第三章 操作系统处理机管理(练习题答案)
第三章处理机管理
1.与脱机用户作业有关的提交方式是 C 。
A. 顺序键入方式
B. 连接键入方式
C. 作业控制命令方式
D. 直接命令方式
2.操作系统作业管理的主要功能是 A 。
A. 作业的调度与控制
B. 作业的提交
C. 作业准备
D. 编制程序
3.当一个作业正常运行结束时，或者出错而中途终止时，作业就进入 B 状态。
A. 阻塞
B. 完成
C. 就绪
D. 运行
4.处于后备状态的作业存放在 A中。
A. 外存
B. 内存
C. 外存和内存
D. 扩展内存
5.当一个作业的作业控制块等表格填写完毕后，任务作业的JCB就连成一串而形成了一个排队队列，该队列称为作业的 B 。
A. 阻塞队列
B. 后备队列
C. 就绪队列
D. 运行队列
6.在操作系统中，JCB是指 A 。
A. 作业控制块
B. 进程控制块
C. 文件控制块
D. 程序控制块
7.作业调度的关键在于 B 。
A. 选择恰当的进程管理程序
B. 选择恰当的作业调度算法
C. 用户作业准备充分
D. 有一个较好的操作环境
8.按照作业到达的先后次序调度作业，排队等待时间最长的作业被优先调度，这是
A 调度算法。
A. 先来先服务
B. 短作业优先
C. 响应比高者优先
D. 优先级调度
9.为了照顾执行时间比较短的作业，使其优先调度，应选择 B算法。
A. FCFS
B. SJF
C. HRN
D. 优先级调度
10.在进行作业调度时，要想兼顾作业等待时间和作业执行时间，应选取 C 算法。
A. FCFS
B. SJF
C. HRN
D. 优先级调度
11.在操作系统中，作业处于 C时，已处于进程管理之下。
A. 后备
B. 阻塞
C. 执行
D. 完成
12.操作系统中的作业管理是一种 A 。
A. 宏观的高级管理
B. 宏观的低级管理
C. 系统刚开始上电时进行的管理
D. 初始化完成时进行的管理
13.当一个位于后备队列中的作业被选中调入内存的时候，按照其作业步的顺序,依次为每个作业建立对应的主进程，并为它分配必要的资源，然后提交给进程管理模块，由
A管理。
A. 进程调度程序
B. 作业调度程序
C. I/O管理程序
D. 内存管理程序
14.作业已经进入内存，由于作业步的主进程又可以建立若干子进程，这样对一个作业来讲，有的子进程正占用处理机而处于进程运行状态，有的子进程又可能在等待，应该认为此时该作业处于 C。
A. 等待
B. 阻塞
C. 执行
D. 就绪
15.在一个以批处理为主的系统中，为了保证系统的吞吐率，总是要力争缩短用户作业的
A。
A. 周转时间
B. 运行时间
C. 提交时间
D. 完成时间
16.作业在系统中存在与否的唯一标志是 C 。
A. 源程序
B. 作业说明书
C. 作业控制块
D. 目的程序
17. 进程调度的关键问题：一是选择合理的B，二是恰当地进行代码转换。
A. 时间片间隔
B. 调度算法
C. CPU速度
D. 内存空间
18. 采用轮转法调度是为了 A。
A. 多个终端都能得到系统的及时响应
B. 先来先服务
C. 优先级较高的进程得到及时调度
D. 需CPU最短的进程优先
19.当一进程运行时，系统可基于某种原则，强行将其撤下，把处理机分配给其他进程，这种调度方式是 B 。
A. 非剥夺式
B. 剥夺方式
C. 中断方式
D. 查询方式
20.为了照顾短作业用户，进程调度应采用 B 。
A. 先进先出调度算法
B. 短执行优先调度
C. 优先级调度
D. 轮转法
21.为了对紧急进程或重要进程进行调度，调度算法应采用 C。
A. 先进先出调度算法
B. 短执行优先调度
C. 优先级调度
D. 轮转法
22.如果某些进程优先级相同，应采用 A 算法较为适应。
A. FIFO
B. SCBF
C. FDF
D. 轮转法
23.如果要照顾所有进程，让它们都有执行的机会，最好采用 D 算法。
A. FIFO
B. SCBF
C. FDF
D. 轮转法
24.在下列 D 情况下，要进行进程调度。
A. 某一进程正访问一临界资源
B. 某一进程运行时因缺乏资源进入阻塞状态
C. 一进程处于运行状态，而另一进程处于自由状态
D. 某一进程正在访问打印机，而另一进程处于就绪状态
25.操作系统中, A 负责对进程进行调度。
A. 处理机管理
B. 作业管理
C. 高级调度管理
D. 存储和设备管理
26.在进程的调度算法中，B是动态优先数的确定算法。
A. 按进程使用的资源进行调度
B. 按进程在队列中等待的时间进行调度
C. 按时间片轮转调度
D. 非剥夺方式优先数调度
27.作业控制块JCB的内容不包括 C 。
A. 作业的状态
B. 作业进入系统的时间
C. 作业对进程的要求
D. 作业对资源的要求
28.
