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操作系统.docx
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操作系统
1.
①
某系统中进程有如下的状态变化图:
请回答下列问题:
(1)该系统采用了怎样的进程调度算法?
说明理由。
(2)把图中发生①-④的状态变化原因填入下表中。
变化
变化原因
①
②
③
④
2.设某系统采用可抢占的优先级进程调度算法,系统在某一段时间内有A、B、C三个进程,进程C优先级最高,进程A优先级最低,进程B优先级介于进程A、C之间,它们的就绪时刻、计算与I/O所需时间如下表所示:
进程
进程就绪时刻
计算时间
I/O操作时间
计算时间
A
B
C
0ms
10ms
15ms
15ms
25ms
3ms
10ms
15ms
20ms
5ms
10ms
10ms
(1)若系统采用多道方式运行,给出这三个进程运行完成总共所需的时间,并用图示给出三个进程的实际运行过程(忽略进行系统调度所需时间)。
(2)采用多道方式运行比采用单道方式运行节省多少时间。
处理器调度
选择题
当CPU执行操作系统代码时,则处理机处于()。
A.执行态B.目态C.管态D.就绪态
()是机器指令的扩充,是硬件的首次延伸,是加在硬件上的第一层软件。
A.系统调用B.操作系统C.内核D.特权指令
操作系统提供给程序员的接口是()。
A.进程B.系统调用C.库函数D.B和C
用户程序向系统提出使用外设的请求方式是()。
A.作业申请B.原语C.系统调用D.I/O指令
当作业正常完成进入完成状态时,操作系统()。
A.将输出该作业的结果并删除内存中的作业B.将收回该作业的所占资源并输出结果
C.将收回该作业的所占资源及输出结果,并删除该作业
D.将收回该作业的所占资源及输出结果,并将它的控制块从当前的队列中删除
下列选项是关于作业和进程关系的描述,其中哪一个是不正确的()。
A.作业的概念主要用在批处理系统中,而进程的概念则用在几乎所有的OS中。
B.作业是比进程低一级的概念。
C.一个作业至少由一个进程组成。
D.作业是用户向计算机提交任务的实体,而进程是完成用户任务的执行实体以及向系统申请分配资源的基本单位。
作业生存期共经历四个状态,它们是提交、后备、()和完成。
A.提交B.就绪C.执行D.等待
作业从后备作业到被调度程序选中的时间称为()。
周转时间 B.响应时间 C.等待调度时间 D.运行时间
设有三个作业J1,J2,J3,它们同时到达,运行时间分别为T1,T2,T3,且T1≤T2≤T3,若它们在一台处理机上按单道运行,采用短作业优先算法,则平均周转时间为()。
A.T1+T2+T3B.1/3(T1+T2+T3)C.T1+2/3T2+1/3T3D.T1+1/3T2+2/3T3
从作业提交给系统到作业完成的时间间隔称为作业的()。
A.中断时间B.等待时间C.周转时间D.响应时间
在分时操作系统环境下运行的作业为()。
A.长作业B.短作业C.批处理型作业D.终端型作业
设有四个作业同时到达,每个作业执行时间均为2h,它们在一台处理机上按单道方式运行,则平均周转时间为()。
A.1hB.5hC.2.5hD.8h
FCFS调度算法有利于()。
A.长作业和CPU繁忙型作业B.长作业和I/O繁忙型作业
C.短作业和CPU繁忙型作业D.短作业和I/O繁忙型作业
下列哪种说法()不是SJ(P)F调度算法的缺点。
A.对于长作业(进程)不利B.未考虑作业(进程)的紧迫程度
C.不能有效降低作业(进程)的平均等待时间D.由于根据的是用户提供的估计执行时间,因此不一定真正做到短而优先。
选择排队作业中等待时间最长的作业被优先调度,该调度算法是()。
A.先来先服务调度算法 B.短作业优先调度算法C.优先权调度算法 D.高响应比优先调度算法
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,则此时的优先权调度算法实际上和()相同。
A.先来先服务调度算法 B.短作业优先调度算法
C.时间片轮转调度算法 D.长作业优先调度算法
高响应比优先调度算法中,系统考虑的时间是作业要求服务的时间和()。
A.作业完成时间 B.作业到达时间 C.作业等待时间 D.作业响应时间
