《操作系统》第一次作业参考答案
习题与参考答案
? 1.1总结目前计算环境的特点
答：1、多样化：计算设备种类、速度、容量差异极大，价格日益便宜，人均拥有计算设备数量越来越多。
2、分布式计算：大部分计算和服务都依赖通过网络连接的大量计算设备分布式完成。
3、摩尔定律接近极限，多核化成为未来发展方向。
4、移动计算设备超过台式机，成为主流。
5、触控成为人机交互的重要方式。
? 1.2 举例说明操作系统的设计目标？
答：1有效性（1）提高系统资源利用率（2）提高系统吞吐量，例如：有效管理和分配资源，合理组织计算机工作流程
2方便性，使计算机系统更方便用户的使用，例如：图形化接口、文件方式提供用户数据管理等
3可扩充性，计算机硬件和体系结构的迅猛发展及其所对应的更高的功能和性能要求，例如：微内核结构和客户服务器模式，以便于方便地增加新的功能和模块，并能修改老的功能和模块
4开放性，不同厂家与不同类型的计算机及其设备的网络化集成和协同工作，实现应用程序可移植性和互操作性
? 1.3 作为资源的管理者，操作系统与政府具有类似的作用，请进行具体的类比。答：政府是国家资源的管理者和协调者、社会秩序的维护者以及公共服务的提供者。与政府的职能类似，操作系统也具有资源管理者、仲裁以及公共服务的作用
政府是社会资源的管理者，负责对社会资源的分配、处理以及协调等工作，类似的，操作系统是计算机系统的资源管理者，它负责处管理分配计算机资源，比如说负责分配和控制处理机；负责内存的分配与回收内存；协调不同程序对外设的访问等等。
政府中负责秩序机构包括公检法的机构，同样操作系统也需要防止用户对操作系统本身或者其他用户数据的破坏，保护共享文件资源等。
政府提供道路、水电等公共服务，类似的，操作系统为用户和应用程序提供文件管理、I/O操作等公共服务。
? 1.4 硬件系统发展变化极快，种类复杂，操作系统是采用什么方法来应对这两个问题的？
答：现代OS采用虚拟化的技术来实现对硬件变化隔离，即OS通过分层的体系结构，实现对物理机的虚拟化，形成一个逻辑上具有相同计算能力等更方便的虚拟计算机。通过将与硬件密切相关的部分放入OS的底层，而OS的高层为用户提供统一、稳定的
接口，不依赖硬件，使得OS具有良好的系统扩展性和适应性，当硬件改变或者增加时，可以更换或者增加相应的底层模块（例如硬件驱动程序）来应对不断发展的计算机硬件系统。
? 1.5 与联机I/O相比，脱机I/O有何优势？为什么？
答：（1）减少了CPU的空闲时间。装带、卸带以及将数据从低速I/O设备送到高速磁带上，都是在脱机情况下进行的，并不占用主机时间，从而有效地减少了CPU的空闲时间，缓和了人机矛盾。
（2）提高了I/O速度。当CPU在运行中需要数据时，是直接从高速的磁带或磁盘上将数据调入内存的，不再是从低速I/O设备上输入，极大地提高了I/O速度，从而缓和了CPU和I/O设备速度不匹配的矛盾，进一步减少了CPU的空闲时间，提高了CPU 利用率。
? 1.6 假设每个程序人工操作时间需要10min,每个程序执行时间为50min，采用单道批处理（每批10个程序）可以比无OS时的吞吐量（单位时间完成的任务量）提高多少？
答：无OS人工操作处理一批（10个程序）程序耗时：10*（10+50）=600min 单道批处理耗时：人工输入耗时10*10=100min；计算10*50=500min，当有多批作业时上述两操作可以并行，因此实际耗时500min
吞吐量提高(1/500-1/600 ) / 1/600=20%
? 1.7 共有5个程序，每个程序都是如下方式执行：先输入数据用时2min，再计算用时2min，最后输出用时2min。请问如果用单道批处理和多道批处理，两者的周转时间（从作业提交系统到最后完成的时间）各为多少？
答：单道批处理周转时间为：5*（2+2+2）=30min
多道批处理周转时间为：2（第一个程序输入的时间）+5*2（程序计算时间同时下一个程序输入时间和上一个程序输出时间）+2（最后一个程序输出时间）=14min
? 1.8 分时OS一定是多道吗？这两类操作系统，哪个的吞吐量更大？
答：一般来说，分时一定要求多个用户作业直接进入内存，因此是多道的，但不是多道批处理OS。
分时OS能将一台计算机虚拟成多个计算机提供给多个用户使用，实现了对用户的及时响应以及交互性。
多道批处理OS在内存中驻留多道程序，作业切换的时机包括I/O操作或者作业完成；而分时OS在上述切换时机之外，还包括时间片用完被迫切换，因此多道批处理切换次数较少，因为切换而浪费的CPU时间较少，多道批处理OS吞吐量更大。
1.9 实时OS有何特征。如果要设计一个新的实时OS,你愿意选择基于多道批处理
OS还是分时OS来设计？为了达到实时OS的要求，你认为需要做哪些改进？答：实时OS的特征是能及时或即时响应外部事件的请求，在规定的时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地运行。可选择基于分时OS来设计，因为分时操作系统可以在时间中断时获得系统控制权，及时协调程序执行的次序，保证进程对时间要求。为了确保进程的开始截止时间或完成截止时间等要求，需要对调度算法进行改进，优先执行截止时间早的进程；通过对系统结构进行改进，进一步提高系统的可靠性。
2020批次操作系统大作业