则在单CPU方式下，采用非抢先式短作业优先调度算法，作业的执行顺序为 D。
A. 1,3,4,2
B. 4,3,2,1
C. 4,1,2,3
D. 1,4,3,2
29.有如下三个作业：A1以计算为主，A2以输入/输出为主，A3是计算和输入/输出兼顾，在作业调度中，若采用优先级调度算法，为尽可能使处理器和外部设备并行工作，则它们的优先级从高到低的排列顺序是 C 。
A. A1, A2, A3
B. A2, A3, A1
C. A3, A2, A1
D. A2, A1, A3
30.下面几个选项中，作业里肯定没有的是 D 。
A. 程序
B. 初始数据
C. 作业说明书
D. 通道程序
31.作业调度程序不能无故或无限地拖延一个作业的执行，这是作业调度的 A 。
A. 公平性原则
B. 平衡资源使用原则
C. 极大的流量原则
D. 必要条件
32.作业调度是A。
A. 从输入井挑选作业进入主存
B. 从读卡机挑选作业进输入井
C. 从主存中挑选作业进程处理器
D. 从等待设备的队列中选取一个作业进程
33.用户通过D直接在终端控制作业的执行。
A. C语言
B. 汇编语言
C. 操作控制命令
D. 作业控制语言
34.在作业调度算法中， C 兼顾了短作业与长作业。
A. 先来先服务
B. 计算时间最短优先
C. 均衡调度
D. 最高响应比优先
35.某作业的任务是某紧急事务处理，应选择 C 算法较为合适。
A. 先来先服务
B. 短作业优先
C. 优先数调度
D. 响应比高者优先
36.现有三个同时到达的作业J1、J2和J3，它们的执行时间分别为T1、T2和T3，且T1 A. T1+T2+T3 B. (T1+T2+T3)/3 C. T1+2*T2/3+T3/3 D. T1/3+2*T2/3+T3 定义、符号、缩 操作系统第四版-课后习题答案 第一章 作者：佚名来源：网络 1、有一台计算机，具有IMB 内存，操作系统占用200KB ，每个用户进程各占200KB 。如果用户进程等待I/O 的时间为80 % ，若增加1MB 内存，则CPU 的利用率提高多少？ 答：设每个进程等待I/O 的百分比为P ，则n 个进程同时等待刀O 的概率是Pn ，当n 个进程同时等待I/O 期间CPU 是空闲的，故CPU 的利用率为1-Pn。由题意可知，除去操作系统，内存还能容纳4 个用户进程，由于每个用户进程等待I/O的时间为80 % , 故： CPU利用率＝l-（80%)4 = 0.59 若再增加1MB 内存，系统中可同时运行9 个用户进程，此时：cPu 利用率＝l-（1-80%)9 = 0.87 故增加IMB 内存使CPU 的利用率提高了47 % : 87 ％/59 ％=147 % 147 ％-100 % = 47 % 2 一个计算机系统，有一台输入机和一台打印机，现有两道程序投入运行，且程序A 先开始做，程序B 后开始运行。程序A 的运行轨迹为：计算50ms 、打印100ms 、再计算50ms 、打印100ms ，结束。程序B 的运行轨迹为：计算50ms 、输入80ms 、再计算100ms ，结束。试说明（1 ）两道程序运行时，CPU有无空闲等待？若有，在哪段时间内等待？为什么会等待？( 2 ）程序A 、B 有无等待CPU 的情况？若有，指出发生等待的时刻。 答：画出两道程序并发执行图如下： （1）两道程序运行期间，CPU存在空闲等待，时间为100 至150ms 之间（见图中有色部分） （2）程序A 无等待现象，但程序B 有等待。程序B 有等待时间段为180rns 至200ms 间（见图中有色部分） 3 设有三道程序，按A 、B 、C优先次序运行，其内部计算和UO操作时间由图给出。 泉州师范学院 软件学院 《计算机操作系统》 课程设计 题目：处理机调度 班级： 10软件工程(2)班 学号： 姓名： 指导教师： 2012 年12 月25 日 目录 第一章概述 (2) 1.1需求分析 (2) 1.2背景设计 (2) 第二章概要设计 (1) 第三章详细设计 (2) 3.1高响应比调度算法 (2) 3.2时间片轮转法 (3) 3.3短进程优先法 (4) 第四章调试分析与测试结果 (5) 第五章总结 (7) 第六章参考文献 (8) 第一章概述 1.1需求分析 进程是操作系统最重要的概念之一，进程调度是操作系统内核的重要功能，本实验要求用C语言编写一个进程调度模拟程序，使用短作业优先调度算法，高响应比调度算法，时间片轮转调度算法实现进程调度。可以手动阻塞与唤醒。并用MFC实现图形界面。本实验可加深对进程调度算法的理解。 1.2背景设计 在OS中，调度的实质是一种资源分配，调度算法即指：根据系统的资源分配策略所规定的资源分配算法。对于不同的系统和系统目标，通常采用不同的调度算法，如在批处理系统中，为照顾为数众多的短作业，采用短作业有限调度算法；在分时系统中，为保证系统具有合理的响应时间，采用轮转法进行调度。采用算法时，则要考虑多方面因素，以便达到最佳效果。 第二章概要设计 设计一个有多个进程共行的进程调度程序。 进程调度算法：短作业优先调度算法，高响应比调度算法，时间片轮转调度算法 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、服务时间、进程状态等等。 struct progress { CString Name; //进程名称 CString Start; //创建时间 int ServiceT; //服务时间 int RunningT; //消逝时间 int RemainT;//剩余时间 int id;//进程标识符 CProgressCtrl* pro; //指向进度条的指针 int Rp;//进程成为就绪进程的时间 第一章 1．设计现代OS的主要目标是什么？ 答：（1）有效性（2）方便性（3）可扩充性（4）开放性 4．试说明推劢多道批处理系统形成和収展的主要劢力是什么？ 答：主要动力来源于四个方面的社会需求与技术发展： （1）不断提高计算机资源的利用率； （2）方便用户； （3）器件的不断更新换代； （4）计算机体系结构的不断发展。 12．试从交互性、及时性以及可靠性方面，将分时系统不实时系统迚行比较。答：（1）及时性：实时信息处理系统对实时性的要求与分时系统类似，都是以人所能接受的等待时间来确定；而实时控制系统的及时性，是以控制对象所要求的开始截止时间或完成截止时间来确定的，一般为秒级到毫秒级，甚至有的要低于100微妙。 （2）交互性：实时信息处理系统具有交互性，但人与系统的交互仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。不像分时系统那样能向终端用户提供数据和资源共享等服务。 （3）可靠性：分时系统也要求系统可靠，但相比之下，实时系统则要求系统具有高度的可靠性。因为任何差错都可能带来巨大的经济损失，甚至是灾难性后果，所以在实时系统中，往往都采取了多级容错措施保障系统的安全性及数据的安全性。 13．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。 第二章 2. 画出下面四条诧句的前趋图: S1=a：=x+y; S2=b：=z+1; S3=c：=a –b；S4=w：=c+1; 8．试说明迚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 1.有两个程序，程序A依次使用CPU计10s，使用设备甲计5s，使用CPU计5s，使用设 备乙计10s，使用CPU计10s。程序B依次使用设备甲计10s，使用CPU计10s，使用设备乙计5s，使用CPU计5s，使用设备乙计10s。在单道程序环境下先执行程序A再执行程序B，计算CPU的利用率是多少？在多道程序环境下，CPU的利用率是多少？ 解答： 单道环境下，CPU运行时间为（10+5+10）s+(10+5)s=40s,两个程序运行总时间为40s+40s=80s,故利用率是40/80=50% 多道环境下，运行情况如下图所示，CPU运行时间为40s，两个程序总时间为45s，故利用率为40/45=88.9% 2.设某计算机系统有一个CPU、一台输入设备、一台打印机。现有两个进程同时进入就绪 状态，且进程A先得到CPU运行，进程B后运行。进程A的运行轨迹为：计算50ms，打印信息100ms，再计算50ms，打印信息100ms，结束。进程B的运行轨迹为：计算50ms，输入数据80ms，再计算100ms，结束。试画出它们的时序关系图（可以用甘特图），并说明： （1）开始运行后，CPU有无空闲等待？若有，在哪些时间内等待？计算CPU的利用率。 （2）进程A运行时有无等待现象？若有，在什么时候发生等待现象？ （3）进程B运行时有无等待现象？若有，在什么时候发生等待现象？ 进程运行情况如下： 1）CPU在100-150ms时间段内空闲，利用率为250/300=83.3% 2）进程A为无等待现象 3）进程B为有等待现象，0-50ms，180-200ms 3.设内存中有3道程序A、B、C，它们按A、B、C的优先次序执行。它们的计算和I/O操 作的时间见表1-1。假设3道程序使用相同设备进行I/O操作，即程序以串行方式使用设备，试画出单道运行和多道运行的时间关系图（调度程序的执行时间忽略不计）。在两种情况下，完成3道程序分别需要多长时间（多道运行时采用抢占式调度策略）。 处理机管理测验试卷 一、名词解释 1. 临界区 2. 进程 3. 死锁 4. 响应时间 二、选择题 1. 配置了操作系统的计算机是一台比原来的物理计算机功能更强大的计算机，这样的计算机只是一台逻辑上的计算机，称为( A. ) 计算机。 A. 虚拟 B. 物理 C. 并行 D. 共享 2. 在一台主机上同时连接多台终端，多个用户可以通过终端同时交互使用计算机资源，这种系统称为( D ) 操作系统。 A. 分布式 B. 实时 C. 网络 D. 分时 3. 分时系统的一个重要性能是响应时间，下述(C ) 因素与改善响应时间无关。 A. CPU速度快 B. 时间片 C. 优先数+ 非抢占式调度算法 D. 进程数目 4. 衡量整个计算机性能指标的参数有( C ) 。 A. 用户接口 B. 作业步的多少 C. 吞吐量 D. 周转时间 5. ( A) 没有多道程序设计的特点。 A. DOS B. UNIX C. Windows D.OS/2 6. 下述作业调度算法中，与作业的估计运行时间有关的调度算法是( B ) 。 A. 先来先服务 B. 短作业优先 C. 时间片轮转法 D. 均衡 7. 有关联的并发进程执行时出现与时间有关的错误，其原因是(B ) 。 A. 进程的并发性 B. 对共享资源的使用不受限制，进程交叉使用可共享变量 C. 进程访问共享变量的临界区 D. 进程访问共享变量的相关临界区 8. 进程的并发执行是指若干个进程( B ) 。 A按时间片交替使用系统资源 B. 在执行的时间上是重叠的 C. 同时执行 D. 在执行的时间上是不可重叠的 9. 进程分配到必要的资源并获得处理机时的状态是( B ) 。 A. 就绪状态 B. 执行状态 C. 阻塞状态 D. 中断状态 10. 进程具有三种基本状态：阻塞态、运行态、就绪态，进程在执行过程中，其状态总是在不停地发生变化的，下面关于进程状态变化的说法中正确的是( D ) 。 A. 进程一旦形成，首先进入的是运行状态。 B. 三种进程状态是进程运行过程中的基本状态，进程可能同时处于某几种状态中 C. 一个进程必须经过进程的三个基本状态才能结束 D. 在分时系统中，一个正在运行进程的时间片到，该进程将转入就绪状态 11. 用于解决进程间互斥的方法是(A) 。 A. 信号量及P，V操作 B. 破坏非剥夺条件 C. 消息缓冲方式 D. 特权指令方式 12. 操作系统中，(A) 负责对进程进行调度。 A. 处理机管理 B. 作业管理 C. 高级调度管理 D. 存储和设备管理 1.什么是操作系统？其主要功能是什么？ 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,有效组织多道程序运行的系统软件(或程序集合),是用户和计算机直接的程序接口. 2.在某个计算机系统中，有一台输入机和一台打印机，现有两道程序投入运行，程序A、B 同时运行，A略早于B。A的运行轨迹为：计算50ms、打印100ms、再计算50ms、打印100ms，结束。B的运行轨迹为：计算50ms、输入80ms、再计算100ms，结束。试说明：（1）两道程序运行时，CPU是否空闲等待？若是，在那段时间段等待？ （2）程序A、B是否有等待CPU的情况？若有，指出发生等待的时刻。 