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()。
A.先来先服务B.短作业优先C.时间片轮转法D.均衡
若所有作业同时到达,在各种作业调度算法中,平均等待时间最短的是()。
A.先来先服务B.短作业优先C.时间片轮转法D.最高响应比优先
为了照顾紧迫型作业,应采用()。
A.先来先服务调度算法 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
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
下列是选择调度方式和算法的四个面向用户的准则,其中对批处理、分时、实时系统都可引用的是()。
A.周转时间短 B.响应时间快 C.截止时间的保证 D.优先权准则
下列选项()不是分时系统中确定时间片大小需要考虑的因素。
A.系统对响应时间的要求 B.就绪队列中进程的数目
C.系统的处理能力 D.各类资源的平衡利用
下列对多级队列调度和多级反馈队列调度不同点的叙述中,不正确的选项是()。
A.多级队列调度用到优先权,而多级反馈队列调度中没有用到优先权
B.多级反馈队列调度中就绪队列的设置不是象多级队列调度一样按作业性质划分,而是按时间片的大小划分
C.多级队列调度中的进程固定在某一个队列中,而多级反馈队列调度中的进程不固定
D.多级队列调度中每个队列按作业性质不同而采用不同的调度算法,而多级反馈队列调度中除了个别队列外,均采用相同的调度算法。
实时系统中采用的调度算法可以有如下几种:
1.非抢占优先权调度算法2.立即抢占的优先权调度算法3.时间片轮转调度算法4.基于时钟中断抢占的优先权调度算法。
按实时要求的严格程度由低到高的顺序是()。
A.l—3—2—4 B.3—1—4—2 C.3—1—2—4 D.1—3—4—2
下列是选择调度方式和算法的四个面向用户的准则,通常只适用于实时系统的准则是()。
A.周转时间短 B.响应时间快 C.截止时间的保证 D.优先权准则
设有三个作业,它们的到达时间和计算时间如下表所示。
作业
到达时间
计算时间
J1
8:
00
2h
J2
8:
30
1h
J3
9:
00
0.5h
它们在一台处理机上按单道方式运行,如按响应比高者优先算法,则作业执行的次序是()。
A.J1,J2,J3B.J1,J3,J2C.J2,J3,J1D.J3,J2,J1
在下列算法中,可用于进程调度的算法是()。
A.动态优先级法B.电梯调度算法C.时间片轮转法D.LRU法
填空题
操作系统为用户提供两类接口。
一类是①,用户用它来控制作业的执行;另一类是 ②,编程人员使用它来请求操作系统提供服务。
所谓系统调用,就是用户在程序中调用 ①所提供的一些子功能。
为了赋予操作系统某些特权,使得操作系统更加安全可靠地工作,实际系统中区分程序执行的两种不同的运行状态是 ①和 ②,其中 ③程序不能执行特权指令。
特权指令是只能由①使用的指令。
在多道程序系统中,一个作业从提交到执行,通常都要经历多级调度,如①、②、③以及④。
调度按操作系统分类,有①、②、③、④等。
作业调度的主要功能是①。
中级调度中的对换技术可以提高内存的利用率,但这是以①为代价的。
低级调度采用的两种方式:
①和②。
抢占方式中采用的原则有:
①、②、③。
确定作业调度算法时应注意系统资源的均衡使用,即使①作业和②作业搭配使用。
选择调度方式和调度算法的两个准则:
①和②。
面向用户准则主要有:
①、②、③、④。
在面向用户的作业调度准则中,最基本的准则是①,最重要的准则是②。
面向系统准则主要有:
①、②、③、④。
在面向系统的作业调度准则中,最基本的准则是①,最重要的准则是②。
另外③和④两个准则分别是为了提高处理机和其它资源的利用率。
调度算法主要有:
①、②、③、④、⑤、⑥。
如果系统中所有作业是同时到达的,则①调度算法使作业平均周转时间最短。
在具有前台和后台的计算机操作系统中如果有终端作业和批处理作业同时到达时,①作业应优先占用处理器。
时间片大小确定时考虑的三个因素:
①、②、③。
时间片的大小对系统性能有很大影响,如果时间片太大,则大到一定程度时,时间片轮转调度算法便退化为①。
优先权调度算法的两种类型:
①和②。
优先权的两种类型:
①和②。
在采用动态优先权时,常用的两种改变优先权的方法是①、②。
确定进程优先权的依据有:
