本文格式為Word版，下載可任意編輯——操作系統(tǒng)例題匯總1．2例題精選

例1.1如何理解虛擬機(jī)的概念？

解:一臺僅靠由硬件組成的計(jì)算機(jī)一般被稱為裸機(jī)，不易使用。操作系統(tǒng)為用戶使用計(jì)算機(jī)提供了大量服務(wù)，從而把一臺難于使用的裸機(jī)改造成了功能更強(qiáng)大、使用更便利的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，這種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)稱為虛擬機(jī)。所謂虛擬，是指把一個(gè)物理上的實(shí)體變?yōu)槿舾蓚€(gè)規(guī)律上的對應(yīng)物。前者是實(shí)際存在的，而后者是虛的，只是用戶的一種感覺。在單CPU的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中能同時(shí)運(yùn)行多道程序，好像每個(gè)程序都獨(dú)享一個(gè)CPU，這就是虛擬。在構(gòu)造操作系統(tǒng)時(shí)，把操作系統(tǒng)分成若干層，每層完成特定的功能，從而形成一個(gè)虛擬機(jī)。下層的虛擬機(jī)為上層的虛擬機(jī)提供服務(wù)，這樣逐次擴(kuò)展以完成操作系統(tǒng)的功能。

探討“虛擬〞的概念表達(dá)在操作系統(tǒng)的方方面面。例如，虛擬存儲器，使一臺只有4MB內(nèi)存的計(jì)算機(jī)可以運(yùn)行總?cè)萘窟h(yuǎn)遠(yuǎn)超過4MB的程序；虛擬外設(shè)，能夠使多個(gè)用戶同時(shí)訪問該外設(shè)等。

例1.2什么是多道程序設(shè)計(jì)，它的主要優(yōu)點(diǎn)是什么？

解:所謂多道程序設(shè)計(jì)是指把一個(gè)以上的程序存放在內(nèi)存中，并且同時(shí)處于運(yùn)行狀態(tài)，這些程序共享CPU和其他計(jì)算機(jī)資源。其主要優(yōu)點(diǎn)是：

（1）CPU的利用率高：在單道程序環(huán)境下，程序獨(dú)占計(jì)算機(jī)資源，當(dāng)程序等待I／O操作時(shí)CPU空閑，造成CPU資源的浪費(fèi)。在多道程序環(huán)境下，多個(gè)程序共享計(jì)算機(jī)資源，當(dāng)某個(gè)程序等待I／O操作時(shí)，CPU可以執(zhí)行其他程序，這大大地提高了CPU的利用率。

（2）設(shè)備利用率高：在多道程序環(huán)境下，內(nèi)存和外設(shè)也由多個(gè)程序共享，無疑也會提高內(nèi)存和外設(shè)的利用率。（3）系統(tǒng)吞吐量大：在多道程序環(huán)境下，資源的利用率大幅度提高，減少了程序的等待時(shí)間，提高了系統(tǒng)的吞吐量。

探討多道程序在計(jì)算機(jī)中并發(fā)地運(yùn)行是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的重要特征。早期的單道批處理系統(tǒng)與人工操作相比自動化程度大大提高，但系統(tǒng)中仍有較多的空閑資源，系統(tǒng)的性能較差。多遭批處理系統(tǒng)雖有好多優(yōu)點(diǎn)，但這種系統(tǒng)交互能力差，作業(yè)的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間長。多道程序處理系統(tǒng)要解決的主要問題是，如何使多個(gè)程序合理、有序地共事處理機(jī)、內(nèi)存、外設(shè)等資源。

例1.3A，B兩個(gè)程序，程序A按順序使用CPU10S，使用設(shè)備甲5S，使用CPU5S，使用設(shè)備乙10S，最終使用CPU10S。程序B按順序使用設(shè)備甲10S，使用CPU10S，使用設(shè)備乙5S，使用CPU5S，使用設(shè)備乙10S。（忽略調(diào)度程序執(zhí)行時(shí)間）試問：（1）在順序環(huán)境下執(zhí)行程序A和程序B，CPU的利用率是多少？

（2）在多道程序環(huán)境下，CPU的利用率是多少？

解（1）程序A和程序B順序執(zhí)行時(shí)，程序A執(zhí)行完畢，程序B才開始執(zhí)行。兩個(gè)程序共耗時(shí)80S，其中占用CPU時(shí)間為40S，順序執(zhí)行時(shí)CPU的利用率為50％。

（2）在多道程序環(huán)境下，兩個(gè)程序并發(fā)執(zhí)行，其執(zhí)行狀況如下圖?？梢钥闯?，兩個(gè)程序共耗時(shí)45S，其中占用CPU時(shí)間為40S，故此時(shí)CPU的利用率為40/45=88.89％。

