操作系统例题汇总

讨论
(1)在单道程序环境下，程序顺序执行，CPU被 一道程序独占，即使CPU空闲，其他程序也不 能使用，所以CPU的利用率低。
(2)在多道程序环境下，若干个程序宏观上同时执行，微观上交替执行。|当其中一个程序由
于某种原因(例如进行1/O操作)而不能占用CPU时,其他程序就可以占用CPU提高了CPU的 利用率。
例1.2什么是多道程序设计，它的主要优点是什么？
解：所谓多道程序设计是指把一个以上的程序存放在内存中，并且同时处于运行状态，这些 程序共享CPU和其他计算机资源。其主要优点是：
(1)CPU的利用率高：在单道程序环境下，程序独占计算机资源，当程序等待I/O操作时CPU空闲，造成CPU资源的浪费。在多道程序环境下，多个程序共享计算机资源，当某个程序等
（1）在顺序执行程序A和B时，CPU勺利用率是多少？
（2）在多道程序环境下执行时，CPU勺利用率是多少？
例题：考虑5个进程P1,P2, P3, P4, P5,见表2.1。规定进程的优先数越小，优先级越咼。试 描述在采用下述几种调度算法时各个进程运行过程，并计算采用每种算法时的进程平均周转时间。
进程
创建时间
解：分时系统是指在一个系统中多个用户分时地使用同一计算机。实时系统是指计算机及时响应
外部事件的请求，在规定时限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 地运行。
实时系统与分时系统的主要区别有两点。
（1）分时系统的目标是提供一种通用性很强的系统，有较强的交互能力，而实时系统则大都是具 有特殊用途的专用系统，交互能力略差；
运行时间
优先数
P1
0
3
3
P2
2
6
5
P3
4
4
1
P4
6
5
2
P5
8
2
4
假设忽略进程的调度时间。
(1)先来先服务调度算法;
M<1 )先来先酿务法；进程的运行过程如图2.3所示。
-J
图2-3先来先服务涮度興法进程的运疔过樫示愈图
(2)时间片轮转调度算法(时间片为1n s);
(3)非剥夺式优先级调度等法；
(4)剥夺式优先级调度算法。
1.2例题精选
例1.1如何理解虚拟机的概念？
解：一台仅靠由硬件组成的计算机一般被称为裸机，不易使用。操作系统为用户使用计算机提
供了许多服务，从而把一台难于使用的裸机改造成了功能更强大、使用更方便的计算机系统，这 种计算机系统称为虚拟机。所谓虚拟，是指把一个物理上的实体变为若干个逻辑上的对应物。前 者是实际存在的，而后者是虚的，只是用户的一种感觉。在单CPU的计算机系统中能同时运行多
(3)在该例中，当程序A使用完设备甲时，由于CPU正被程序B占用，所以程序A必 须等待一段时间（如虚线所示）。同理，当程序B第二次使用完CPU准备使用设备动时，由于此时 设备乙正被程序A占用，所以程序B也必须等待一段时间（如虚线所示），这时CPU将空闲 （如虚线所示）。
例1.4试述分时系统与实时系统，并比较它们的区别。
(2)在多道程序环境下，CPU的利用率是多少？
解(1)程序A和程序B顺序执行时，程序A执行完毕，程序B才开始执行。两个程序共耗时80S,其中占用CPU时间为40S,顺序执行时CPU的利用率为50%。
(2)在多道程序环境下，两个程序并发执行，其执行情况如图所示。可以看出，两个程序共耗
时45S,其中占用CPL时间为40S,故此时CPU的利用率为40/45=88.89%。
6.根据你使用计算机系统的经验，说明操作系统的作用。
7.试说明批处理系统、分时系统和实时系统的主要特征。
8.如何理解网络操作系统的主要功能？
9.A,B两个程序,A按顺序使用CPU10S,使用设备甲5s,使用CPU5s,使用设备乙10s,最后使 用CPU 10s;程序B按顺序使用设备甲10s,使用CPU 10s,使用设备乙5s,使用CPU 5s,最 后使用设备乙10s。请问：
（A）多路性（B）交互性（C）独占性（D）成批性
（3）下列仅一条指令只能在管态下执行。
（A）读取时钟指令（B）访管指令（C）屏蔽中断指令（D）取数指令
2•何谓管态（系统态）和目态（用户态）？
3.一般从哪几方面对操作系统的性能进行评价？
4•试说出几种你所熟悉的操作系统名称，并说明其特征。
5.试列举UNIX操作系统的特点。
例1.3 A，B两个程序，程序A按顺序使用CPU10S,使用设备甲5S，使用CPU5S，使用 设备乙10S，最后使用CPU10S。程序B按顺序使用设备甲10S，使用CPU10S，使用Hale Waihona Puke Baidu备 乙5S,使用CPU 5S使用设备乙10S。(忽略调度程序执行时间)试问：
(1)在顺序环境下执行程序A和程序B，CPU的利用率是多少？
待I/0操作时，CPU可以执行其他程序，这大大地提高 了CPU的利用率。
(2)设备利用率高：在多道程序环境下，内存和外设也由多个程序共享，无疑也会提高内存 和外设的利用率。
(3)系统吞吐量大：在多道程序环境下，资源的利用率大幅度提高，减少了程序的等待时间， 提高了系统的吞吐量。
讨论多道程序在计算机中并发地运行是现代计算机系统的重要特征。早期的单道批处理系 统与人工操作相比自动化程度大大提高，但系统中仍有较多的空闲资源，系统的性能较差。多遭 批处理系统虽有很多优点，但这种系统交互能力差，作业的平均周转时间长。多道程序处理系统 要解决的主要问题是，如何使多个程序合理、有序地共事处理机、内存、外设等资源。
（2）分时系统对响应时间虽有要求，但一般来说，响应时间由人所能承受的等待时间来确定；而 实时系统对响应时间要求更高，一般由控制系统或信息处理系统所能接受的延迟时间来决定。
1.3习题
1.填空题：
（1）当CPU执行操作系统代码时，称处理机处于
（A）执行态（B）目态（C）管态（D）就绪态
（2）在下列性质中，不是分时系统的特征。
道程序，好像每个程序都独享一个CPU这就是虚拟。在构造操作系统时，把操作系统分成若干 层，每层完成特定的功能，从而形成一个虚拟机。下层的虚拟机为上层的虚拟机提供服务，这样 逐次扩充以完成操作系统的功能。
讨论 “虚拟”的概念体现在操作系统的方方面面。例如，虚拟存储器，使一台只有4MB内
存的计算机可以运行总容量远远超过4MB的程序；虚拟外设，能够使多个用户同时访问该外设等。