20200415批次操作系统 1.现代操作系统一般都提供多任务的环境，试回答以下问题。 (1) 为支持多进程的并发执行，系统必须建立哪些关于进程的数据结构？ (2) 为支持进程的状态变迁，系统至少应该供哪些进程控制原语？ (3) 当进程的状态变迁时，相应的数据结构发生变化吗？ （1）为支持多进程的并发执行，系统必须建立哪些关于进程的数据结构？ 答：为支持进程的并发执行，系统必须建立“进程控制块（PCB）”， PCB的组织方式常用的是链接方式。 （2）为支持进程的状态变迁，系统至少应该供哪些进程控制原语？ 答：进程的阻塞与唤醒原语和进程的挂起与激活原语。 （3）当进程的状态变迁时，相应的数据结构发生变化吗？ 答：创建原语：建立进程的PCB，并将进程投入就绪队列。； 撤销原语：删除进程的PCB，并将进程在其队列中摘除； 阻塞原语：将进程PCB中进程的状态从运行状态改为阻塞状态，并将进 程投入阻塞队列； 唤醒原语：将进程PCB中进程的状态从阻塞状态改为就绪状态，并将进 程从则色队列摘下，投入到就绪队列中。 现代操作系统一般都提供多进程(或称多任务)运行环境，回答以下问题： 为支持多进程的并发执行，系统必须建立哪些关于进程的数据结构 正确答案 为支持多进程的并发执行，系统为每个进程建立了一个数据结构：进程控制块(PCB)，用于进程的管理和控制。PCB中记录了有关进程的一些描述信息和控制信息，包括进程标识符、进程当前的状态、优先级、进程放弃CPU时的现场信息，以及指示组成进程的程序和数据在存储器中存放位置的信息、资源使用信息、进程各种队列的连接指针和反映进程之间的隶属关系的信息等。 现代操作系统一般都提供多进程(或称多任务)运行环境，回答以下问题： 为支持进程状态的变迁，系统至少应提供哪些进程控制原语
操作系统 习题答案(中文版)
操作系统概第七版中文版习题答案（全） 1.1在多道程序和分时环境中，多个用户同时共享一个系统，这种情况导致多种安全问题。a. 列出此类的问题 b.在一个分时机器中，能否确保像在专用机器上一样的安全度？并解释之。 答：a.窃取或者复制某用户的程序或数据；没有合理的预算来使用资源（CPU，内存，磁盘空间，外围设备）ｂ．应该不行，因为人类设计的任何保护机制都会不可避免的被另外的人所破译，而且很自信的认为程序本身的实现是正确的是一件困难的事。 1.2资源的利用问题在各种各样的操作系统中出现。试例举在下列的环境中哪种资源必须被严格的管理。（ａ）大型电脑或迷你电脑系统（ｂ）与服务器相联的工作站（ｃ）手持电脑 答：（ａ）大型电脑或迷你电脑系统：内存和CPU资源，外存，网络带宽（ｂ）与服务器相联的工作站：内存和CPU资源（ｃ）手持电脑：功率消耗，内存资源 1.3在什么情况下一个用户使用一个分时系统比使用一台个人计算机或单用户工作站更好？ 答：当另外使用分时系统的用户较少时，任务十分巨大，硬件速度很快，分时系统有意义。充分利用该系统可以对用户的问题产生影响。比起个人电脑，问题可以被更快的解决。还有一种可能发生的情况是在同一时间有许多另外的用户在同一时间使用资源。当作业足够小，且能在个人计算机上合理的运行时，以及当个人计算机的性能能够充分的运行程序来达到用户的满意时，个人计算机是最好的，。 1.4在下面举出的三个功能中，哪个功能在下列两种环境下，(a)手持装置(b)实时系统需要操作系统的支持？(a)批处理程序(b)虚拟存储器(c)分时 答：对于实时系统来说，操作系统需要以一种公平的方式支持虚拟存储器和分时系统。对于手持系统，操作系统需要提供虚拟存储器，但是不需要提供分时系统。批处理程序在两种环境中都是非必需的。 1.5描述对称多处理（ＳＭＰ）和非对称多处理之间的区别。多处理系统的三个优点和一个缺点？ 答：ＳＭＰ意味着所以处理器都对等，而且I/O可以在任何处理器上运行。非对称多处理有一个主处理器控制系统，与剩下的处理器是随从关系。主处理器为从处理器安排工作，而且I/O也只在主处理器上运行。多处理器系统能比单处理器系统节省资金，这是因为他们能共享外设，大容量存储和电源供给。它们可以更快速的运行程序和增加可靠性。多处理器系统能比单处理器系统在软、硬件上也更复杂（增加计算量、规模经济、增加可靠性） 1.6集群系统与多道程序系统的区别是什么？两台机器属于一个集群来协作提供一个高可靠性的服务器的要求是什么？ 答：集群系统是由多个计算机耦合成单一系统并分布于整个集群来完成计算任务。另一方面，多道程序系统可以被看做是一个有多个CPU组成的单一的物理实体。集群系统的耦合度比多道程序系统的要低。集群系统通过消息进行通信，而多道程序系统是通过共享的存储空间。为了两台处理器提供较高的可靠性服务，两台机器上的状态必须被复制，并且要持续的更新。当一台处理器出现故障时，另一台处理器能够接管故障处理的功能。 1.7试区分分布式系统（distribute system）的客户机-服务器（client-server）模型与对等系统（peer-to-peer）模型 答：客户机-服务器（client-server）模型可以由客户机和服务器的角色被区分。在这种模型下，客户机向服务器发出请求，然后服务器满足这种请求。对等系统（peer-to-peer）模
操作系统题库 (1)
操作系统复习题： 1.现代OS具有并发性和共享性，是由（D）的引入而导致的。 A.单道程序 B.磁盘 C.对象 D.多道程序 2.系统的主要功能有（c）。 A.进程管理、存储器管理、设备管理、处理机管理 B.虚拟存储管理、处理机管理、进程调度、文件系统 C.处理机管理、存储器管理、设备管理、文件系统 D.进程管理、中断管理、设备管理、文件系统 3.操作系统是对（C）进行管理的软件。 A.硬件 B.软件 C.计算机资源 D.应用程序 4. Windows 98 是（C ）操作系统。 A.多用户分时 B.批处理系统 C.单用户多任务 D.单用户单任务 5. 一个进程释放了一台打印机，他可能会改变（A）的状态。 A另一个等待打印机的进程 B 输入、输出进程 C 自身进程 D 所有等待打印机的进程 6.在进程转换时，下列（D）转换是不可能发生的 A、运行态变为就绪态 B、运行态变为阻塞态 C、就绪态变为运行态 D、阻塞态变为运行态 7.