0 50 100 150 200 250 300 50 100 50 100 50 100 20 100 (1) cpu有空闲等待,在100ms~150ms的时候. (2) 程序A没有等待cpu,程序B发生等待的时间是180ms~200ms. 1.设公共汽车上，司机和售票员的活动如下： 司机的活动：启动车辆；正常行车；到站停车。 售票员的活动：关车门；售票；开车门。 在汽车不断的到站、停车、行驶过程中，用信号量和P、V操作实现这两个活动的同步关系。 semaphore s1,s2; s1=0;s2=0; cobegin 司机();售票员(); coend process 司机() ｛ while(true) { P(s1) ; 启动车辆; 正常行车; 到站停车; V(s2); } ｝ process 售票员() { while(true) { 关车门; V(s1); 售票; P(s2); 开车门; 上下乘客; } } 2.设有三个进程P、Q、R共享一个缓冲区，该缓冲区一次只能存放一个数据，P进程负责循环地从磁带机读入数据并放入缓冲区，Q进程负责循环地从缓冲区取出P进程放入的数据进行加工处理，并把结果放入缓冲区，R进程负责循环地从缓冲区读出Q进程放入的数据并在打印机上打印。请用信号量和P、V操作，写出能够正确执行的程序。 semaphore sp,sq,sr; int buf;sp=1;sq=0;sr=0; cobegin process P() { while(true) { 从磁带读入数据; P(sp); Buf=data; V(sq); } } process Q() { while(true) { P(sq); data=buf; 加工data; buf=data; V(sr); } } process R() { while(true) { P(sr); data=buf; V(sp); 打印数据; } } 考点一调度的基本概念和基本准则 一、单项选择题 1.假设就绪队列中有10个进程，系统将时间片设为200ms，CPU进行进程切换要花费10ms。则系统开销所占的比率约为（）。 A．1% B.5% C.10% D.20% 2.下面关于进程的叙述不正确的是（）。 A.进程申请CPU得不到满足时，其状态变为就绪状态 B.在单CUP系统中，任一时刻有一个进程处于运行状态 C.优先级是进行进程调度的重要证据，一旦确定不能改变 D.进程获得处理机而运行的是通过调度实现的 二、综合应用题 1.分析调度的三种形式：短期调度、中期调度和长期调度的差别。 2.引起进程调度的原因有哪些？ 3.高级调度与低级调度的主要任务是什么？为什么要引入中级调度？ 4.选择调度方式和调度算法时，应遵循的准则是什么？ 5.下列问题应由哪一些调度程序负责？ （1）发生时间片中断后，决定将处理机分给哪一个就绪进程？ （2）在短期繁重负荷情况下，应将哪个进程挂起？ （3）一个作业运行结束后，从后备作业队列中选具备能够装入内存的作业。 6.CPU调度算法决定了进程执行的顺序。若有n 个进程需要调度，有多少种可能的调度算法顺序？ 7.有些系统如MS-DOS没有提供并发处理手段。引入并发处理会导致操作系统设计的复杂性。试分析引入并发处理后导致的操作系统设计的三个主要的复杂性。 8.说明抢占式调度与非抢占式调度的区别。为什么说计算中心不适合采用非抢占式调度？ 考点二典型调度算法 一、单项选择题 1.以下哪一种说法对剥夺式系统来讲结论正确（）。 A.若系统采用轮转法调度进程，则系统采用的是剥夺式调度。 B.若现行进程要等待某一事件时引起调度，则该系统是剥夺式调度。 C.实时系统通常采用剥夺式调度。 D.在剥夺式系统中，进程的周转时间较之非剥夺式系统可预见。 2.既考虑作业的等待时间又考虑作业的执行时间的调度算法是（）。 A.相应比高者优先 B.端作业优先 C.优先级调度 D.先来先服务 3.关于作业优先权大小的论述中，正确的论述是（）。 A.计算型作业的优先级，应高于I/O型作业的优先权。 B.用户进程的优先权，应高于系统进程的优先权。 C.长作业的优先权，应高于短作业的优先权。 D.资源要求多的作业，其优先权应高于资源要求少的作业。 E.在动态优先权中，随着作业等待时间的增加，其优先权将随之下降。 F.在动态优先权中，随着进程执行时间的增加，其优先权降低。 二、综合应用题 1.设有一组进程，它们需要占用CPU的时间及优先级如下所示： 第四章处理机调度 4.3 习题 4.3.1 选择最合适的答案 1．某系统采用了银行家算法，则下列叙述正确的是（）。 A.系统处于不安全状态时一定会发生死锁 B.系统处于不安全状态时可能会发生死锁 C.系统处于安全状态时可能会发生死锁 D.系统处于安全状态时一定会发生死锁 2．银行家算法中的数据结构包括有可利用资源向量Available、最大需求矩阵Max、分配矩阵Allocation、需求矩阵Need，下列选项正确的是（）。 A.Max[i,j]=Allocation[i,j]+Need[i,j] B.Need[i,j]= Allocation[i,j]+ Max[i,j] C.Max[i,j]= Available[i,j]+Need[i,j] D.Need[i,j]= Available[i,j]+ Max[i,j] 3．下列进程调度算法中，（）可能会出现进程长期得不到调度的情况。 A.非抢占式静态优先权法 B.抢占式静态优先权法 C.时间片轮转调度算法 D.非抢占式动态优先权法 4．在下列选项中，属于预防死锁的方法是（）。 A.剥夺资源法 B.资源分配图简化法 C.资源随意分配 D.银行家算法 5．在下列选项中，属于检测死锁的方法是（）。 A.银行家算法 B.消进程法 C.资源静态分配法 D.资源分配图简化法 6．在下列选项中，属于解除死锁的方法是（）。 A．剥夺资源法 B.资源分配图简化法 C．银行家算法 D.资源静态分配法 7．为了照顾紧迫型作业，应采用（）。 A.先来服务调度算法 B.短作业优先调度算法 C.时间片轮转调度算法 D.优先权调度算法 8．在采用动态优先权的优先权调度算法中，如果所有进程都具有相同优先权初值，则 2.1 一类操作系统服务提供对用户很有用的函数，主要包括用户界面、程序执行、I/O操作、文件系统操作、通信、错误检测等。 另一类操作系统函数不是帮助用户而是确保系统本身高效运行，包括资源分配、统计、保护和安全等。 这两类服务的区别在于服务的对象不同，一类是针对用户，另一类是针对系统本身。 