操作系统计算分析题全

计算分析题

1、叙述操作系统的基本特征以及相互间的关系？

基本特征：并发性，共享性，虚拟性，异步性

关系：并发行是前提，并发与共享是最基本的特征，是互为存在条件；资源共享是以程序的并发执行为条件的。系统不能对资源共享进行有效管理，必然会影响并发执行的程度，甚至出现进程的死锁。

2、设磁带中有A、B、C三道程序，按照A、B、C优先级次序执行（可剥夺），执行时间如

表(ms)，假设三道程序使用相同的设备进行I/O操作，计算出出单道和多道程序下CPU 和I/O设备各自的利用率？

1 单道批处理时间260ms

Cpu利用率=150/260=57.7% 110/260=42.3

多道批处理时间190ms

Cpu利用率=150/190=78.9% 110/190=57.9%

3、试对实时操作系统和分时操作系统进行比较。

1、及时性：（a）实时信息处理与分时系统一样，都是以人所能接受的等待时间来确定的一

般为2-3秒（b）实时控制系统要求比较高，以控制对象要求的截至时间来确定，一般分为秒级，百毫秒级，毫秒，甚至低于100微秒

2、可靠性：实时系统的可靠性比分时系统的可靠性更加严格经济损失，灾难事故

3、多路性：分时系统：多个用户；实时系统：对多路的现场信息进行采集，对多个对象，

多个执行机构进行控制

4、独立性：分时：用户独立；实时：信息采集和对象控制，互不干扰

5、交互性：分时：主机可以像终端提供数据处理服务，资源共享服务；实时：只限于访问

系统中某专用服务程序

6、简单说明进程图和前驱图的区别？

结点：进程图的结点表进程，前驱图的结点表语句，程序段，进程

边：进程图：A->B表A进程创建B进程，且AB进程同时并发进行

前驱图：p1->p2表p1必须在p2前执行，p1与p2不能并发执行

7、描述同步机制应遵循的原则，说明为什么记录型信号量能实现“让权等待”？

1空闲让进：当无进程在互斥区时，任何有权使用互斥区的进程可以进入

忙则等待：不允许两个以上的进程同时进入互斥区

有限等待：任何进入互斥区的需求应在有限的时间内得到满足

让权等待：处于等待状态的进程应效率占用cpu，以使其它进程有机会得到cpu的使用

2当s<0时，则将进程状态置为等待状态，将该进程的PCB插入相应的等待队列求尾queue 8、阐述进程的状态转换（三态）以及转换的原因？

1就绪状态：当进程分配到cpu以外的所有必须资源后，只要再获得cpu便可立即执行

执行状态：进程已获得cpu，其进程正在执行

阻塞状态：正在执行的进程由于发生某外部事件而暂时无法执行

2就绪->执行：cpu空闲，调度程序选择一个新的程序运行

运行->就绪：运行进程用空闲时间片，就绪队列排空；运行进程被中断，因为一高优先级进程处于就绪状态

运行->等待：操作系统尚未完成服务；对一资源的访问尚不能进行；初始化I/O且必须等待结果；等待某一进程提供输入（IPL）

等待->就绪：当所有等待的事发生

9、简要描述信号量S的物理含义以及采用P(S)和V(S)操作的注意事项?

1物理含义：s>0表示有s个资源可用，s=0表示无资源可用，s<0，|s|表示s等待队列中的进程个数 p（s）表示申请一个资源，v（s）表示释放一个资源（信号量的初始值>=0）2注意事项：pv操作必须成对出现，有一个p操作就有一个v操作；当为互反操作时，它们同处于同一进程；当为同步操作时，则不在同一进程中出现；如果p（s1）与p（s2）两操作在一起，则p操作的顺序至关重要；一个同步p操作与一个互斥p操作在一起时同步p 操作在互斥p操作前，而v操作顺序无关紧要

10、下图给出3个进程合作完成某一任务的图，A进程向缓冲区1写入信息，B进程从缓冲

区1读出信息写入到缓冲区2中，C进程从缓冲区2中读出信息。试说明4个进程间的同步关系，并用pv操作描述进程同步。

A → →

B → →

C 1AB 互斥共享缓冲区1，BC 互斥共享缓冲区2；AB 因缓冲区1的缘故存在相互制约的关系； BC 因缓冲区2的缘故存在相互制约的关系

2Semaphore S1=0 A （） B() C() Semaphore S2=1 ｛ ｛ ｛

Semaphore S=1 while （T ） while （T ） while （T ） Main （） p （s2）； p （s1） p （s2） ｛cobegin p （s ）； p （s ）； p （s ）；

A() 写入信息； 读出信息 ； 读出信息； B() v （s ）； v （s ）； v （s ）； C() v （s1）； v （s2）； v （s1）； Coend}

6、图给出4个进程合作完成某一任务的前驱图，试说明4个进程间的同步关系。并用P 、V 操作描述它。

答：设三个同步信号量b2，b3，b4分别表示进程S2，S3，S4是否可以开始执行，其初值均为0.这四个进程的同步描述如下：b2,b3,b4:semaphore ；b2:=0；b3:=0；b4:=0

1、现有3个同时到达的作业1、

2、3，他们各自的运行时间为a、b、c，且a

照单道方式运行且采用短作业优先算法，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。

答：采用短作业优先调度算法，因此作业执行顺序为：1→2→3.作业1执行时间为a，等待时间为0，作业2执行时间为b，等待时间为a。作业3执行时间为c，等待时间为（a+b）。因此：3个作业总的周转时间T1=a+(a+b)+(a+b+c)=3a+2b+c。不失一般性，假设调度顺序为2→1→3，则其总的周转时间为T2=b+(b+a)+(b+a+c)=3b+2a+c.

T2-T1=(3b+2a+c)-(3a+2b+c)=(b-a) ＞0

2、假设有4个作业，他们的提交、运行时间如下表，计算在单道程序环节下，采用先来先

服务、短作业优先、高响应比优先的调度算法下，平均周转时间和平均带权周转时间为多少，并指出他们的调度顺序。（时间单位：小时，以十进制进行计算）

作业号提交时间运行时间

1 8.0 2.0

2 8.

3 0.5

3 8.5 0.1

4 9.0 0.4