探討

(1)在單道程序環(huán)境下，程序順序執(zhí)行，CPU被一道程序獨(dú)占，即使CPU空閑，其他程序也不能使用，所以CPU的利用率低。

（2）在多道程序環(huán)境下，若干個(gè)程序宏觀上同時(shí)執(zhí)行，微觀上交替執(zhí)行。當(dāng)其中一個(gè)程序由于某種原因（例如進(jìn)行1／O操作）而不能占用CPU時(shí)，其他程序就可以占用CPU，提高了CPU的利用率。

（3）在該例中，當(dāng)程序A使用完設(shè)備甲時(shí)，由于CPU正被程序B占用，所以程序A必需等待一段時(shí)間（如虛線所示）。同理，當(dāng)程序B其次次使用完CPU準(zhǔn)備使用設(shè)備動時(shí)，由于此時(shí)設(shè)備乙正被程序A占用，所以程序B也必需等待一段時(shí)間（如虛線所示），這時(shí)CPU將空閑（如虛線所示）。例1.4試述分時(shí)系統(tǒng)與實(shí)時(shí)系統(tǒng)，并比較它們的區(qū)別。

解:分時(shí)系統(tǒng)是指在一個(gè)系統(tǒng)中多個(gè)用戶分時(shí)地使用同一計(jì)算機(jī)。實(shí)時(shí)系統(tǒng)是指計(jì)算機(jī)及時(shí)響應(yīng)外部事件的請求，在規(guī)定時(shí)限內(nèi)完成對該事件的處理，并控制所有實(shí)時(shí)設(shè)備和實(shí)時(shí)任務(wù)協(xié)調(diào)一致地運(yùn)行。

實(shí)時(shí)系統(tǒng)與分時(shí)系統(tǒng)的主要區(qū)別有兩點(diǎn)。

(1)分時(shí)系統(tǒng)的目標(biāo)是提供一種通用性很強(qiáng)的系統(tǒng)，有較強(qiáng)的交互能力，而實(shí)時(shí)系統(tǒng)則大都是具有特別用途的專用系統(tǒng)，交互能力略差；

（2）分時(shí)系統(tǒng)對響應(yīng)時(shí)間雖有要求，但一般來說，響應(yīng)時(shí)間由人所能承受的等待時(shí)間來確定；而實(shí)時(shí)系統(tǒng)對響應(yīng)時(shí)間要求更高，一般由控制系統(tǒng)或信息處理系統(tǒng)所能接受的延遲時(shí)間來決定。1．3習(xí)題1.填空題：

（1）當(dāng)CPU執(zhí)行操作系統(tǒng)代碼時(shí)，稱處理機(jī)處于（A）執(zhí)行態(tài)（B）目態(tài)（C）管態(tài)（D）就緒態(tài)

（2）在以下性質(zhì)中，不是分時(shí)系統(tǒng)的特征。

（A）多路性（B）交互性（C）獨(dú)占性（D）成批性

（3）以下僅一條指令只能在管態(tài)下執(zhí)行。

（A）讀取時(shí)鐘指令（B）訪管指令（C）屏蔽中斷指令（D）取數(shù)指令2.何謂管態(tài)（系統(tǒng)態(tài)）和目態(tài)（用戶態(tài)）？

3.一般從哪幾方面對操作系統(tǒng)的性能進(jìn)行評價(jià)？

4.試說出幾種你所熟悉的操作系統(tǒng)名稱，并說明其特征。5.試列舉UNIX操作系統(tǒng)的特點(diǎn)。

6.根據(jù)你使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)，說明操作系統(tǒng)的作用。7.試說明批處理系統(tǒng)、分時(shí)系統(tǒng)和實(shí)時(shí)系統(tǒng)的主要特征。

8.如何理解網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的主要功能？

9.A,B兩個(gè)程序,A按順序使用CPU10s,使用設(shè)備甲5s,使用CPU5s,使用設(shè)備乙10s,最

后使用CPU10s;程序B按順序使用設(shè)備甲10s,使用CPU10s,使用設(shè)備乙5s,使用CPU5s,最終使用設(shè)備乙10s。請問：

（1）在順序執(zhí)行程序A和B時(shí)，CPU的利用率是多少？（2）在多道程序環(huán)境下執(zhí)行時(shí)，CPU的利用率是多少？

例題：考慮5個(gè)進(jìn)程P1，P2，P3，P4，P5，見表2.1。規(guī)定進(jìn)程的優(yōu)先數(shù)越小，優(yōu)先級越高。

試描述在采用下述幾種調(diào)度算法時(shí)各個(gè)進(jìn)程運(yùn)行過程，并計(jì)算采用每種算法時(shí)的進(jìn)程平均周轉(zhuǎn)時(shí)間。假設(shè)忽略進(jìn)程的調(diào)度時(shí)間。