分页式存储管理中，地址转换工作是由（A ）完成的。 A、硬件 B、地址转换程序 C、用户程序 D、装入程序 8.对记录式文件，操作系统为用户存取文件信息的最小单位是（ B ）。 A、字符 B、数据项 C、记录 D、文件 9.一作业进入内存后，则所属该作业的进程初始时处于（ C ）状态。 A、运行 B、等待 C、就绪 D、收容 10.临界区是指并发进程中访问共享变量的（ D ）段。 A、管理信息 B、信息存储 C、数据 D、程序 11.产生系统死锁的原因可能是由于（ C ）。 A、进程释放资源 B、一个进程进入死循环 C、多个进程竞争，资源出现了循环等待 D、多个进程竞争共享型设备 12.地址重定位的结果是得到（C ） A．源程序B．编译程序C．目标程序D．执行程序 13.运行时间最短的作业被优先调度，这种企业调度算法是（C ）A．优先级调度B．响应比高者优先C．短作业优先D．先来先服务 14.在请求调页中可采用多种置换算法，其中LRU是 B 置换算法。 A：最佳B：最近最久未C：最近未用D：最少使用 15.树型目录结构的第一级称为目录树的（B. ）。 A.分支节点 B.根节点 C.叶节点 D.终节点 16. 一个进程被唤醒意味着（B）。 A优先级变大 B 该进程可以重新竞争CPU C PCB移动到就绪队列之首 D 进程变为运行状态
操作系统习题及答案一
习题一操作系统概论 选择题 1. 计算机的操作系统是一种（） ■ A. 应用软件 B.系统软件 C.工其软件D 字表处理软件 2. 批处理系统的主要缺点是（ ). A. CPU 的利用率不高 B.失去了交互性 C.不具备并行性 D.以上都不是 3. 计算机操作系统的功能是（ ). A. 把源程序代码转换为标准代码 B. 实现计算机用户之间的相互交流 C. 完成计算机硬件与软件之间的转换 D. 控制、管理计算机系统的资源和程序的执行 4. 在分时系统中，时间片一定时， （），响应时间越长. A. 内存越多 B.用户数越多 C.内存越少 D 用户数 越少 5. 操作系统的（ ）管理部分负责对进程进行调度 . A?主存储器 B.控制器 C.运算器 D 处理机 6. 从用户的观点看，操作系统是（ ）. A. 用户与计算机之间的接口 B. 控制和管理计算机资源的软件 C. 合理地组织计算机工作流程的软件 D. 由若干层次的程序按一定的结构组成的有机体 7. 操作系统的功能是进行处理机管理、 （）管理、设备管理及信息管理 9. 操作系统是现代计算机系统不可缺少的组成部分，是 为了提咼计算机的（ 户使用计算机而配备的一种系统软件 . 10. 所谓（）是指将一个以上的作业放入主存，并且同时处于运行状态，这些作业共享处 和外围设备等其他资源. A.多重处理 B.多道程序设计 C.实时处理 D?并行执行 11. （）操作系统允许在一台主机上同时连接多台终端，多个用户可以通过各自的终端同 A. CPU 的利用率不高 C.不具备并行性 B.资源利用率 D.以上都不是 A.进程 B.存储器 C.硬件 D.软件 8.操作系统中采用多道程序设计技术提高 CPU 和外部设备的（） A.利用率 B.效率 C.稳定性 D.兼容性 ）和方便用 理机的时间
大工19秋《操作系统》大作业题目及要求
学习中心： 专业： 年级：年春/秋季 学号： 学生： 题目： 1.谈谈你对本课程学习过程中的心得体会与建议？ 2.《操作系统》课程设计,从以下5个题目中任选其一作答。 《操作系统》课程设计 注意：从以下5个题目中任选其一作答。 总则：不限制编程语言，可以选用C/C++等（具体工具平台及语言可以自己根据自己的习惯选用，不必完全按照上述技术要求） 作业提交： 大作业上交时文件名写法为：[姓名奥鹏卡号学习中心]（如：戴卫东101410013979浙江台州奥鹏学习中心[1]VIP） 以附件word文档形式上交离线作业（附件的大小限制在10M以内），选择已完成的作业（注意命名），点提交即可。如下图所示。
注意事项： 独立完成作业，不准抄袭其他人或者请人代做，如有雷同作业，成绩以零分计！ 题目一：页面置换算法FIFO算法 要求：（1）撰写一份word文档，里面包括（算法思路、算法数据结构、主要函数代码、测试案例）章节。 （2）算法思路：FIFO为先进先出算法，简单介绍该算法 的基本思想，100字左右即可。 （3）算法数据结构：列出主要用的数据结构，比如存储页 面号序列page[]，存储装入物理块中的页面memery[]等， 只需要列出数据结构名称即可。 （4）主要函数代码：列出先进先出页面置换算法的代码。 不需要列出主函数。 （5）给出一个测试案例即可，比如设置物理块个数为3， 页面序号7 0 1 2 3 0 4 2 3，代码应列出算法 置换的具体细节。 题目二：页面置换算法LRU算法 要求：（1）撰写一份word文档，里面包括（算法思路、算法数据结构、主要函数代码、测试案例）章节。 （2）算法思路：LRU为最近最久未使用算法，简单介绍
操作系统习题答案
内存1通常情况下，在下列存储管理方式中，（）支持多道程序设计、管理最简单，但存储碎片多；（）使内存碎片尽可能少，而且使内存利用率最高。 Ⅰ．段式；Ⅱ．页式；Ⅲ．段页式；Ⅳ．固定分区；Ⅴ．可变分区 正确答案：Ⅳ；Ⅰ 2为使虚存系统有效地发挥其预期的作用，所运行的程序应具有的特性是（）。 正确答案：该程序应具有较好的局部性(Locality) 3提高内存利用率主要是通过内存分配功能实现的，内存分配的基本任务是为每道程序（）。使每道程序能在不受干扰的环境下运行，主要是通过（）功能实现的。Ⅰ．分配内存；Ⅱ．内存保护；Ⅲ．地址映射；Ⅳ．对换；Ⅴ．内存扩充；Ⅵ．逻辑地址到物理地址的变换；Ⅶ．内存到外存间交换；Ⅷ．允许用户程序的地址空间大于内存空间。 正确答案：Ⅰ；Ⅱ 4适合多道程序运行的存储管理中，存储保护是 正确答案：为了防止各道作业相互干扰 5下面哪种内存管理方法有利于程序的动态链接（）？ 正确答案：分段存储管理
