制描述：作业控制方式、作业步的操作顺序、 作业执行出错处理； – 作业资源要求描述：处理时间、优先级、内存空间、 外设类型和数量等；
. 3 响应比高者优先作业调度算法
基本思想：在进行作业调度时，先计算每个
作业当时的响应比：
响应比 = ( 已等待时间 ) / ( 所需CPU时间 )
然后从中挑选出响应比最高的作业作为调度的对
象。
– 优点: 公平，吞吐率大 – 缺点: 增加择最高的作业。优先数
OS--第三章 徐宗元
动态重定位的示意图
中央处理器CPU 指令寄存器LOAD 1,2500 2500(逻辑地址) 10000
重定位寄存器 重定位寄存
0：
LOAD 1，2500
10100
100
LOAD 1，2500
10000
2500 +
MMU(存储管理部件)
365
365 12500 物理地 址 内存的地址 空间
2600
程序的地址空间
存储层次结构图
存储器存取时间减少 高速缓存器 <10MB 1~2时钟
存储器存取速度增加 主存 每位存储器成本增加 <1GB 1~4时钟
存储器容量减少
辅存
<100GB 5~50ms
存储层次结构-1
存储器的功能是保存数据，存储器的发展方向是高速、大容 量和小体积。 内存在访问速度方面的发展：DRAM、SDRAM、SRAM等； 硬盘技术在大容量方面的发展：接口标准、存储密度等； 存储组织是指在存储技术和CPU寻址技术许可的范围内组织 合理的存储结构。 其依据是访问速度匹配关系、容量要求和价格。 “寄存器-内存-外存”结构 “寄存器-缓存-内存-外存”结构； 微机中的存储层次组织： 访问速度越慢，容量越大，价格越便宜； 最佳状态应是各层次的存储器都处于均衡的繁忙状态 （如：缓存命中率正好使主存读写保持繁忙）；
CPU芯片
动态重定位-1
当CPU执行该指令时，地址变换硬件逻辑自动将指令 中的逻辑地址2500与重定位寄存器中的值相加，再 根据和值作为内存的绝对地址去访问该单元的数据， 读入的数据送到寄存器1。完成地址变换硬件是属于 存储管理部件 MMU，目前它已集成到中央处理器CPU 中。 由此可见，动态重定位是在指令执行过程中动态 进行，它由硬件完成，这样可以带来两个好处：⑴ 目标程序装入内存时无需任何修改，所以装入之后 再移动也不会影响其正确运行，这便于存储器用紧 缩来解决存储器的碎片问题。⑵一个程序由若干个 相对独立的目标模块组成时，每个目标模块各装入 一个存储区域，这些存储区域可以不相领接，只要 各个模块有自己对应的重定位寄存器就可以了。
微信小程序妖灵契答题答案
微信小程序妖灵契答题答案第1章作业一.单选题（共10题,100.0分）1以下哪个不是主流的手机操作系统？A、AndroidB、iOSC、Windows PhoneD、Blackberry正确答案： DBlackberry是黑莓手机，是一种手机品牌，不是一种手机操作系统A、2015年1月9日B、2016年1月9日C、2017年1月9日D、201年1月9日正确答案： C是2017年1月9日正式发布，距离苹果第一代手机发布正好十年3以下哪个不是正确的小程序入口？B、点击url地址进入C、扫码进入D、搜索关键词进入正确答案： B4注册账号时，需要选择的类型是？A、小程序B、订阅号C、服务号D、企业号正确答案： A5小程序注册的账号是？A、学号B、C、正确答案： B是，并且一个只能注册一个小程序账号6学生注册小程序用于个人研究，选择的程序主体类型是？A、企业B、政府C、媒体D、个人正确答案： D7关于小程序账号的注册，以下说明不正确的是？A、一个只能注册一个小程序B、注册时需要填写C、一个只能注册一个小程序一个可以注册5个小程序以下哪个不是小程序账号完善需要填写的内容？A、小程序名称B、小程序头像C、小程序介绍D、服务器地址正确答案： D需要填写的内容是：小程序名称、头像、介绍以及服务类目的选择9关于小程序成员类型，不包含以下哪个？A、开发者B、C、审核者D、体验者只有腾讯公司官方才审核A、UnixB、Mac OSC、Windows 32D、Windows 64正确答案： A只有三个版本：MacOS、Windows32和64位操作系统第2章作业一.单选题（共10题,100.0分）1新建项目时需要填写AppID，关于此项内容以下说法不正确的是？A、不填写AppID就无法成功创建项目。
