操作系统概论(2)

操作系统概论同步练习之--处理器管理（习题）

第2章 处理器管理

一、单项选择题

a1．采用多道程序设计技术能（B ）。 A．减少处理器的空闲时间

B．提供处理器与外围设备的并行工作能力 C．缩短每道作业的执行时间 D．降低单位时间的算题量

2．下列进程状态变化中，（ c）的变化是不可能发生的。 A．运行->就绪 B．运行->等待 C．等待->运行 D．等待->就绪

3．一个运行的进程用完了分配给它的时间片后，它的状态应该为（ c）。 A．运行 B．等待 C．就绪 D．由用户确定

b4．（ d）中断是正在运行的进程所期待的自愿性中断事件。 A．程序 B．访管 C．外部 D．输人／输出

访管中断:对操作系统提出某种请（需）求时所发生的中断。例如，创建进程，I/O传输、打开文件、关闭文件、文件的读、写等系统调用。

以上五种中断也归纳成两类，其一是来自处理机外部的事件，称为外部中断，如I/O中断、外中断。另一类是来自处理机的中断，称为内部中断，如硬件故障中断、程序性中断、访管中断。在这类中断有时称俘获（也有称陷入、陷阱、自陷、捕俘等，它的英文名称为 trap，来自早期的UNIX系统）

5．（c ）进程调度算法最适合分时操作系统采用。

A．先来先服务 B．最高优先级 C．时间片轮转 D．随机数

6．进程调度程序负责把（b ）分配给进程。

A．进程控制块 B．主存空间 C．外围设备 D．处理器

二、改错题

1．一个程序在一个数据集上的一次(顺序)执行称为一个进程，不同的进程一定对应不同的程序。（一个程序可以有多个进程） 2．一个被创建的进程，它的初始状态应该为等待态（就绪）。

3．每一个进程都有一个从创建到消亡的生命周期，创建一个进程是指为一个程序分配一个工作区和建立一个进程控制块，因而，一个进程消亡时应（收回）删除它的程序、工作区和进程控制块。

4．对每个处理器来说，任何时刻至少（最多只有一个）有一个进程占有处理器运行。

三、填空题

1．让多个算题同时进人一个计算机系统的主存储器并行执行，这种程序设计方法被称为___多道程序设计____。 2．采用多道程序设计能充分发挥__处理器_____与___外设____并行工作的能力。 3．把一个程序在一个数据集合上的一次执行称为一个_进程______。

4．进程有三种基本状态，它们是__就绪_____、__运行_____和____等待___。

5．对每个处理器来说，任何时刻最多只允许一个进程处于___运行____状态。

6．一个等待外围设备传输信息的进程在外围设备完成信息传输后其状态应转换成__就绪_____状态。 7．每创建一个进程时都要建立一个__PCB_____作为进程存在的标识。 8．每一个进程都有一个从_创建______到___消亡____的生命周期。 9．操作系统往往把一些能完成特定功能的、不可中断的过程称为 原语。 10．进程队列是把__进程控制块_____链接在一起形成的。

11．一个进程被创建后应先进人___就绪____队列，仅当被进程调度选中时才退出该队列而转变成____运行____ 状态。 12．把引起中断的事件称为_中断源____。

13．中断事件经常由___中断装置____发现，而对中断事件的处理则是___操作系统___的职责。 14．一个正在运行的进程执行了一个条__访管_____指令所引起的中断被称为自愿性中断。

15．当发生中断事件后要暂停现行进程的运行，而让操作系统中的中断处理程序占用处理器，把这一过程称为__中断响应____。 16．中断装置是通过交换___新，旧程序状态字____来实现中断响应的。

17．进程调度总是从处于_就绪______状态的进程中去选择一个进程占用处理器。

18．进程调度采用____可抢占的优先级___调度算法能保证任何时刻总是让具有最高优先级的进程在处理器上运行。 19．在操作系统中往往把允许进程一次占用处理器的最长时间称为___时间片____。