6在请求分页系统的页表增加了若干项，其中状态位供（）参考。 正确答案：程序访问 7从下面关于请求分段存储管理的叙述中，选出一条正确的叙述（）。 正确答案：分段的尺寸受内存空间的限制，但作业总的尺寸不受内存空间的限制8虚拟存储器的特征是基于（）。 正确答案：局部性原理 9实现虚拟存储器最关键的技术是（）。 正确答案：请求调页(段) 10“抖动”现象的发生是由（）引起的。 正确答案：置换算法选择不当 11 在请求分页系统的页表增加了若干项，其中修改位供（）参考。 正确答案：换出页面 12 虚拟存储器是正确答案：程序访问比内存更大的地址空间 13测得某个请求调页的计算机系统部分状态数据为：CPU利用率20％，用于对换空间的硬盘的利用率97.7％，其他设备的利用率5％。由此断定系统出现异常。此种情况下（）能提高CPU的利用率。
计算机操作系统考试题题库及答案
计算机操作系统试题库与答案 一、选择题 1、热启动 DOS的方法是____C____键。 A、依次按下 CTRL+ALT+INS B、依次按下 CTRL+ALT+ESC C、同时按下 CTRL+ALT+DEL D、同时按下 CTRL+ALT+ESC 2、DOS 规定，主文件名由 1到_______个字符组成。 A、4 B、6 C、8 D、12 3、下列一个 DOS 的主文件名中，____C____是合法的。 A、&A.DBF B、@Z2 材 C、FILEL.WPS D、*.EZE1 4、DOS 中规定文件名是由____B____两部分组成的。 A、文件名+基本名 B、主文件名+ .扩展名 C、主文件名+扩展名 D、后缀+名称 5、MS-DOS 包括内部命令和外部命令, 外部命令以____A____存放在磁 A、文件方式 B、数据方式 C、系统方式 D、记录方式 6、当用户需使用某一文件时，在命令行中应指出文件的_____C____。 A、关键字 B、内容 C、盘符\路径\文件名 D、属性 7、DOS 的内部命令是在____D____时装入到内存的。 A、安装 B、执行用户程序 C、启动 D、执行系统程序 8、DOS 文件标识符一般格式为____D____。 A、[<路径>] <文件名> B、[<盘符>] <文件名> C、[<盘符>] <文件名> [<扩展名>] D、[<盘符>][<路径>]<文件名>[<.扩展名>] 9、DOS 命令中的"*"号可代替___A___个字符。 A、任意 B、1 C、3 D、8 10、设当前工作盘是 C 盘，存盘命令中没有指明盘符，则信息将存放于____B__。 A、内存 B、C 盘 C、A 盘 D、D 盘 11、在 DOS系统下，要编辑现有磁盘文件，则必须将文件读至____D____。 A、运算器 B、寄存器 C、控制器 D、内存储器 12、DOS 的含义是：____C___ A、数据库管理系统 B、实时操作系统 C、磁盘操作系统 D、汉字操作系统 13、可以对一张作了写保护的软盘进行操作的 DOS 命令是：___C____ A、DEL B、RD C、DIR D、REN 14、下列文件中，不是 DOS 可执行文件的是：____A___ A、TODAY.BAS B、TODAY.BAT C、https://www.wendangku.net/doc/371206983.html, D、WPS.EXE 15、在 DOS命令中可用的通配符是：___B____ A、*和/ B、*和? C、?和/ D、\和. 16、表示当前工作目录的父目录的符号是：_______ A、. B、..\.. C、\ D、.. 17、要分屏显示 C 盘当前目录下的文件目录的全部信息，正确的命令是：____C___ A、TYPE C: /P B、DIR C:\ /P C、DIR C: /P D、LIST C:/P 18、删除指定子目录的 DOS 命令是：___A__ A、RD B、ERASE C、DEL D、RM
操作系统例题讲解
操作系统例题讲解 一、调度算法 对如下表所示的5个进程： 采用可剥夺的静态最高优先数算法进行调度（不考虑系统开销）。 问 题： ⑴ 画出对上述5个进程调度结果的Gantt 图； ⑵ 计算5个进程的平均周转时间、平均带权周转时间。 解： ⑴ 调度结果的Gantt 图如下： 0 2 4 5 7 9 10 12 14 (2) 时间计算： 二、存储管理 某系统采用虚拟页式存储管理方式，页面大小为2KB ，每个进程分配的页框数固定为4页。采用局部置换策略，置换算法采用改进的时钟算法，当有页面新装入内存时，页表的时钟指针指向新装入页面的下一个在内存的表项。设当前进程P 的页表如下（“时钟”指针指向逻辑页面3的表项）： 逻辑页号 0 1 2 3 4 5 问 题： ⑴ 当进程P 依次对逻辑地址执行下述操作： ① 引用 4C7H ； ② 修改 19B4H ； ③ 修改 0C9AH ； 写出进程P 的页表内容； ⑵ 在 ⑴ 的基础上，当P 对逻辑地址27A8H 进行访问， 该逻辑地址对应的物理地址是多少？