B、只有填写了AppID的项目才可以进行手机预览。
C、如果填写了与开发者无关的AppID是无法创建成功的。
D、AppID也称为小程序ID，每个账号的ID都是唯一的。
OS第3章作业
10个单元的一种资源被3个进程A、B、C共享，每个进行的最 大需求量分别是4、7、8.假设它们对资源的申请序列如下表 所示。请问： （1）为了使系统不发生死锁，系统分配资源时采用银行家算法 。如果申请资源得不到满足，进程就转入阻塞态。在进行到 序号6时，3个进程各处于什么状态？获得的资源各是多少？ （2）系统会发生死锁吗？为什么？
P1 P2 计算每个进程还可能需要的资源。 （2）T0时刻是否为安全状态？若是，请给出安 全序列。 （3）在T0时刻若进程P2请求资源（0，3，4） ，是否能实施资源分配？为什么？ （4）在T0时刻若进程P4请求资源（2，0，1） ，是否能实施资源分配？为什么？ （5）在（4）的基础上，若进程P1请求资源（ 0，2，0），是否能实施资源分配？为什么？
序号 1 2 3 进程 A B C 申请资源数 2 4 2
4
5 6 …
B
C A …
2
2 2 …
一个系统有五个并发进程P1、P2、P3、P4、
P5，有三类资源A、B、C，其中A资源的数量 是17，B资源的数量是5，C资源的数量是20 ，T0时刻系统如表所示。
最大资源需求量 A B C 5 5 9 5 3 6 4 0 11 4 2 5 4 2 4 已分配资源数量 A B C 2 1 2 4 0 2 4 0 5 2 0 4 3 1 4
该银行家的资金总额为10个资金单位其中c1客户要借9个资金单位c2客户要借3个资金单位c3客户要借8个资金单位总计20个资金单位
第3章 死锁
作业
有三个客户C1，C2，C3，向银行家贷款。该银
行家的资金总额为10个资金单位，其中C1客户 要借9个资金单位，C2客户要借3个资金单位， C3客户要借8个资金单位，总计20个资金单位 。若T0时刻，客户占用及还需资源的状态如下 图所示，银行家该如何分配资金？请给出安全 序列。 客户 C1 C2 C3 已分配资源 2 2 4 还需申请资源 7 1 4
计算机系统概论第三章测验及答案
第三章测验一、判断1. 文档不属于软件,所以不重要。
() 2. 软件学是专门研究软件开发的学科。
() 3. 通常把计算机软件分为系统软件和应用软件。
() 4. 所谓系统软件就是购置计算机时，计算机供应厂商所提供的软件。
() 5. 当前流行的操作系统是Windows系列及Office系列。
() 6. Word属于系统软件，因为它在多个行业、部门中得到广泛的使用。
() 7. Oracle是一数据库软件，属于系统软件。
() 8. “软件工程”的概念出现在计算机软件发展的第三阶段。
() 9. 一般只有硬件、没有软件的计算机被称为“裸机”。
() 10. 计算机操作系统自举完成后，操作系统的所有程序常驻内存。
() 11. Windows操作系统可以在任意的计算机上安装。
() 12. Linux操作系统是Unix简化后的新版本。
() 13. 机器语言程序是直接运行在裸机上的最基本的系统软件。
() 14. 汇编语言是面向机器指令系统的机器语言。
() 15. 计算机硬件就是组成计算机的各种物理设备的总称。
() 16. 同一个程序在解释方式下的运行效率比在编译方式下的运行效率低。
() 17. 编译程序仅是指从高级语言到机器语言的翻译程序。
() 18. 在设计程序时一定要选择一个时间代价和空间代价都是最小的算法，而不用考虑其它问题。
() 19. 离散数学的主要研究对象是连续的数据结构。
() 20. 数据结构的内容包括数据的逻辑结构、存储结构以及在这些数据上定义的运算的集合。
() 21. 链接表是以指针方式表示的“线性表结构”。
() 22. 程序与算法不同，程序是问题求解规则的一种过程描述。
() 23. 软件产品的设计报告、维护手册和用户使用指南等不属于计算机软件。
() 24. 支持多用户、多任务处理和图形用户界面是Windows的特点。
() 25. 程序设计语言按其级别可以分为硬件描述语言、汇编语言和高级语言三大类。