20．采用时间片轮转调度算法时，若允许的时间片用完而进程尚未运行结束，则应使该进程让出处理器且进人___就绪____队列。 21．采用时间片轮转调度算法时，若在允许的时间片内进程发生了等待事件，则应使该进程让出处理器且进入____等待___队列。 22．一个进程让出处理器，由另一个进程占用处理器的过程称为__进程切换____。

23．进程的切换是由进程状态的变化引起的，而进程状态的变化是与__中断事件_____有关。

四、问答题

1．多道程序设计怎样提高系统效率？

让多道程序进入系统中，让不同类型的作业使用不同的设备，当某个作业使用到某些不需要CPU处理的功能时，它可以交出CPU的使用而让给其他作业使用，这样就减少了CPU等待它完成该工作的时间，从而提高CPU的工作效率。 2．多道程序设计一定能提高系统效率吗？

不一定。 提高系统的效率的前提是：该作业要有使用除了处理器之外的其他设备。 3．操作系统中为什么要引人进程？

可以更精确地动态描述系统中活动的情况。 可以更加清晰地描述系统中各种并发活动。 4．进程和程序有什么本质上的区别？

进程是程序在某一个数据集上一次顺序执行时发生的活动。它是程序的一次执行过程，是系统进行资源分配和调度的独立单位。 5．阐述进程控制块的作用。

是进程存在的唯一标识。包含了进程的描述信息和管理控制信息，是进程动态特性的集中体现。描述着进程的运行变化情况，操作系统就是根据FCB来管理和调度系统中的进程。 6．进程能否修改或访问自己的进程控制块的内容？

不能，该操作有操作系统做。

7．分时系统中的进程，可能出现如下图中①～④的状态变化，请写出产生每一种状态变化的具体原因。

1：就绪的进程队列中的某个进程获得CPu时间

2：运行中的进程由于自己的时间片使用完，使自己进入了就绪队列。

3：运行中的进程由于需要某些资源而得不到满足，就进入等待队列。

4：等待队列中的某些进程由于获得所需要的资源，就进入就绪队列。

8．某计算机系统中，进程调度采用时间片轮转调度算法。每个进程得到的时间片可随进程的执行情况而变化，在过去的时间里，若进程经常启动外设则给它分配较短的时间片；若启动外设次数很少则分配一个较长的时间片。请回答： （1）上述的分配时间片的方法有什么优点？

提高CPU的效率。减少由于使用外设而造成的CPU时间的浪费。

（2）在系统中设置两个就绪队列，一个是时间片较短的进程就绪队列，另一个是时间片较长的进程就绪队列。那么，你认为在进程调度时应优先从哪个队列中选取一个就绪进程占有CPU？为什么？

时间片短的队列。

因为当该进程使用完了较短的时间片，一般要使用外设。而同时，CPU就可以选取时间片长的进程去运行，可以是外设和CPU并发执行，提高系统的效率。

9．在单处理器的计算机系统中，每一时刻只能让一个进程占用处理器，操作系统应怎样解决多个进程竞争处理器的问题？怎样保证每个进程都能正确执行？

采用某种调度算法

10．什么情况会引起进程调度程序工作？

现行进程完成执行或由于某种错误而终止运行；

正在执行的进程提出IO请求，等待IO完成；

分时系统中，按时间片轮转，分给进程的时间片用完

基于优先级调度，有更高优先级进程变成就绪；

进程执行了某种原语操作，如阻塞原语或者唤醒原语，都可能引起进程调度。 11．在什么情况下需要调整进程队列

12．在一个单处理器的计算机系统中，有五个进程P1，P2，P3，P4,P5同时依次进人就绪队例，它们的优先级和所需要的处理器时间如下表所示：

忽略进行调度等所花的时间，请回答下列问题：

（1）分别写出采用“先来先服务”调度算法和“非抢占式的优先级”调度算法选中进程运行的次序。 （2）分别计算上述两种算法使各进程在就绪队列中的等待时间以及两种算法下的平均等待时间。

13．某多道程序设计系统中配有一台处理器CPU和两台输人输出设备IO1，IO2，现有优先级由高到低的三个进程P1、P2、P3同时存在，它们使用资源的先后顺序和占用时间分别是：