解：页面大小为2KB，2KB=2×210=211， 即逻辑地址和物理地址的地址编码的低11位为页内偏移； ⑴①逻辑地址4C7H=0100 1100 0111B，高于11位为0，所以该地址访问逻辑页面0； 引用4C7H，页表表项0：r=1； ②逻辑地址19B4H=0001 1001 1011 0100B，高于11位为3，所以该地址访问逻辑页面3； 修改19B4H，页表表项3：r=1, m=1; ③逻辑地址0C9AH=0000 1100 1001 1010B，高于11位为1，所以该地址访问逻辑页面1； 逻辑页1不在内存，发生缺页中断； ①、②两操作后，P的页表如下： 逻辑页号 1 2 3 4 5 按改进的时钟算法，且时钟指针指向表项3，应淘汰0页面， 即把P的逻辑页面1读到内存页框101H，页表时钟指针指向表项2。 并执行操作：修改0C9AH。 经上述3个操作后，P的页表如下： 逻辑页号 1 2 3 4 5 ⑵逻辑地址27A8H=0010 0111 1010 1000B，高于11位为4，所以该地址访问逻辑页面4； 页面4不在内存，发生缺页中断；按改进的时钟算法，淘汰页面2，页面4读到110H页框， 所以，逻辑地址27A8H对应的物理地址为： 0001 0001 0000 111 1010 1000B=887A8H。 三、设备与I/O管理 设系统磁盘只有一个移动磁头，磁道由外向内编号为：0、1、2、……、199；磁头移动一个磁道所需时间为1毫秒；每个磁道有32 个扇区；磁盘转速R=7500r/min. 系统对磁盘设备的I/O请求采用N-Step Look （即N-Step Scan，但不必移动到磁道尽头），N=5。设当前磁头在60号磁道，向内移动；每个I/O请求访问磁道上的1个扇区。现系统依次接收到对磁道的I/O请求序列如下： 50, 20, 60, 30, 75, 30, 10, 65, 20, 80,15, 70 问题： ⑴写出对上述I/O请求序列的调度序列，并计算磁头引臂的移动量； ⑵计算：总寻道时间（启动时间忽略）、总旋转延迟时间、总传输时间和总访问处理时间。 解：⑴考虑序列中有重复磁道的I/O请求，调度序列为： 60→75→50→30→20→15→10→65→70→80 磁头移动量=(75-60)+(75-50)+(50-30)+(30-20)+ (20-15)+(15-10)+(65-10)+(70-65)+(80-70) =15+25+20+10+5+5+55+5+10=155（磁道）
计算机操作系统”课程设计大作业
华南理工大学 “计算机操作系统”课程设计大作业 1）给出数据定义和详细说明； struct block_s{ /* 该块的实际长度,不包括block_s的大小。 */ int length; /* 申请该块的作业，为0表示该块空闲。 */ int owner; /* 当该块是空闲块时，offset表示下一空闲块的偏移,offset为TOTAL_BYTE表示该块是最后一个空闲块。 当该块非空闲块时，offset表示作业实际申请的大小。 */ int offset; }; 2）给出实现思想和设计流程； 该算法遍历空闲链表，找第一个大小能满足要求的块。 然后，若找到的块足够大，再把该块切成两块，返回第一块给调用者；把第二块加到空闲区链表中。
该算法遍历整个空闲链表，找一个大小能满足要求的块。并且该块是所有能满足要求的空闲块中，大小最小的块。 然后，若找到的块足够大，再把该块切成两块，返回第一块给调用者；把第二块加到空闲区链表中。 3）调试完成源程序； #include "stdio.h" #include
#define m 10 /*假定系统允许的空闲区表最大为m，假定模拟实验中m值为10*/ #define minisize 100 struct { float address; /*已分分区起始地址*/ float length; /*已分分区长度，单位为字节*/ int flag; /*已分配区表登记栏标志，用"0"表示空栏目*/ }used_table[n]; /*已分配区表*/ struct { float address; /*空闲区起始地址*/ float length; /*空闲区长度，单位为字节*/ int flag; /*空闲区表登记栏标志，用"0"表示空栏目，用"1"表示未分配*/ }free_table[m]; /*空闲区表*/ allocate(char J,float xk) { /*采用最优分配算法分配xk大小的空间*/ int i,k; float ad; k=-1; for(i=0;i 1、什么是操作系统？它有什么基本特征？ 操作系统是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源、有效地组织多道程序运行的系统软件（或程序集合），是用户与计算机之间的接口。 操作系统的基本特征是：并发、共享和异步性。 2、操作系统的含义及其功能是什么？ 1）、含义：OS是一组系统软件，它是软硬件资源的控制中心，它以尽量合理有效的方法组织多个用户共享计算机的各种资源。 2）功能：管理计算机的软硬件资源（包括：处理机管理，作业管理，存储管理，设备管理，文件管理）、提高资源的利用率、方便用户。 3、叙述操作系统的含义及其功能，并从资源管理角度简述操作系统通常由哪几部分功能模 块构成，以及各模块的主要任务。 答： 1)、OS是一个系统软件，是控制和管理计算机系统硬件和软件资源，有效、合理地组 织计算机工作流程以及方便用户使用计算机系统的程序集合。 2）功能：管理计算机的软硬件资源、提高资源的利用率、方便用户。 3）组成模块： （1）、处理机管理（或进程管理）：对CPU的管理、调度和控制。 （2）、存储管理：管理主存的分配、使用和释放。 （3）、设备管理：管理设备的分配、使用、回收以及I/O控制。 （4）、文件管理：管理外存上文件的组织、存取、共享和保护等。 （5）、作业管理：对作业的管理及调度。(或用户接口，使用户方便的使用计算机) 4、什么是中断向量？什么是多级中断？中断处理的过程一般有哪几步？ （1）、中断向量：存放中断处理程序入口地址的内存单元称为中断向量。 （2）、多级中断：为了便于对同时产生的多个中断按优先次序来处理，所以在设计硬件时，对各种中断规定了高低不同的响应级别。优先权相同的放在一级。 （3）、中断处理步骤：响应中断，保存现场；分析中断原因，进入中断处理程序；处理中断；恢复现场，退出中断。 5、什么是多道程序设计技术 多道程序设计技术就是在系统（内存）中同时存放并运行多道相互独立的程序（作业），主机以交替的方式同时处理多道程序。它是一种宏观上并行，微观上串行的运行方式。 6、分时系统和实时系统有什么不同？ 答：分时系统通用性强，交互性强，及时响应性要求一般（通常数量级为秒）；实时系统往往是专用的，系统与应用很难分离，常常紧密结合在一起，实时系统并不强调资源利用率，而更关心及时响应性（通常数量级为毫秒或微秒）、可靠性等。 1．2例题精选 例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4 MB的程序；虚拟外设，能够使多个用户同时访问该外设等。 例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，当某个程序等待 I／O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。 例1.3 A， B两个程序，程序 A按顺序使用CPU 10 S，使用设备甲 5 S，使用 CPU 5 S，使用设备乙 10 S，最后使用 CPU 10 S。程序 B按顺序使用设备甲 10 S，使用 CPU 10 S，使用设备乙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？ （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CPU时间为40S，故此时CPU的利用率为40/45=％。 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。 计算机控制系统大作业 农电2013级 （答题纸作答，附图粘在答题纸上，答案要求全部手写）1、简述开环控制系统、闭环控制系统的定义。（6分） 如果系统的输出端与输入端之间不存在反馈，也就是控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这样的系统称开环控制系统。 由信号正向通路和反馈通路构成闭合回路的自动控制系统，称为闭环控制系统。 二者相比，开环控制系统的结构要简单的多，同时也比较经济。闭环系统也具有一系列优点，由于闭环控制系统拥有反馈通路，不管出于什么原因（外部扰动或系统内部变化），只要被控制量偏离规定值，就会产生相应的控制作用去消除偏差。因此，它具有抑制干扰的能力，对元件特性变化不敏感，并能改善系统的响应特性。 2、简述计算机控制系统的组成与基本工作原理。（10分） 计算机控制系统由控制部分和被控对象组成，其控制部分包括硬件部分和软件部分，这不同于模拟控制器构成的系统只由硬件组成。计算机控制系统软件包括系统软件和应用软件。系统软件一般包括操作系统、语言处理程序和服务性程序等，它们通常由计算机制造厂为用户配套，有一定的通用性。应用软件是为实现特定控制目的而编制的专用程序，如数据采集程序、控制决策程序、输出处理程序和报警处理程序等。它们涉及被控对象的自身特征和控制策略等，由实施控制系统的专业人员自行编制。 计算机控制系统的工作原理： 实时数据采集：对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测和输入 实施控制决策：对采集到的被控量进行分析和处理并按已定的控制规律决定将要采取的控制行为。 实时控制输入：根据控制决策，实时的对执行机构发出控制信号，完成控制任务 3、列举计算机控制系统的典型型式。（6分） （1）操作指导控制系统优点：结构简单，控制灵活，安全。缺点：由人工操作，速度受到限制，不能控制多个对象。 （2）直接数字控制系统（DDS）优点：实时性好，可靠性高，适应性强。 （3）监督控制系统（SCC）优点：生产过程始终处于最优工况。 （4）分散控制系统（DCS）优点：分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调。 （5）现场总线控制系统（FCS）优点：与DCS相比，降低了成本，提高了可靠性。国际标准统一后，可实现真正的开放式互联系统结构。 4、什么是串模干扰，有哪些抑制方法（12分） 所谓串模干扰就是干扰源Vc串联于信号源Vs之中。或者简单地认为它是与被测信号迭加在一起的干扰。在输入回路中它与被测信号所处的地位完全相同。串模干扰也称横向干扰或差模干扰。 第1章 一、填空 1．计算机由硬件系统和软件系统两个部分组成，它们构成了一个完整的计算机系统。 2．按功能划分，软件可分为系统软件和应用软件两种。 3．操作系统是在裸机上加载的第一层软件，是对计算机硬件系统功能的首次扩充。 4．操作系统的基本功能是处理机（包含作业）管理、存储管理、设备管理和文件管理。 5．在分时和批处理系统结合的操作系统中引入“前台”和“后台”作业的概念，其目的是改善系统功能，提高处理能力。 6．分时系统的主要特征为多路性、交互性、独立性和及时性。 7．实时系统与分时以及批处理系统的主要区别是高及时性和高可靠性。 8．若一个操作系统具有很强的交互性，可同时供多个用户使用，则是分时操作系统。 9．如果一个操作系统在用户提交作业后，不提供交互能力，只追求计算机资源的利用率、大吞吐量和作业流程的自动化，则属于批处理操作系统。 10．采用多道程序设计技术，能充分发挥CPU 和外部设备并行工作的能力。 二、选择 1．操作系统是一种 B 。 A．