OS第三章2
11
4/14/2020
产生死锁的必要条件
❖ 设某系统中有一类资源的总数目为8，它们 由N个进程竞争，每个进程各需要3台该资源， 则N为多少时不会产生死锁？
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4/14/2020
处理死锁的基本方法
❖ 预防死锁 ❖ 避免死锁 ❖ 检测死锁 ❖ 解除死锁
事先预防策略
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4/14/2020
预防死锁
❖ 通过设置限制条件破坏产生死锁的四个必要 条件中的一个或几个来预防死锁的产生
银行家算法说明性实例
❖ 设T1时刻有Request1(1,0,2)，按银行家算法要求可知
1） Request1(1,0,2) ≤ Need1(1,2,2) 2） Request1(1,0,2) ≤ Available (3,3,2) 3）按P1请求尝试性分配资源后，资源变化如后表所示 4）再利用安全性算法检查此时系统是否安全
18
4/14/2020
安全状态
❖ 系统能按某种进程的安全序列为每个进程Pi 分配其所需资源，直至满足每个进程对资源 的最大需求，使其全部能顺利完成；若不存 在这样的序列，则称系统处于不安全状态
❖处于不安全状态的系统可能会产源自死锁，避 免死锁就是避免系统进入不安全状态
❖ 如果某状态是非安全的，仅表示资源管理器 “失去控制”，死锁与否将由进程以后的活 动来决定
❖ 分配资源时若不按照安全序列的顺序，可能会导 致OS由安全状态进入不安全状态 eg：在上例中，为进程P3分配一台磁带机，系统进 入不安全状态，此时再也找不到一个安全序列
进程
P1 P2 P3
最大需求
10 4 9
已分配
5 2 3
可用
2
26
4/14/2020
第六章作业(OS)答案
第六章作业(O S)答案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN第六章作业1．存放在某个磁盘上的文件系统，采用混合索引分配方式，其FCB中共有13个地址项，第0~9个地址项为直接地址，第10个地址项为一次间接地址，第11个地址项为二次间接地址，第12个地址项为三次间接地址。
如果每个盘块的大小为512字节，若盘块号需要用3个字节来描述，而每个盘块最多存放170个盘块地址：(1)该文件系统允许文件的最大长度是多少？(2)将文件的字节偏移量5000、15000、150000转换为物理块号和块内偏移量。
答：（1）该文件系统中一个文件的最大长度可达：10+170+170*170+170*170*170=4942080块=4942080*512字节=2471040KB （2）5000/512得到商为9，余数为392，即字节偏移量5000对应的逻辑块号为9，块内偏移量为392。
由于9<10，故可直接从该文件的FCB的第9个地址项处得到物理盘块号，块内偏移量为392。
15000/512得到商为29，余数为152，即字节偏移量15000对应的逻辑块号为29，块内偏移量为152。
由于10≤29<10+170，而29-10=19，故可从FCB 的第10个地址项，即一次间址项中得到一次间址的地址；并从一次间址块的第19项（即该块的第57~59这3个字节）中获得对应的物理盘块号，块内偏移量为152。
150000/512得到商为292，余数为496，即字节偏移量150000对应的逻辑块号为292，块内偏移量为496。
由于10+170≤292<10+170+170*170,而292-(10+170)=112，112/170得到商为0，余数为112，故可从FCB的第11个地址项，即二次间址项中得到二次间址块的地址，并从二次间址块的第0项中获得一个一次间址块的地址，再从该一次间址块的第112项中获得对应的物理盘块号，块内偏移量为496。
OS第3章
3、分配矩阵Allocation n×m 如果Allocation[i，j]=k, 表示进程i当前已分得Rj类资源的 数目为k. 4、需求矩阵Need n×m
如果Need[i，j]=k, 表示进程i还需要Rj类资源k个,方能完成
其任务.
