第2章 处理器管理
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可编辑修改精选全文完整版<<操作系统教程>>(第5版)教学计划说明各学校和学院在教学计划、教学要求、课程设置、学时安排、教学大纲,乃至学生程度等方面存在种种差异,采用本教材授课时,应酌情对内容进行取舍。
课时充分时,可考虑讲授全部内容,否则,突出基本内容,简化实例,重点讲述原理。
(1)共安排54学时(每周3学时×(18)周)讲课,期中和期末测验另行安排时间。
(2)许多院校每学期讲课时间少于18周或有更多学时,则有些章节可以适当减少或增加学时,有些内容可精简不讲或略讲。
同时可以安排课堂讨论,采用分组研讨,课堂汇报,集体评论的形式。
“讨论题”可在电子资料中找到。
(3)采用ppt配合讲课,每次讲授的信息量较大,讲课速度可以提高,ppt讲稿可供学生下载,便于课后复习。
(4)第8章可略去部分或全部,以压缩课时,或者作为一次学术讲座。
(5)操作系统是一门实践性、应用性很强的课程,如果仅仅学习理论知识是很难达到理想教学效果的,必须配合上机实验,既可以单独开课,也可作为课程的一部份。
南京大学在原理教学部分--设计了“模拟类实验”配合原理教学同步进行,可参考本书网站。
实验教学部分—包含了“内核类和应用类实验”,请参考由高教育出版社出版的配套教材<<Linux操作系统实验教程>>。
(6)考试范围重点放在基本概念、基本原理和基本技术方面,实例及涉及具体操作系统细节的内容可以不作为考试范围和要求的重点。
(7)学生成绩考核采取综合评定方式,由以下部分组成:作业10-15%、上机实习20%、课程测验10-15%、期终考试60-50%。
各校可根据具体情况调整比例(实验课也可单独开设,另计学分)。
(8)由于习题较多,思考题由学生自行选做,作业仅布置应用题,每学期拟做50题左右。
注意“应用题参考答案”及“考研真题和参考答案”仅供给选择本教材院校的老师参考,不直接提供给学生使用,每学期均有多所院校学生来函索求答案,我们都会婉言拒绝。
第一章操作系统概论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。
试画出按多道运行的时间关系图(忽略调度执行时间)。
完成三道程序共花多少时间?比单道运行节省了多少时间?若处理器调度程序每次进行程序转换化时lms , 试画出各程序状态转换的时间关系图。
第二章操作系统1、操作系统的主要功能包括哪些?答:操作系统的主要功能包括:处理器管理(处理中断事件、处理器调度)、存储管理(存储分配、存储共享、存储保护、存储扩充)、设备管理、文件管理、作业管理、网络和通信管理。
2、试比较批处理和分时操作系统的不同点?答:批处理操作系统的主要特征:用户脱机工作、成批处理作业、多道程序运行、作业周转时间长;分时操作系统的主要特征:同时性、独立性、及时性、交互性。
3、进程最基本的状态有哪些?哪些事件可能引起不同状态之间的转换?答:(1)进程最基本的状态:运行态、就绪态、等待态。
(2)当进程被选中时,就绪态变为运行态;当进程遇到中断时,运行态变为等待态;当等待事件结束时,等待态变为就绪态;当进程即将运行时遇到外部事件的响应,进程由运行态变为就绪态。
4、试说明进程的互斥和同步两个概念之间的区别?答:进程的互斥和同步两个概念之间的区别:主要是进程对于资源的使用是出于竞争还是协作的关系。
5、什么是临界区和临界资源?对临界区管理的基本原则是什么?答:(1)临界区:每个进程中访问临界资源的那段程序叫做临界区。
进程对临界区的访问必须互斥,每次只允许一个进程进去临界区,其他进程等待。
(2)临界资源:指每次只允许一个进程访问的资源,分硬件临界资源、软件临界资源。
(3)临界区管理的基本原则是:①如果有若干进程要求进入空闲的临界区,一次仅允许一个进程进入。
②任何时候,处于临界区内的进程不可多于一个。
如已有进程进入自己的临界区,则其它所有试图进入临界区的进程必须等待。
③进入临界区的进程要在有限时间内退出,以便其它进程能及时进入自己的临界区。
④如果进程不能进入自己的临界区,则应让出CPU,避免进程出现“忙等”现象。
6、试比较分页式存储管理和分段式存储管理?答:页和分段系统有许多相似之处,但在概念上两者完全不同,主要表现在:(1)页是信息的物理单位,分页是为实现离散分配方式,以消减内存的外零头,提高内存的利用率;或者说,分页仅仅是由于系统管理的需要,而不是用户的需要。
第2章计算机操作系统2.1操作系统基本知识2.1.1什么是操作系统1.概念操作系统就是为了对计算机系统的硬件资源和软件资源进行控制和有效的管理,合理地组织计算机的工作流程,以充分发挥计算机系统的工作效率和方便用户使用计算机而配置的一种系统软件。