通用软件B．系统软件C．应用软件D．软件包2．操作系统是对 C 进行管理的软件。 A系统软件B．系统硬件C．计算机资源D．应用程序3．操作系统中采用多道程序设计技术，以提高CPU和外部设备的A。 A．利用率B．可靠性C．稳定性D．兼容性4．计算机系统中配置操作系统的目的是提高计算机的 B 和方便用户使用。 A．速度B．利用率C．灵活性D．兼容性5． C 操作系统允许多个用户在其终端上同时交互地使用计算机。 A．批处理B．实时C．分时D．多道批处理6．如果分时系统的时间片一定，那么 D ，响应时间越长。 A．用户数越少B．内存越少C．内存越多D．用户数越多 三、问答 1．什么是“多道程序设计”技术？它对操作系统的形成起到什么作用？ 答：所谓“多道程序设计”技术，即是通过软件的手段，允许在计算机内存中同时存放几道相互独立的作业程序，让它们对系统中的资源进行“共享”和“竞争”，以使系统中 第3章处理机调度1）选择题 （1）在分时操作系统中，进程调度经常采用_D_ 算法。 A. 先来先服务 B. 最高优先权 C. 随机 D. 时间片轮转 （2）_B__ 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. 作业 B. 静态 C. 动态 D. 资源 （3）__A___ 是作业存在的惟一标志。 A. 作业控制块 B. 作业名 C. 进程控制块 D. 进程名 （4）设有四个作业同时到达，每个作业的执行时间均为2小时，它们在一台处理器上按单道方式运行，则平均周转时间为_ B_ 。 A. l小时 B. 5小时 C. 2.5小时 D. 8小时 （5）现有3个同时到达的作业J1、J2和J3，它们的执行时间分别是T1、T2和T3，且T1＜T2＜T3。系统按单道方式运行且采用短作业优先算法，则平均周转时间是_C_ 。 A. T1+T2+T3 B. (T1+T2+T3)/3 C. (3T1+2T2+T3)/3 D. (T1+2T2+3T3)/3 （6）__D__ 是指从作业提交给系统到作业完成的时间间隔。 A. 运行时间 B. 响应时间 C. 等待时间 D. 周转时间 （7）下述作业调度算法中，_ C_调度算法与作业的估计运行时间有关。 A. 先来先服务 B. 多级队列 C. 短作业优先 D. 时间片轮转 2）填空题 （1）进程的调度方式有两种，一种是抢占(剥夺)式，另一种是非抢占(非剥夺)式。 （2）在_FCFS_ 调度算法中，按照进程进入就绪队列的先后次序来分配处理机。 （3）采用时间片轮转法时，时间片过大，就会使轮转法转化为FCFS_ 调度算法。 （4）一个作业可以分成若干顺序处理的加工步骤，每个加工步骤称为一个_作业步_ 。 （5）作业生存期共经历四个状态，它们是提交、后备、运行和完成。 （6）既考虑作业等待时间，又考虑作业执行时间的调度算法是_高响应比优先____ 。 3）解答题 （1）单道批处理系统中有4个作业，其有关情况如表3-9所示。在采用响应比高者优先调度算法时分别计算其平均周转时间T和平均带权周转时间W。（运行时间为小时，按十进制计算） 表3-9 作业的提交时间和运行时间 操作系统实验报告 进程调度实验 一．实验题目 用C语言编写和调试一个进程调度程序，模拟进程调度过程。调度算法采用优先数算法和先来先服务算法。 二．目的要求 1.把理论与实践紧密结合，加深对进程的概念及进程调度算法的理解。取 得较好的学习效果 2.加深对操作系统课程的理解。使学生更好地掌握操作系统的基本概念、 基本原理、及基本功能,具有分析实际操作系统、设计、构造和开发现代 操作系统的基本能力。 3.培养学生的系统程序设计能力。 三．实验内容 设计一个有N个进程并行的进程调度程序。其中： 1)进程调度算法：采用最高优先数优先的调度算法分配处理机和先来先服 务算法来排队，总的过程采用时间片轮转算法。 2)每个进程有一个进程控制块（PCB）表示。进程控制块可以包含如下信息： 进程名、优先数、到达时间、需要运行时间、已用CPU时间、进程状态。 3)进程的优先数及需要的运行时间可以事先人为地指定。进程的到达时间 为进程输入的时间。 4)进程的运行时间以时间片为单位进行计算。 5)每个进程的状态可以是就绪W（Wait）、运行R（Run）、或完成F（Finish） 三种状态之一。 6)就绪进程获得CPU后都只能运行一个时间片。用已占用CPU时间加1来 表示。 7)果运行一个时间片后，进程的已占用CPU时间已达到所需要的运行时间， 则撤消该进程；如果运行一个时间片后进程的已占用CPU时间还未达所 需要的运行时间，也就是进程还需要继续运行，此时应将进程的优先数 减1（即降低一级），然后把它插入相应优先级就绪队列等待CPU。 8)每进行一次调度程序都打印一次运行进程、就绪队列、以及各个进程的 PCB，以便进行检查。 9)重复以上过程，直到所要进程都完成为止。 计算机操作系统习题答 案 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT 第一章操作系统概论 1.单项选择题 ⑴ B; ⑵ B; ⑶ C; ⑷ B; ⑸ C; ⑹ B; ⑺ B；⑻ D；⑼ A；⑽ B； 2.填空题 ⑴操作系统是计算机系统中的一个最基本的系统软件，它管理和控制计算机系统中的各种系统资源； ⑵如果一个操作系统兼有批处理、分时和实时操作系统三者或其中两者的功能，这样的操作系统称为多功能（元）操作系统； ⑶没有配置任何软件的计算机称为裸机； ⑷在主机控制下进行的输入/输出操作称为联机操作； ⑸如果操作系统具有很强交互性，可同时供多个用户使用，系统响应比较及时，则属于分时操作系统类型；如果OS可靠，响应及时但仅有简单的交互能力，则属于实时操作系统类型；如果OS在用户递交作业后，不提供交互能力，它所追求的是计算机资源的高利用率，大吞吐量和作业流程的自动化，则属于批处理操作系统类型； ⑹操作系统的基本特征是：并发、共享、虚拟和不确定性； ⑺实时操作系统按应用的不同分为过程控制和信息处理两种； ⑻在单处理机系统中，多道程序运行的特点是多道、宏观上并行和微观上串行。 