进程P1：IO2（30ms），CPU（10ms），IO1（30ms），CPU（10ms），IO2（10ms）。 进程 P2：IO1（20ms），CPU（20ms），IO2（40ms）。 进程 P3：CPU（30ms），IO1（20ms）。

若进程调度采用“可抢占的最高优先级”调度算法，且忽略调度等所需的时间，请回答下列问题： （1）进程P1、P2、P3从开始到完成所用的时间分别是多少？

（2）三个进程从开始到全部完成时CPU的利用率为多少？IO1的利用率为多少？

第2章 处理器管理习题解答

一、单项选择题

1．A 2．C 3．C 4．B 5．C 6．D

二、改错题

1．[分析]根据定义：一个程序在一个数据集上的一次执行称为一个进程。因而，进程是一个动态的概念，是程序的一次执行过程。由于程序是可以多次执行的，故进程与程序并非是—一对应的，不同的程序执行时一定构成不同的进程，同一个程序在不同的数据集上执行时也构成不同的进程，能分别得到不同的结果。可见，本题中的结论：“不同的进程一定对应不同的程序”是错误的。正确的说法应该是：“不同的进程可以对应相同的程序”。

[题解]一个程序在一个数据集上的一次执行称为一个进程，不同的进程可以对应相同的程序。

2．[分析]进程有三种基本状态：等待态、就绪态、运行态。当为了完成某种功能或请求某种服务时就需要创建进程，由于对每个处理器来说，任何时刻最多只允许一个进程运行，因而被创建的进程什么时候能占用处理器运行取决于进程调度，即必须等待系统分配处理器

后才能运行，这种等待分配处理器的状态被定义为就绪态。所谓等待态是指进程运行过程中发生了事件，且进程必须等待某个事件的完成。可见，本题中“被创建进程的初始状态为等待态”的说法是错误的，正确的说法应该是“就绪态”。 [题解]一个被创建的进程，它的初始状态应该为就绪态。

3．[分析]创建一个进程是指为一个程序分配一个工作区和建立一个进程控制块，对同一个程序分配了另一个工作区和建立了另一个进程控制块，则又创建了一个新进程，故一个程序可以对应多个进程。一个进程的消亡是指一个程序在某个数据集上的一次执行结束，但一个程序可以同时在多个数据集上执行构成多个进程，其中任何一个进程的消亡不应影响其它进程的执行。因而，一个进程消亡时只能删除分配给该进程的工作区和为它建立的进程控制块，绝不能删除它对应的程序。

[题解]悔一个进程都有一个从创建到消亡的生命周期，创建一个进程是指为一个程序分配一个工作区和建立一个进程控制块，因而，一个进程消亡时应删除它的工作区和进程控制块。

4．[分析]一个处理器在任何时刻只能为一个进程服务，当处理器空闲时由进程调度从就绪队列中选择一个进程去占有处理器运行。如果某个时刻处理器空闲，恰好就绪队列又为空（无就绪进程），那么进程调度就选不到可以运行的进程，这时处理器就无进程占用而保持空闲，直到有进程就绪且被选中运行。因而，本题中“任何时刻至少有一个进程占有处理器运行”的说法是错的，而应改成“任何时刻最多有一个进程占有处理器运行”。

[题解]对每个处理器来说，任何时刻最多有一个进程占有处理器运行。

三、填空题 1．多道程序设计 2．处理器，外围设备 3．进程

4．等待态，就绪态，运行态 5．运行 6．就绪 7．进程控制块 8．创建，消亡 9．原语 10．进程控制块 11．就绪，运行 12．中断源

13．中断装置，操作系统 14．访管 15．中断响应

16．新、旧程序状态字 17．就绪

18．可抢占的优先级 19．时间片 20．就绪 21．等待 22．进程切换 23．出现的中断事件

四、问答题

l．[分析]现代计算机硬件具有中央处理器与外围设备并行工作的能力，各种外围设备之间也能并行工作。程序单道执行时不能充分发挥

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