2.6 优点：采用同样的系统调用界面，可以使用户的程序代码用相同的方式被写入设备和文件，利于用户程序的开发。还利于设备驱动程序代码，可以支持规范定义的API。 缺点：系统调用为所需要的服务提供最小的系统接口来实现所需要的功能，由于设备和文件读写速度不同，若是同一接口的话可能会处理不过来。 2.9 策略决定做什么，机制决定如何做。他们两个的区分对于灵活性来说很重要。策略可能会随时间或位置而有所改变。在最坏的情况下，每次策略改变都可能需要底层机制的改变。系统更需要通用机制，这样策略的改变只需要重定义一些系统参数，而不需要改变机制，提高了系统灵活性。 3.1、短期调度：从准备执行的进程中选择进程，并为之分配CPU； 中期调度：在分时系统中使用，进程能从内存中移出，之后，进程能被重新调入内存，并从中断处继续执行，采用了交换的方案。 长期调度：从缓冲池中选择进程，并装入内存以准备执行。 它们的主要区别是它们执行的频率。短期调度必须频繁地为CPU选择新进程，而长期调度程序执行地并不频繁，只有当进程离开系统后，才可能需要调度长期调度程序。 3.4、当控制返回到父进程时，value值不变，A行将输出：PARENT：value=5。 4.1、对于顺序结构的程序来说，单线程要比多线程的功能好，比如（1）输入三角形的三边长，求三角形面积；（2）从键盘输入一个大写字母，将它改为小写字母输出。 多处理机系统介绍 随着用户计算需求的增长，多处理系统能够提供一个自然地、不断提高的升级途径。只要核心的用户程序能够提供线程级并行，给系统添加处理器，或者将较小的系统替换为较大的、包含更多处理器的系统，都能给用户提供一个直接增加计算能力的途径。其次，多处理机系统使系统供应商能够将单个微处理器的设计代价分摊到多种设计方案中，这些设计方案能够提供不同层次的性能和扩展能力。最后，使用一致共享存储器的多处理机系统能够提供与分时共享的但处理机兼容的编程模式，便于用户使用以前已经存在的应用程序，也便于开发新的应用程序。在这些系统中，硬件和操作系统软件综合起来提供给用户和程序员的功能界面，实际上是基于以下4点多处理机理想假设: 完全共享存储器即系统中所有处理机对所有物理存储器的访问都是平等的。 单位延迟即所有的访存请求都能在一个周期内满足。 无竞争即一个处理机的访存不会受到另一个处理机访存的影响。 写的瞬间船舶即某个处理机写存储器导致的更新立刻对所有的处理机可见。 系统及处理机的设计者必须努力使系统尽量接近这些理想假设，从而满足用户对于性能和正确性的要求。显然，在实现这些目标时，诸如造价以及可扩展性等因素起着重要作用，但是一个优秀的系统必须很好的满足这些假设。 完全共享存储器，单位延迟以及无竞争 诸如图9.4所示，大多数提供一致存储器访问（UMA，Uniform Memory Access）的传统共享存储器多处理机系统使用一种“dancehall”的组织结构，一组存储器模块或者存储体通过交叉开关互联网络与另一组处理机连接起来，并且每个处理机通过交叉开关访问存储器的延迟是相通的。这种方法的弊端在于交叉开关的价格，该价格会随着处理机和存储器的总数按平方增长，同时每次访存都必须穿过交叉开关，另一种方法是非一致存储访问(NUMA,Nonuniform Memory Access),许多系统供应商现在都按照这种方法构造系统，在这种方法中，处理机仍然通过一个交叉开关互联网络连接在一起，但是每个处理机有一个本地的存储器，它的访问延迟要低得多，在NUMA结构中，只有对远程存储器的访问才存在穿越交叉开关的延迟开销。 在UMA和NUMA系统中，与单处理机系统一样，都是通过cache来近似满足单位延迟的理想假设，cache能够同时满足对本地和远程存储器（NUMA）的访问，类似的，可以使用cache 对访存流量进行过滤减轻存储体之间的竞争。因此，对于在单处理机系统中不可缺少的cache， 第一章操作系统引论 一、填空题 1~5 BCABA 6~8BCB 、填空题 处理机管理 计算机硬件 分时系统 单道批处理系统 、简答题 1. 什么叫多道程序？试述多道程序设计技术的基本思想 及特征。为什么对作业 进行多道批处理可以提高系统效率？ 多道程序设计技术是指在计算机内存中同时存放几道相互独立的程序， 使它 们在管理程序控制下，相互穿插运行。 基本思想：在计算机的内存中同时存放多道相互独立的程序， 当某道程序因 某种原因不能继续运行下去时候，管理程序就将另一道程序投入运行，这样使几 道程序在系统内并行工作，可使中央处理机及外设尽量处于忙碌状态， 从而大大 提高计算机使用效率。 特征：多道性；无序性；调度性 在批处理系统中采用多道程序设计技术形成多道批处理系统， 多个作业成批送入 计算机，由作业调度程序自动选择作业运行，这样提高了系统效率。 2. 批处理系统、分时系统和实时系统各有什么特点？各适合应用于哪些方面？ 批处 理系统得特征：资源利用率高；系统吞吐量大；平均周转时间长；无交 互能力。适用于那些需要较长时间才能完成的大作业。 分时系统的特征：多路性；独立性；及时性；交互性。适合进行各种事务处 理，并为进行软件开发提供了一个良好的环境。 实时系统的特征：多路性；独立性；实时性；可靠性；交互性。适合对随机发生 的外部事件能做出及时地响应和处理的系统， 如实时控制系统，实时信息处理系 统。1、 2、 存储器管理 设备管理 计算机软件 实时系统 批处理系统 多道批处理系统 文件管理 第二章进程管理 一、填空题 1~6 CBABBB 7 ① A ② C ③ B ④ D 8 ① D ② B 9 ~10 CA 11~15 CBBDB 16~18 DDC 20~21 BB 22 ① B ② D ③ F 25 B 26~30 BDACB 31~32 AD 二、填空题 1、动态性并发性 2、可用资源的数量等待使用资源的进程数 3、一次只允许一个进程使用的共享资源每个进程中访问临界资源的那段代码 4、执行态就绪态等待态 5、程序数据进程控制块进程控制块 &同步关系 7、等待 8、进程控制块 9、P V 11、同步互斥同步互斥 12、P V P V P V 13、封闭性 14、-（m-1）~1 15、② 16、动静 17、4 0 18、s-1<0 19、①③ 三、简答题 1.在操作系统中为什么要引入进程的概念？进程和程序的关系？ 