第二章进程与线程 1.单项选择题 ⑴ B；⑵ B；⑶ A C B D; ⑷ C; ⑸ C; ⑹ D; ⑺ C; ⑻ A; ⑼ C; ⑽ B; ⑾ D; ⑿ A; ⒀ D; ⒁ C; ⒂ A; 2.填空题 ⑴进程的基本状态有执行、就绪和等待（睡眠、阻塞）； ⑵进程的基本特征是动态性、并发性、独立性、异步性及结构性； ⑶进程由控制块（PCB）、程序、数据三部分组成，其中PCB是进程存在的唯一标志。而程序部分也可以为其他进程共享； ⑷进程是一个程序对某个数据集的一次执行； ⑸程序并发执行与顺序执行时相比产生了一些新特征，分别是间断性、失去封闭性和不可再现性； ⑹设系统中有n（n>2）个进程，且当前不在执行进程调度程序，试考虑下述4种情况： ①没有运行进程，有2个就绪进程，n个进程处于等待状态； ②有一个运行进程，没有就绪进程，n-1个进程处于等待状态； ③有1个运行进程，有1个等待进程，n-2个进程处于等待状态； ④有1个运行进程，n-1个就绪进程，没有进程处于等待状态； 上述情况中不可能发生的情况是①； ⑺在操作系统中引入线程的主要目的是进一步开发和利用程序内部的并行性； ⑻在一个单处理系统中，若有5个用户进程，且假设当前时刻为用户态，则处于就绪状态的用户进程最多有4个，最少0个； 第一部分引言 一、选择题 1、下列选择中,哪些不就是操作系统关心的主要问题。(浙大2003) (1)管理计算机裸机;(2)设计提供用户与计算机硬件系统间的界面; (3)管理计算机系统资源;(4)高级程序设计语言的编译器。 2、从用户角度瞧,操作系统就是()。 A、计算机资源的管理者; B、计算机工作流程的组织者; C、用户与计算机之间的接口; D、由按层次结构组成的软件模块的集合。 3、引入多道程序技术的前提条件之一就是系统具有()(西电00) (1)多个cpu;(2)多个终端;(3)中断功能;(4)分时功能 4、操作系统就是一种。 A、系统软件 B、系统硬件 C、应用软件 D、支援软件 5、操作系统允许一台主机上同时连接多台终端,多个用户可以通过各自的终端同时交互地使用计算机。 A、实时 B、分时 C、分布式 D、单用户 6、如果操作系统具有很强的交互性,可同时供多个用户使用,但时间响应不太及时,则属于分时操作系统类型;如果操作系统可靠,时间响应及时但仅有简单的交互能力则属于实时操作系统类型。 二、判断题 1、所谓多道程序设计,即指每一时刻有若干个进程在执行。( 错)(南京大学00) 2、采用多道程序设计的系统中,系统的程序道数越多,系统效率越高。( 错)(西电01) 3、由于采用了分时技术,用户可以独占计算机的资源。( 错) 4、多道程序设计就是利用了CPU与通道的并行工作来提高系统利用率的。(错) 5、多道程序设计可以缩短系统中作业的执行时间。( 错) 6、在一个兼顾分时操作系统与批处理系统中,通常把终端作业称为前台作业,而把批处理型作业称为后台作业。( 错) 7、批处理系统不允许用户随时干预自己程序的运行。( 对) 8、Windows操作系统完全继承了分时系统的特点。( 对) 习题一操作系统概论 一．选择题 1. 计算机的操作系统是一种（）. A. 应用软件 B.系统软件 C.工其软件D字表处理软件 2. 批处理系统的主要缺点是（）. A. CPU 的利用率不高 B .失去了交互性 C.不具备并行性 D.以上都不是 3．计算机操作系统的功能是（）. A. 把源程序代码转换为标准代码 B .实现计算机用户之间的相互交流 C. 完成计算机硬件与软件之间的转换 D. 控制、管理计算机系统的资源和程序的执行 4. 在分时系统中，时间片一定时，（），响应时间越长. A.内存越多 B.用户数越多 C.内存越少D用户数越少 5．操作系统的（）管理部分负责对进程进行调度. A?主存储器 B.控制器 C.运算器D处理机 6. 从用户的观点看，操作系统是（）. A. 用户与计算机之间的接口 B. 控制和管理计算机资源的软件 C. 合理地组织计算机工作流程的软件 D. 由若干层次的程序按一定的结构组成的有机体 7. 操作系统的功能是进行处理机管理、（）管理、设备管理及信息管理. A.进程 B.存储器 C.硬件 D.软件 8. 操作系统中采用多道程序设计技术提高CPU 和外部设备的（）. A.利用率 B.效率 C.稳定性 D.兼容性 9. 操作系统是现代计算机系统不可缺少的组成部分，是为了提高计算机的（）和方便用户使用计算机而配备的一种系统软件. A. CPU的利用率不高 B.资源利用率 C.不具备并行性 D.以上都不是 10. 所谓（）是指将一个以上的作业放入主存，并且同时处于运行状态，这些作业共享处理机的时间和外围设备等其他资源. A.多重处理 B.多道程序设计 C.实时处理D?并行执行 11．（）操作系统允许在一台主机上同时连接多台终端，多个用户可以通过各自的终端同 时交互地使用计算机. A. 网络 B. 分布式 C.分时 D.实时 12.分时操作系统通常采用（）策略为用户服务. A. 可靠性和灵活性 B.时间片轮转 C .时间片加权分配 D. 短作业优先 13.系统调用是由操作系统提供的内部调用，它（）. A.直接通过键盘交互方式使用 B.只能通过用户程序间接使用《操作系统》试题库_简答题
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