上述三矩阵存在下述关系: Need[i,j]= Max[i,j]- Allocation[i,j]
阻塞队列
等待事件
图3-1 仅具有进程调度的调度队列模型
（二）具有高级和低级调度的调度队列模型
作业调度 时间片完
后备队列
事件1出现
事件2出现
就绪队列
进程调度 等待事件1 等待事件2
CPU
进程完成
阻 塞 队 列1
阻 塞 队 列2
…
…
事件n出现
…
阻 塞 队 列n
等待事件n
图3-2 具有高级、低级调度的调度队列模型
S3
S1
P2: … Request(S1) ;Release(S2);… P3 P3: … Request(S2) ;Release(S3);…
则可能发生死锁 S2
P2
图 3-15 进程之间通信时的死锁
(二)进程推进顺序不当引起死锁
1、进程推进顺序合法
2、进程推进顺序非法（不当）
不安全区 P2 2
三、实时调度实例
1、具有开始截止时间的非周期实时任务的调度 2、具有完成截止时间的周期性实时任务的调度
* 多处理机调度
一、进程调度
（一）同构型多处理机系统中的进程调度
1、静态分配
2、动态分配
3、自调度
（二）异构型多处理机系统中的进程调度
二、自调度
1、自调度方式的优点：
第3章处理机调度习题.doc
笫三章处理机调度习题一、单项选择题1.批处理作业是被成批存放到（）中以等待作业调度选择。
A.输出井B.输入井C.主存缓冲区D.设备缓冲区2.批处理作业必须向计算机系统提交的一份作业控制说明书应该是用（）来书写的。
A.作业控制语言B.程序设计语言C.操作控制命令D.特权指令3.下述的作业调度算法中，（）调度算法是与作业估计的计算时间有关的。
A.先来先服务B.均衡C.响应比高者优先D.时间片轮转4.一种既有利于短作业又兼顾长作业的作业调度算法是（）算法。
A.先来先服务B.优先数C.响应比高者优先D.时间片轮转5.在多道程序设计系统中，有三个作业JI、J2、J3到达时间依次为&00、&30、9:00,它们需计算的时间分别为2 小时，1小时和0.5小时。
系统采用响应比高者优先调度算法在10:00开始选择作业，作业被选中的次序应该是（）。
A. J1、J2、B .J1、J3、J2C. J2、JI、J3D .J3、J2、J16.用户通过终端使用计算机系统控制作业执行的方式称为（）方式。
A.自动B.联机C.脱机D.假脱机7.操作系统提供给用户来说明交互式作业加工步骤的手段是（）。
A.会话语言B.汇编语言C.操作控制命令D.通道命令8.分时系统中的终端用户是使用（）以交互方式请求系统联机服务的。
A.作业操作语言B.程序设计语言C.预输人命令D.操作控制命令二、多项选择题1.一个作业往往要分几个作业步执彳丁，对批处理作业系统总是（）。
A.按用户书写的作业控制说明书的规定控制作业执行B.按系统确定的顺序控制作业的执行C.允许不同的作业可以有不同的作业步顺序D.允许用户任意变更作业步的执行顺序E.在一个作业步执行结束后再取下一个作业步执行2.作业调度算法的选择是与系统的设计目标有关的，一个理想的调度算法应该是（）。
A.对用户公平且使用户满意B.尽可能使系统资源都处于忙碌状态C.在单位时间里尽可能为更多的作业服务D.尽量缩短每个作业的周转时间E.尽可能地减少作业在输入井的等待时间3.在一个具有分时兼批处理的计算机系统中，往往同时有批处理作业和终端作业请求执行，系统总是（）。
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第3章 死锁
作业
有三个客户C1，C2，C3，向银行家贷款。该银
行家的资金总额为10个资金单位，其中C1客户 要借9个资金单位，C2客户要借3个资金单位， C3客户要借8个资金单位，总计20个资金单位 。若T0时刻，客户占用及还需资源的状态如下 图所示，银行家该如何分配资金？请给出安全 序列。 客户 C1 C2 C3 已分配资源 2 2 4 还需申请资源 7 1 4
序号 1 2 3 进程 A B C 申请资源数 2 4 2
4
5 6 …
B
C A …
2
2 2 …
一个系统有五个并发进程P1、P2、P3、P4、
P5，有三类资源A、B、C，其中A资源的数量 是17，B资源的数量是5，C资源的数量是20 ，T0时刻系统如表所示。
最大资源需求量 A B C 5 5 9 5 3 6 4 0 11 4 2 5 4 2 4 已分配资源数量 A B C 2 1 2 4 0 2 4 0 5 2 0 4 3 1 4
P1 P2 P3 P4 P5
T0时刻系统状态表
（1）计算每个进程还可能需要的资源。 （2）T0时刻是否为安全状态？若是，请给出安 全序列。 （3）在T0时刻若进程P2请求资源（0，3，4） ，是否能实施资源分配？为什么？ （4）在T0时刻若进程P4请求资源（2，0，1） ，是否能实施资源分配？为什么？ （5）在（4）的基础上，若进程P1请求资源（ 0，2，0），是否能实施资源分配？为什么？