進(jìn)程P1P2P3P4P5創(chuàng)立時(shí)間02468運(yùn)行時(shí)間36452優(yōu)先數(shù)35124（1）先來先服務(wù)調(diào)度算法；

（2）時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法（時(shí)間片為1ns）；

（3）非剝奪式優(yōu)先級調(diào)度等法；

（4）剝奪式優(yōu)先級調(diào)度算法。表2．l例2．5數(shù)據(jù)表

練習(xí)題

一、單項(xiàng)選擇題

1、

一個(gè)進(jìn)程是??????。（清華大學(xué)1996）

A由協(xié)處理機(jī)執(zhí)行的一個(gè)程序B一個(gè)獨(dú)立的程序+數(shù)據(jù)集CPCB結(jié)構(gòu)與程序和數(shù)據(jù)的組合D一個(gè)獨(dú)立的程序

2、并發(fā)進(jìn)程之間??????。

A彼此無關(guān)B必需同步C必需互斥D可能需要同步或互斥3、??????是進(jìn)程調(diào)度算法。

A時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法B先來先服務(wù)C響應(yīng)比高者優(yōu)先D均衡調(diào)度算法4、當(dāng)??????時(shí)，進(jìn)程從執(zhí)行扎轉(zhuǎn)變?yōu)榫途w狀態(tài)。（西北工大1999）A進(jìn)程被調(diào)度程序選中B時(shí)間片到C等待某一事件D等待的事件發(fā)生5、系統(tǒng)中有n（n>2）個(gè)進(jìn)程，并且當(dāng)前沒有執(zhí)行進(jìn)程調(diào)度程序，則????不可能發(fā)生。A有一個(gè)運(yùn)行進(jìn)程，沒有就緒進(jìn)程，剩下的n-1個(gè)進(jìn)程處于等待狀態(tài)B有一個(gè)運(yùn)行進(jìn)程和n-1個(gè)就緒進(jìn)程，但沒有進(jìn)程處于等待狀態(tài)C有一個(gè)運(yùn)行進(jìn)程和1個(gè)就緒進(jìn)程，剩下的n-2個(gè)進(jìn)程處于等待狀態(tài)D沒有運(yùn)行進(jìn)程但有2個(gè)就緒進(jìn)程，剩下的n-2個(gè)進(jìn)程處于等待狀態(tài)

6、支持多道程序設(shè)計(jì)的操作系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，不斷地選擇新進(jìn)程運(yùn)行來實(shí)現(xiàn)CPU的共享，但其中??????不是引起操作系統(tǒng)選擇新進(jìn)程的直接原因。（復(fù)旦大學(xué)1999）A運(yùn)行進(jìn)程的時(shí)間片用完B運(yùn)行進(jìn)程出錯(cuò)

C運(yùn)行進(jìn)程要等待某一事件的發(fā)生D有新進(jìn)程進(jìn)入就緒狀態(tài)二、判斷題

1、2、3、4、

在剝奪式進(jìn)程管理方式下，現(xiàn)運(yùn)行進(jìn)程的優(yōu)先級不低于系統(tǒng)中所有進(jìn)程的優(yōu)先級。進(jìn)程是一個(gè)獨(dú)立的運(yùn)行單位，也是系統(tǒng)進(jìn)行資源分派和調(diào)度的基本單位。

程序的并發(fā)執(zhí)行是指同一時(shí)刻有兩個(gè)以上的程序，它們的指令在同一處理器上執(zhí)行。進(jìn)程由進(jìn)程控制塊和數(shù)據(jù)集以及對該數(shù)據(jù)集進(jìn)行操作的程序段組成。

5、并發(fā)是并行的不同表述，其原理一致。三、問答題

1、2、3、

例:假設(shè)某系統(tǒng)中有4種資源（R1，R2，R3，R4），在某時(shí)刻系統(tǒng)中共有5個(gè)進(jìn)程。進(jìn)程P1，P2，P3，P4，P5的最大資源需求數(shù)向量和此時(shí)已分派到的資源數(shù)向量分別為

進(jìn)程當(dāng)前已分派到資源最大資源需求P1（0，0，1，2）（0，0，1，2）p2（2，0，0，0）（2，7，5，0）P3（0，0，3，4）（6，6，5，6）P4（2，3，5，4）（4，3，5，6）P5（0，3，3，2）（0，6，5，2）系統(tǒng)中當(dāng)前可用資源向量為（2，1，0，0）。問：（1）當(dāng)前系統(tǒng)是否是安全的？

（2）假使進(jìn)程3已發(fā)出資源請求向量（0，1，0，0），系統(tǒng)能否將資源分派給