现代计算机系统中程序并发执行和资源共享的需要，使得系统的工作情况变得非常复杂，而程序作为机器指令集合，这一静态概念已经不能如实反映程序并发执行过程的动态性，因此，引入进程的概念来描述程序的动态执行过程。这对于我们理解、描述和设计操作系统具有重要意义。 进程和程序关系类似生活中的炒菜与菜谱。菜谱相同，而各人炒出来的菜的味道却差别很大。原因是菜谱基本上是一种静态描述，它不可能把所有执行的动态过程中，涉及的时空、环境等因素一一用指令描述清楚。 2.试从动态性、并发性和独立性上比较进程和程序。 动态性：进程的实质是进程实体的一次执行过程。动态性是进程的基本特征。而程序只是一组有序指令的集合，其本身不具有动态的含义，因而是静态的。 并发性：并发性是进程的重要特征，引入进程的目的也正是为了使其进程实体能和其他进程实体并发执行，而程序是不能并发执行的。 独立性：进程的独立性表现在进程实体是一个能独立运行、独立分配资源和独立接受调度的基本单位。而程序不能做为一个独立的单位参与运行。 3.何谓进程，进程由哪些部分组成？ 进程是进程实体的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位进程由程序段，数据段，进程控制块三部分组成。 1.下表给出作业1、2、3到达时间和运行时间。采用短作业优先调度算法和先来先 服务调度算法，试问平均周转时间各为多少？是否还有更好的调度策略存在？（时间单位：小时，以十进制进行计算。） 2.假设有四个作业,它们提交、运行时间如下表所示。若采用响应比高者优先调度算 法，试问平均周转时间和带权周转时间为多少？（时间单位：小时，以十进制进行计算。） a、 b、c，且满足a＜b＜c，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。 4.在单CPU和两台输入/输出设备(I1,I2)的多道程序设计环境下,同时投入三个作业 Job1、Job2、Job3运行。这三个作业对CPU和输入/输出设备的使用顺序和时间如下所示： Job1: I2(30ms);CPU(10ms);I1(30ms);CPU(10ms);I2(20ms|) Job2: I1(20ms);CPU(20ms); I2(40ms|) Job3: CPU(30ms);I1(20ms);CPU(10ms);I1(10ms|) 假定CPU 、I1、I2都能并行工作，Job1优先级最高，Job2次之，Job3优先级最低，优先级高的作业可以抢占优先级低的作业的CPU但不抢占I1和I2。试求： （1）三个作业投入到完成分别需要的时间。 （2）从投入到完成的CPU利用率。 （3）I/O设备利用率 1.对下面的5个非周期性实时任务,按最早开始截止时间优先权调度算法应如何进行 A要求每20ms执行一次,执行时间为10ms;任务B要求50ms执行一次,执行时间为10ms;任务C要求 50ms执行一次,执行时间为15ms,应如何按最低松弛度优先算法对它们进行 CPU调度? 5.某系统有R1、R2和R3共3种资源，在T0时刻P1、P2、P3和P4 这4 个进程对资源的占用和需求情况见下表，此时系统的可用资源向量为（2，1， 2），问题： ①将系统中各种资源总数和此刻各进程对各资源的需求数目用向量或矩阵 表示出来； ②如果此时P1和P2均发出资源请求向量Request(1,0,1),为了保证系统的安 全性，应该如何分配资源给这两个进程，说明你所采用策略的原因。 6假定某计算机系统有R1(2)、R2(1)两类可再使用资源,它们被进程P1、P2所共享,两个进程均以下列顺序使用资源: ?申请R1?申请R2?申请R1?释放R1?释放R2?释放R1 ? 试求出系统可能到达的死锁点，并画出死锁点的资源分配图。 第三章处理机调度与死锁 1，高级调度与低级调度的主要任务是什么？为什么要引入中级调度？ 【解】（1）高级调度主要任务是用于决定把外存上处于后备队列中的那些作业调入内存，并为它们创建进程，分配必要的资源，然后再将新创建的进程排在就绪队列上，准备执行。（2）低级调度主要任务是决定就绪队列中的哪个进程将获得处理机，然后由分派程序执行把处理机分配给该进程的操作。（3）引入中级调度的主要目的是为了提高内存的利用率和系统吞吐量。为此，应使那些暂时不能运行的进程不再占用宝贵的内存空间，而将它们调至外存上去等待，称此时的进程状态为就绪驻外存状态或挂起状态。当这些进程重又具备运行条件，且内存又稍有空闲时，由中级调度决定，将外存上的那些重又具备运行条件的就绪进程重新调入内存，并修改其状态为就绪状态，挂在就绪队列上，等待进程调度。 3、何谓作业、作业步和作业流？ 【解】作业包含通常的程序和数据，还配有作业说明书。系统根据该说明书对程序的运行进行控制。批处理系统中是以作业为基本单位从外存调入内存。作业步是指每个作业运行期间都必须经过若干个相对独立相互关联的顺序加工的步骤。 作业流是指若干个作业进入系统后依次存放在外存上形成的输入作业流；在操作系统的控制下，逐个作业进程处理，于是形成了处理作业流。 4、在什么情冴下需要使用作业控制块JCB？其中包含了哪些内容？ 【解】每当作业进入系统时，系统便为每个作业建立一个作业控制块JCB，根据作业类型将它插入到相应的后备队列中。 JCB 包含的内容通常有：1) 作业标识2)用户名称3)用户账户4)作业类型（CPU 繁忙型、I/O芳名型、批量型、终端型）5)作业状态6)调度信息（优先级、作业已运行）7)资源要求8)进入系统时间9) 开始处理时间10) 作业完成时间11) 作业退出时间12) 资源使用情况等 5．在作业调度中应如何确定接纳多少个作业和接纳哪些作业？ 【解】作业调度每次接纳进入内存的作业数，取决于多道程序度。应将哪些作业从外存调入内存，取决于采用的调度算法。最简单的是先来服务调度算法，较常用的是短作业优先调度算法和基于作业优先级的调度算法。 7．试说明低级调度的主要功能。 【解】（1）保存处理机的现场信息（2）按某种算法选取进程（3）把处理机分配给进程。 8、在抢占调度方式中，抢占的原则是什么？ 【解】剥夺原则有：（1）时间片原则各进程按时间片运行，当一个时间片用完后，便停止该进程的执行而重新进行调度。这种原则适用于分时系统、大多数实时系统，以及要求较高的批处理系统。（2）优先权原则通常是对一些重要的和紧急的作业赋予较高的优先权。当这种作业到达时，如果其优先权比正在执行进程的优先权高，便停止正在执行的进程，将处理机分配给优先权高的进程，使之执行。