在P36页详细说明。
2.也称OS(Operating System)3.从不同的角度看操作系统从用户的观点,操作系统是用户和计算机之间的接口;从资源管理的观点,操作系统是控制和管理计算机系统资源的管理软件;从进程的观点,操作系统是合理地组织计算机工作流程的控制软件;从层次的观点,操作系统是由若干层次,按照一定结构形式组成的有机体。
2.1.2操作系统的功能1.处理器管理处理器管理最基本的处理中断事件。
处理器只能发现中断事件并产生中断面是不能进行处理。
配置了操作系统后,就可对各种事件进行处理。
处理器管理的另一功能就是处理器调度。
处理器可能是一个,也可能是多个,不同类型的操作系统将针对不同情况采取不同的调度策略。
2.存储器管理存储器管理主要是内存储器的管理。
3.设备管理设备管理是指负责管理各类外围设备,包括分配、启动和故障处理等。
4.文件管理文件管理是指操作系统对信息资源的管理。
在操作系统中,将负责存取和管理信息的部分称为文件系统。
5.作业管理每个用户请求计算机系统完成一个独立的操作称为作业。
2.1.3操作系统的分类1.单用户操作系统这种操作系统的主要特征是在一个计算机系统内依次只能运行一个用户程序。
此用户独占计算机系统的全部硬件、软件资源。
多数微型机操作系统都属于此类。
2.批处理操作系统在批处理操作系统中,用户把要计算的问题、数据和作业说明书一起交给系统操作员,操作员将作业成批地装入计算机,然后由操作系统控制执行,最后由操作员将运行结果交给用户。
采用这种批量处理作业技术的操作系统称为批处理操作系统。
3.实时操作系统“实时”是“立即”的意思。
实时操作系统是指对随机发生的外部事件作出及时的响应,并能在限定的时间内完成对输入信息的处理和送出结果的系统。
第2章处理器管理1.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 )A. 利用率B.可靠性 C. 稳定性 D. 兼容性2.多道程序设计是指( D )A.在实时系统中并发运行多个程序B.在分布系统中同一时刻运行多个程序C.在一台处理机上同一时刻运行多个程序D.在一台处理机上并发运行多个程序3.一个进程退出等待队列而进入就绪队列,是因为进程( C )A.启动了外设B.用完了规定的时间片C.获得了所等待的资源D.能得到所等待的处理器4.下列进程状态变化中,不可能发生的变化是( C )A.运行->就绪B.运行->等待C.等待->运行D.等待->就绪5.正在执行的进程由于其时间片用完而被暂停运行,此时其进程应从运行态变为( C )A.运行态B.等待态C.就绪态D.由用户确定6.若当前进程因时间片用完而让出处理机时,该进程应转变为哪个状态?( A )A. 就绪B. 等待C. 运行D. 完成7.进程从运行状态进入就绪状态的原因可能是(D)A. 被选中占有处理机B. 等待某一事件C. 等待的事件已发生D. 时间片用完8.一个作业被调度进入内存后其进程被调度进入CPU运行,在执行一段指令后,进程请求打印输出,此间该进程的状态变化是( C )A. 运行态-就绪态-等待态 B. 等待态-就绪态-运行态C. 就绪态-运行态-等待态D. 就绪态-等待态-运行态9.某计算机系统中若同时存在五个进程,则处于等待状态的进程最多可有( D )A. 0个B. 1个C. 4个D. 5个10.进程创建原语的任务是( B )A.为进程编制程序B.为进程建立PCB表 C.为进程分配CPU D.为进程分配内存11.中断装置检查有无中断事件发生总是发生在处理器( C )A. 取出一条指令后B. 执行一条指令时C. 执行完一条指令后D. 修改指令地址时12.进程控制块中现场信息可能的保存时机是( D )A. 撤销进程时B. 处理器执行指令时C. 中断源申请中断时D. 中断处理程序处理中断前13.在操作系统的处理器管理中,每一个进程唯一的标志是( B )A. PSWB. PCBC. CAWD. CSW14.操作系统之所以能够控制各个程序的执行,为用户提供服务,主要因为利用了( C )A. 系统软件B. CPUC. 硬件的中断装置D. 中断服务程序15.用户程序在目态下使用特权指令将引起的中断是属于( B )A. 硬件故障中断B. 程序中断C. 外部中断D. 访管中断16.最适合分时操作系统采用的进程调度算法是( C )A.先来先服务B.最高优先级C.时间片轮转D.随机数17.运行时间最短的作业被优先调度,这种作业调度算法是( 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18.定义:作业周转时间=作业的完成时间-作业到达时间。