①、②、③。
作业调度算法设计时,批处理操作系统要注意提高计算机的效率,尽量增加系统的①,分时操作系统应保证用户②,而实时操作系统应在保证及时响应和处理有关事件的前提下,再去考虑③。
实时系统中,系统应向调度程序提供的有关任务的信息有:
①、②、③、④、⑤。
对实时系统的四个要求:
①、②、③、④。
实时系统中采用的调度算法有:
①、②、③、④。
最有利于提高系统吞吐量的是短作业优先调度算法;既照顾了短作业,又考虑了作业到达的先后次序,也能适当考虑长作业的是①调度算法;照顾到紧迫型作业的是②调度算法。
判断题
作业调度和低级调度都属于处理机管理的范畴。
()
作业调度是高级调度,进程调度是低级调度。
()
作业调度能够使作业获得CPU。
()
中级调度实际上就是存储器管理中的对换功能。
()
某进程在阻塞队列,处于进程调度管理之下。
()
处于后备队列的作业已在内存中等待作业调度。
()
操作系统中的阻塞队列通常只设一个。
()
响应时间是指从作业提交到作业完成的时间间隔。
()
进程调度算法各种各样,但是如果选择不当,就会造成死锁。
()
短作业(进程)优先调度算法具有最短的平均周转时间,因此这种算法是最好的算法。
()
均衡调度是一种有利于短作业又兼顾长作业的作业调度算法。
()
优先权调度算法中,在考虑静态优先权时,一般用户的计算进程的优先权高于磁盘I/O进程的优先权。
()
优先数是进程调度的重要依据,一旦确定不能改变。
()
实时系统和分时系统中的作业调度对时间的要求很高。
()
实时调度算法中的立即抢占的优先权调度算法,不管在任何情况下都可以中断当前进程。
()
判断题
作业调度和低级调度都属于处理机管理的范畴。
()
作业调度是高级调度,进程调度是低级调度。
()
作业调度能够使作业获得CPU。
()
中级调度实际上就是存储器管理中的对换功能。
()
某进程在阻塞队列,处于进程调度管理之下。
()
处于后备队列的作业已在内存中等待作业调度。
()
操作系统中的阻塞队列通常只设一个。
()
响应时间是指从作业提交到作业完成的时间间隔。
()
进程调度算法各种各样,但是如果选择不当,就会造成死锁。
()
短作业(进程)优先调度算法具有最短的平均周转时间,因此这种算法是最好的算法。
()
均衡调度是一种有利于短作业又兼顾长作业的作业调度算法。
()
优先权调度算法中,在考虑静态优先权时,一般用户的计算进程的优先权高于磁盘I/O进程的优先权。
()
优先数是进程调度的重要依据,一旦确定不能改变。
()
实时系统和分时系统中的作业调度对时间的要求很高。
()
实时调度算法中的立即抢占的优先权调度算法,不管在任何情况下都可以中断当前进程。
()
简答题
何谓高级调度、中级调度和低级调度?
试比较进程调度与作业调度的不同点。
常用的作业调度算法有哪些?
简述引起进程调度的因素。
选择进程调度算法的准则是什么?
进程调度中“可抢占”和“非抢占”两种方式,哪一种系统的开销更大?
为什么?
什么叫抢占(剥夺)式处理调度和非抢占(非剥夺)式处理调度?
先来先服务算法(FCFS)、优先级算法(HPF)各属于哪种调度方式?
为何说高响应比优先权调度算法是一种折衷的算法。
叙述多级反馈队列调度算法的实施过程。
综合分析题
某系统一次只能运行一道作业,一时刻有四个作业a、b、c、d同时到达,它们的运行时间分别是Ta、Tb、Tc、Td,且Ta>Tb>Tc>Td,求在短、长作业优先调度算法下四个作业的平均周转时间,并比较大小。
若在后备作业队列中等待运行的作业有三个:
作业1、作业2、作业3,它们同时到达,假设它们各自的运行时间为t1,t2,t3,且满足关系t1 试证明,短作业优先的作业调度算法可以得到最短的平均响应时间。 下表列出了五个进程的执行时间和优先数,规定优先数越小优先权越大,在某时刻这五个进程按照P0、Pl、P2、P3、P4的顺序同时到达,求在采用如下算法时进程的平均周转时间和平均带权周转时间。 (1)采用先来先服务调度算法 (2)短进程优先调度算法 (3)时间片轮转调度算法(时间片为5ms) (4)优先权调度算法 进程 执行时间(ms) 优先数 P0 20 3 Pl 15 2 P2 35 4 P3 25 1 P4 40 5 假设有四个作业,它们的提交时间和运行时间如下表所示。 求采用如下算法下的作业执行次序、平均周转时间和平均带权周转时间。 (1)先来先服务调度算法(FCFS) (2)最短作业优先调度算法(SJF) (3)高响应比优先调度算法(HRF) 作业 提交时间(时) 运行时间(小时) 1 10.0 2.0 2 10.2 0.6 3 10.4 0.2 4 11.2 0.4 有一个具有两道作业的批处理系统,作业调度采用短作业优先的调度算法,进程调度采用以优先数为基础的抢占式调度算法,有如下表所示的作业序列(表中所列作业优先数即为进程优先数,数值越小优先级越高)。 (1)列出所有作业进入内存时刻及结束时刻。 (2)计算平均周转时间。 作业名 到达时刻(时) 估计运行时间(分钟) 优先数 A 10: 00 40 5 B 10: 20 30 3 C 10: 30 50 4 D lO: 50 20 6 单道批处理系统中,有4个作业,其有关情况如下表所示。 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。 作业 J1 J2 J3 J4 提交时间/h 8.0 8.6 8.8 9.0 运行时间/h 2.0 0.6 0.2 0.5 第二章进程管理习题及答案 一、填空题 1.进程的静态描述由三部分组成: ①、②和③。 【答案】①PCB、②程序部分、③相关的数据结构集 【解析】PCB是系统感知进程的唯一实体。 进程的程序部分描述了进程所要完成的功能,而数据结构集是程序在执行时必不可少的工作区和操作对象。 后两部分是进程完成所需功能的物质基础。 2.进程存在的标志是。 【答案】进程控制块PCB 【解析】系统根据PCB感知进程的存在和通过PCB中所包含的各项变量的变化,掌握进程所处的状态以达到控制进程活动的目的。 3.①是现代操作系统的基本特征之一,为了更好地描述这一特征而引入了 ②这一概念。 【答案】①程序的并发执行,②进程 【解析】程序的并发执行和资源共享是现代操行系统的基本特征。 程序的并发执行使程序失去了程序顺序执行时所具有的封闭性和可再现性。 在程序并发执行时,程序这个概念不能反映程序并发执行所具有的特性,所以引入进程概念来描述程序并发执行所具有的特点。 4.给出用于进程控制的四种常见的原语①、②、③和④。 【答案】①创建原语、②撤消原语、③阻塞原语、④唤醒原语 【解析】进程控制是系统使用一些具有特定功能的程序段来创建、撤消进程以及完成进程各状态间的转换,从而达到多个过程高效率地并行执行和协调,实现资源共享的目的。 把那些在管态下执行的具有特定功能的程序段称为原语。 5.进程被创建后,最初处于①状态,然后经②选中后进入③状态。 【答案】①就绪,②进程调度程序,③运行 【解析】进程的从无到有,从存在到消亡是由进程创建原语和撤消原语完成的。 被创建的进程最初处于就绪状态,即该进程获得了除处理机以外的所有资源,处于准备执行的状态;从就绪状态到运行状态的转换是由进程调度程序来完成的。 6.进程调度的方式通常有①和②方式两种。 【答案】①可剥夺、②非剥夺 【解析】所谓可剥夺方式,是指就绪队列中一旦有优先级高于当前运行进程的优先级的进程存在时,便立即发生进程调度,转让处理机。 而非剥夺方式则是指: 即使在就绪队列中存在有优先级高于当前运行进程的进程,当前进程仍将继续占有处理机,直到该进程完成或某种事件发生(如I/O事件)让出处理机。 7.轮转法主要是用于①的调度算法,它具有较好的②时间,且对每个进程来说都具有较好的③性。 【答案】①分时系统②响应③公平 【解析】所谓轮转调度算法,就是将CPU的处理时间分成固定的时间片,处于就绪状态的进程按一定的方式(如先到先服务FCFS)排成一个队列,该队列中的各进程按时间片轮流占用处理机。 这种调度算法主要用于分时系统,因为,分时系统的主要目标就是要让每个用户都能快速地得到系统的服务,响应时间和公平的分配处理机就成为分时系统选择调度算法的主要指标。 8.一个进程的生命期可以划分为一组状态,一个进程可能具有①基本状态。 这几种状态是②、③、④。 【答案】①三种,②运行状态,③就绪状态,④等待状态 【解析】在操作系统中,用状态来刻划进程的生存周期。 当一个进程获得了除处理机以外的所有资源时,该进程处于就绪状态;当一个进程不但得到了其他资源而且正在处理机上运行时,该进程处于运行状态;而运行状态的进程因某事件发生(如申请I/O)便处于暂时等待状态。 二、单项选择题 1.在下列叙述中,错误的一条是。 (A)操作系统是用户与计算机之间的接口 (B)程序的并发执行,使程序失去了顺序执行时具有的封闭性和可再现性,程序与程序的执行不再一一对应 (C)进程从一个状态到另一个状态的转换,都是靠使用不同的原语来实现的 (D)在单CPU的系统中,任何时刻处于就绪状态的进程有多个,而且只有处于就绪状态的进程经调度程序选中后才可进入运行状态 【答案】(C) 【解析】从用户的角度看,操作系统是用户使用计算机的桥梁,用户通过操作系统的两类接口来达到操纵计算机的目的。 叙述(A)正确。 选项(B)的叙述也是正确的,因为这正是引入进程概念的原因。 进程从一个状态到另一个状态的转换是一个非常复杂的过程,除了要使用不同的原语外,有时还要借助于硬件触发器才能完成。 例如,UNIX系统中,从系统态到用户态的转换要借助硬件触发器。 因此,叙述(C)错误。 处于就绪状态的进程已经获得了除CPU之外的所有资源,由于只有一个CPU,任何时刻就只能有一个进程获得CPU,而其他的就只能在就绪状态对应的队列上排队等待调度程序的调度。 所以叙述(D)也正确。 2.根据服务对象不同,常用的单处理机OS可以分为如下三种类型: (l)允许多个用户在其终端上同时交互地使用计算机的OS称为,它通常采用策略为用户服务。 (2)允许用户把若干个作业提交计算机系统集中处理的OS,称为,衡量这种系统性能的一个主要指标是系统的。 (3)在的控制下,计算机系统能及时处理由过程控制反馈的数据并作出响应。 设计这种系统时,首先考虑系统的。 (A)网络OS(B)分步式OS(C)分时OS(D)时间片轮转 (E)单用户OS(F)批处理OS(G)可靠性和灵活性(H)吞吐率 (I)优先权分配(J)实时性和可靠性(K)短作业优先(L)实时OS (M)用磁带的和不用磁带的作业搭配 【答案】(l)(C)、(D); (2)(F)、(H);(3)(L)、(J) 3.进程调度是从选择一个进程投入运行。 (A)就绪队列(B)等待队列(C)作业后备队列(D)提交队列 【答案】(A) 【解析】处于就绪队列的进程是获得了除处理机以外的所有资源处于准备执行的状态。 进程调度就是负责从就绪队列中挑选进程投入运行。 4.在下列叙述中,正确的一条是。 (A)分时系统中,时间片越小,响应时间越长 (B)多道程序的引入,主要是为了提高CPU及其它资源的利用率 (C)飞机票计票系统是分时系统 (D)PCB是进程存在的唯一标志,而程序是系统感知进程存在的唯一实体 【答案】(B) 【解析】分时系统的响应时间T≈nq,n是用户数目,而q是时间片。 当在用户数目一定的情况下,时间片越小,响应时间越短。 因此,选项(A)错误。 在单道程序环境中,系统的全部资源为一个作业所独占,如果该作业在进行输入或输出时,CPU仍然被它所占有,处于等待状态。 由于CPU与外设处理速度上的差异,如果采用多道程序设计技术,当某个作业输入或输出时,CPU就可处理其他的作业,其它资源也是类似的。 选项(B)正确。 飞机票订票系统是实时信息处理系统。 所以,选项(C)错误。 PCB是进程存在的唯一标志,也是系统感知进程存在的唯一实体。 而进程的程序部分描述了进程所要完成的功能。 选项(D)错误。 5.一个进程被唤醒,意味着。 (A)该进程重新占有了CPU(B)进程状态变为就绪 (C)它的优先权变为最大(D)其PCB移至就绪队列的队首 【答案】(B) 【解析】进程被唤醒是进入就绪队列。 是否插入到就绪队列的什么地方,取决于就绪的管理方法和进程调度的算法。 如果进程调度是最高优先数优先,该进程按优先数插入该队列中;如果该队列是按到达的先后次序排列的,则按到达的先后插入。 6.进程和程序的本质区别是。 (A)存储在内存和外存(B)顺序和非顺序执行机器指令 (C)分时使用和独占使用计算机资源(D)动态和静态特征 【答案】(D) 【解析】程序是指令的集合,而进程是可以和其它程序并发执行的程序的一次执行过程。 程序可以作为资料长期保存,而进程有从产生到消亡的过程。 7.某进程所要求的一次打印输出结束,该进程被①,进程的状态将从②。 (A)阻塞(B)执行 (C)唤醒(D)运行状态到阻塞状态 (E)就绪到运行(F)阻塞到就绪 (H)运行到就绪 【答案】①(C),②(F) 【解析】当某进程在进程输入/输出时,进程的状态是处于阻塞或等待状态,输入/输出完成后,进
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