（3）短作业（进程）优先原则当新到达的作业（进程）比正在执行的作业（进程）明显地短时，将剥夺长作业（进程）的执行，将处理机分配给短作业（进程），使之优先执行。 9、选择调度方式和调度算法时，应遵循的准则是什么？ 【解】应遵循的准则有（1）面向用户的准则：周转时间短，响应时间快，截止时间的保证，优先权准则。（2）面向系统的准则：系统吞吐量高，处理机利用率好，各类资源的平衡利用。 10、在批处理系统、分时系统和实时系统中，各采用哪几种进程（作业）调度算法？ 【解】 批处理系统：FCFS算法、最小优先数优先算法、抢占式最小优先数优先算法 2 分时系统：可剥夺调度、轮转调度 实时系统：时间片轮转调度算法、非抢占优先权调度算法、基于时钟中断抢占的优先权调度算法、立即抢占的优先权调度。 11、何谓静态和动态优先权？确定静态优先权的依据是什么？ 【解】静态优先权是在创建进程时确定的，且在进程的整个运行期间保持不变。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。确定静态优先权的依据是：（1）进程类型，通常系统进程的优先权高于一般用户进程的优先权。（2）进程对资源的需要。（3）用户要求，用户进程的紧迫程度及用户所付费用的多少来确定优先权的。 12、试比较FCFS和SPF两种进程调度算法。 【解】FCFS算法按照作业提交或进程变为就绪状态的先后次序，分派CPU。当前作业或进程占有CPU，直到执行完或阻塞，才让出CPU。在作业或进程唤醒后，并不立即恢复执行，通常等到当前作业或进程让出CPU。FCFS比较有利于长作业，而不利于短作业；有利于CPU繁忙的作业，而不利于I/O繁忙的作业。SPF有利于短进程调度，是从就绪队列中选出一估计运行时间最短的进 多处理机操作系统 【摘要】本文通过对操作系统的发展对引入多操作系统的原因和采用多处理机操作系统的优点进行了阐述。分别对多处理机操作系统的三种模式类型分别就其工作原理和特点进行了详细说明。随后对多处理机操作系统的共享公用存储器的实现方法进行了阐述，即处理机和存储器的几种连接方式的优缺点和实现原理进行了说明。 【summary】In this paper, the development of the operating system into multiple operating systems on the causes and the use of the advantages of multiprocessor operating system has been described. Multiprocessor operating systems, respectively, for the three model types in respect of its working principle and characteristics are described in detail. Then the multi-processor operating system share a common memory implementation are described,The processor and memory advantages and disadvantages of several connections and implementation principles described 【关键词】多处理机操作系统、主从式(master-slave)、 独立监督式(separate supervisor) 浮动监督式(floating superviso)、公用存储器、 操作系统经过上个世纪60、70年代的发展，到了本世纪80年代已趋于成熟，随着VLSI和计算机体系结构的发展，操作系统随之发展，形成了多处理机操作系统、微机操作系统、网络操作系统、分布式操作系统和嵌入式操作系统等。 从广义上说，多处理机操作系统，就是由多台计算机协同工作来完成所要求的任务的计算机系统操作系统。而传统的侠义上，多处理机系统的作用是利用系统内的多个CPU来并行执行用户的多个指令。这样做的优点有三。 第一、利用多个处理机提供在发生故障的情况下的冗余性，建立高度可靠的系统。 第二、将程序可以分成几个能作为进程独立执行的部分，减少程序执行的时间。 第三、通过并行执行多个用户程序，增加系统的吞吐量。 多个CPU在物理位置上处于同一机壳中，有一个单一的系统物理地址空间和每一个CPU均可访问系统内的所有存储器是其显著的特点。 引入多处理机系统的原因有以下三点： 1、增加系统的吞吐量 2、节省投资 3、提高系统的可靠性 多处理机操作系统的模式类型可分为三种： 1、主从式(master-slave)主从式操作系统即由一台主处理机记录、控制 其它从处理机的状态，并分配任务给从处理机。操作系统在主处理机 上运行，从处理机的请求通过陷入传送给主处理机，然后主处理机回 答并执行相应的服务操作。主从式操作系统的特点有如下几个特点： 1）：由于只有一个处理机访问执行表，所以不存在管理表格存取冲突 和访问阻塞问题。 2）：操作系统程序只在一台处理机上运行。 第一章 1、设计现代OS的主要目标就是什么？ 方便性,有效性,可扩充性与开放性。 2、OS的作用可表现在哪几个方面？ (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。 4、试说明推动多道批处理系统形成与发展的主要动力就是什么 主要动力来源于四个方面的社会需求与技术发展(1)不断提高计算机资源的利用率(2)方便用户(3)器件的不断更新换代(4)计算机体系结构的不断发展。7、实现分时系统的关键问题就是什么？应如何解决 关键问题就是当用户在自己的终端上键入命令时,系统应能及时接收并及时处理该命令。在用户能接受的时延内将结果返回给用户。解决方法:针对及时接收问题,可以在系统中设置多路卡,使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据,为每个终端配置缓冲区,暂存用户键入的命令或数据。针对及时处理问题,应使所有的用户作业都直接进入内存,并且为每个作业分配一个时间片,允许作业只在自己的时间片内运行。这样在不长的时间内,能使每个作业都运行一次。 12、试从交互性、及时性以及可靠性方面,将分时系统与实时系统进行比较。 (1)及时性。实时信息处理系统对实时性的要求与分时系统类似,都就是以人所能接受的等待时间来确定,而实时控制系统的及时性,就是以控制对象所要求的 开始截止时间或完成截止时间来确定的,一般为秒级到毫秒级,甚至有的要低于100微妙。(2)交互性。实时信息处理系统具有交互性,但人与系统的交互仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序,不像分时系统那样能向终端用户提供数据与资源共享等服务。(3)可靠性。分时系统也要求系统可靠,但相比之下,实时系统则要求系统具有高度的可靠性。因为任何差错都可能带来巨大的经济损失,甚至就是灾难性后果,所以在实时系统中,往往都采取了多级容错措施保障系统的安全性及数据的安全性。 13、OS有哪几大特征？其最基本的特征就是什么？ 并发性、共享性、虚拟性与异步性四个基本特征。最基本的特征就是并发性。 14、处理机管理有哪些主要功能？它们的主要任务就是什么？ 处理机管理的主要功能就是:进程管理、进程同步、进程通信与处理机调度 (1)进程管理:为作业创建进程,撤销已结束进程,控制进程在运行过程中的状态转换(2)进程同步:为多个进程(含线程)的运行进行协调(3)进程通信:用来实现在相互合作的进程之间的信息交换(4)处理机调度:①作业调度:从后备队里按照一定的算法,选出若干个作业,为她们分配运行所需的资源,首选就是分配内存②进程调度:从进程的就绪队列中,按照一定算法选出一个进程把处理机分配给它,并设置运行现场,使进程投入执行。 15、内存管理有哪些主要功能?她们的主要任务就是什么 内存管理的主要功能有:内存分配、内存保护、地址映射与内存扩充。 内存分配:为每道程序分配内存。 实验2 处理机调度 一、实验要求 ●了解引起处理机调度的原因 ●分析先来先服务算法，给出代码注释 二、实验内容 进程调度算法的数据结构主要有：进程函数定义，建立进程函数，进程调度函数。示例： #include "stdio.h" #include p=(pcb*)malloc(sizeof(pcb)); p->name=ID; p->ax=a; p->bx=b; p->cx=c; p->dx=d; p->pc=m; p->psw=n; p->precendence=pre; p->status=aready; if(head==NULL) head=p; else q->next=p; q=p; printf("\ninput the next pcb: "); scanf("\n%c",&ID); scanf("%d%d%d%d%d%d",&a,&b,&c,&d,&m,&n); } if(q!=NULL) q->next=NULL; q=head; while(q) { printf("\n peocess name. status.ax. bx. cx. dx. pc. psw.\n "); printf("%10c%5d%8d%5d%5d%5d%5d%5d%5d",q->name,q->status,q->precende nce,q->ax,q->bx,q->cx,q->dx,q->pc,q->psw); q=q->next; } return head;/*createprocess end*/ } void processfifo(pcb *head) { pcb *p; p=head; printf("\n the process use fifo method.\n"); printf("running the frist process:\n"); while(p!=NULL) { p->status=running; printf("\nprocess name status. ax. bx. cx. dx. pc. psw."); printf("\n%10c%5d%8d%5d%5d%5d%5d%5d",p->name,p->status,p->ax,p->bx, p->cx,p->dx,p->pc,p->psw); /*check process running status */ 1、操作系统作业管理的主要功能是（）。 A、作业调度与控制 B、作业提交 C、作业准备 D、编制程序 2、在操作系统中，JCB是指（）。 A、作业控制块 B、进程控制块 C、文件控制块 D、程序控制块 3、处于后备状态的作业存放在（）中。 A、外存 B、内存 C、A和B D、扩展内存 4、作业调度程序从处于（）状态的队列中选取适当的作业调入主存运行。 A、执行 B、提交 C、完成 D、后备 5、作业在系统中存在与否的唯一标志是（）。 A、源程序 B、作业说明书 C、作业控制块 D、目的程序 6、作业调度的关键在于（）。 A、选择恰当的进程管理程序 B、选择恰当的作业调度算法 C、用户作业准备充分 D、有一个较好的操作环境 7、作业调度是（）。 A、从输入井中选取作业进入输入井 B、从读卡机中选取作业进入输入井 C、从主存中选取作业进程占有CPU D、从等待设备的队列中选取一个作业进程 8、按照作业到达的先后次序调度作业，排队等待时间最长的作业被优先调度，这是指（）调度算法。 A、先来先服务 B、最短作业优先 C、定时轮转法 D、优先数法 9、用户在一次计算过程中，或者一次事物处理中，要求计算机完成所做的工作的集合，这是指（）。 A、进程 B、程序 C、作业 D、系统调用 10、作业调度又称为[1]，它决定将那些在外存储器上的处于[2]状态的作业调入主机内存。 系统经作业调度程序选中一个或多个作业后，就为它们分配必要的内存、设备及软资源。然后控制权就交给了[3]，由[3]将它们变为一个或一组[4]，并[5]。 供选择的答案： [1]： A、高级调度 B、低级调度 C、中级调度 D、进程调度 [2]： A、就绪 B、阻塞 C、提交 D、后备操作系统第四版-课后习题答案
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操作系统 多处理机习题
第二章第三章处理机管理测验及答案
操作系统课后习题答案
第三章处理机调度与死锁
操作系统原理第四章 处理机调度习题
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第三章处理机管理练习