20120215-操作系统作业及参考答案.doc

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《操作系统》作业比较单道和多道批处理系统的特点和优缺点。

参考答案：

（1）单道批处理系统是最早出现的一种OS，它具有自动性、顺序性和单道性的特点；多道批处理系统则具有调度性、无序性和多道性的特点；

（2）单道批处理系统是在解决人机矛盾及CPU和I/O设备之间速度不匹配的矛盾中形成的，目的是提高系统资源利用率和系统吞吐量，但是仍然不能很好地利用系统资源；

（3）多道批处理系统是对单道批处理系统的改进，主要优点是资源利用率高，系统吞吐量大；缺点是平均周转时间长，无交互能力。

实现分时系统的关键问题是什么？应如何解决？

参考答案：

（1）关键问题：及时接收，及时处理。

（2）对于及时接收：只需在系统中设置一个多路卡，多路卡的作用是使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据；对于及时处理：应使所有用户的作业都直接进入内存，在不长的时间内，能使每个作业都运行一次。

请说明实时任务的类型和实时系统的类型。

参考答案：

（1）实时任务的类型按任务执行时是否呈现周期性来划分，分为周期性实时任务和非周期性实时任务；根据对截止时间的要求来划分，分为硬实时任务和软实时任务。

（2）通常把要求进行实时控制的系统称为实时控制系统；把要求对信息进行实时处理的系统称为实时信息处理系统。

操作系统具有哪些特征？它的最基本的特征是什么？

参考答案：

（1）并发（Concurrence）、共享（Sharing）、虚拟（Virtual）和异步（Asynchronism）

（2）最基本的特征是并发和共享。

什么叫并行？什么叫并发？在单处理机系统中，下述并行和并发现象哪些可能发生、哪些不会发生？

（1）进程和进程之间的并行；

（2）进程和进程之间的并发；

（3）处理机和设备之间的并行；

（4）处理机和通道之间的并行；（通道一种特殊的专门执行I/O指令的处理机）

（5）通道与通道之间的并行；

（6）设备与设备之间的并行。

参考答案：

并行：指同一时刻同时进行，进程并行需要多处理器的支持；

并发：指在一段时间内，多个进程都在向前推进，而在同一时刻，只有一个进程在执行，多个进程轮流使用处理器。

（1）不可以；（2）可以；（3）可以；（4）可以；（5）可以；（6）可以。

不同类型的操作系统提供不同的功能。假定有如下的应用环境，请为它们选择合适的操作系统：（1）飞机的导航；（2）办公自动化系统；（3）航空订票系统；（4）复杂的科学计算。

参考答案：

（1）应采用（硬）实时操作系统；（2）应采用分时操作系统；（3）应采用（软）实时操作系统；（4）应采用批处理系统；

选出下面描述的是哪一类操作系统。

A.分时操作系统B.实时操作系统C.批处理操作系统D.分布式操作系统

E.多用户操作系统F.单用户操作系统G.网络操作系统

（1）该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。_______。

（2）该类操作系统在用户提交作业后，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自动化。______。

（3）该类操作系统管理的是一个由多台计算机组成的系统，系统资源归局部所有，并被局部控制，用户知道资源存放在何处，并可以共享资源。______。

（4）该类操作系统管理的是一个由多台计算机组成的系统，相互之间无主次之分，相互协调，平衡系统的负载，且共享系统资源，程序由系统中的全部或部分计算机协调执行。______。

（5）该类操作系统的系统响应时间的重要性远远超过系统资源的利用率，它被广泛应用于卫星控制、导弹发射、工业控制、飞机订票业务等领域。______。

参考答案：

（1）A（2）C（3）G（4）D（5）B

假设有3个作业J1、J2和J3投入系统（系统配有一台处理器和一个I/O设备）运行。若按J1、J2、J3的优先顺序采用单道和多道方式运行，其中调度时间的开销忽略不计。各作业的计算情况如下：

J1：计算20ms→执行I/O30ms→计算10ms→完成；

J2：计算40ms→执行I/O20ms→计算10ms→完成；

J3：计算10ms→执行I/O30ms→计算20ms→完成；

试分别画出单道和多道运行的时间图，并给出完成3个作业所需时间以及两种情况下的CPU的利用率。

参考答案：

画出运行图。（图略）

单道运行所需时间=（20+30+10）+（40+20+10）+（10+30+20）=190ms

多道运行所需时间=20+40+20+30+20=130ms

单道运行CPU的利用率=（20+10+40+10+10+20）/190≈58%

多道运行CPU的利用率=（20+40+30+20）/130≈84.6%