计算机操作系统复习要点
更新时间:2023-11-08 12:01:01 阅读量: 教育文库 文档下载
操作系统复习要点
操作系统:是一组控制和管理计算机硬件和软件资源,合理地组织计算工作流程,以及方便用户使用的程序集合。 1操作系统目的/目标
执行用户程序并使用户问题更易解决。 使计算机系统更易于使用(方便性)。 以一种效率的方式使用资源(有效性). 采用模块化结构,易于增、删、改(可扩充性)。
要求统一开放的环境,能通过网络集成化并正确、有效地协同工作,实现应用程序的移植(开放性) 2操作系统的作用
Os作为用户与计算机硬件系统之间的接口。 OS作为计算机系统资源的管理者。 OS用作扩充机器 3操作系统的基本特征 并发(concurrence) 共享(sharing) 虚拟(virtual) 异步性(asynchronism) 4并发(concurrence)
并发:指在计算机系统中同时存在着多道运行的程序(进程) 宏观上:多道程序同时在执行
微观上:任何时刻只有一道程序在执行,即微观上多道程序在CPU上轮流(交替)执行(单机)
并行(parallel): 与并发相似,指多道程序在同一时刻执行,但需多个硬件支持。
注:1、程序的并发执行能有效改善系统资源的利用率,但使系统复杂化,因此操作系统必须对并发活动进行控制和管理。 5批处理操作系统优缺点 优点:
作业流程自动化; 效率高;吞吐量高 缺点:
无交互手段;调试程序困难 实现方法
单道分时、前台和后台及多道分时
6分时系统的特征
?人机交互性好?共享主机(多路性、同时性)?用户独立性? **及时性
实时操作系统:指系统能及时(或即时)响应外部事件的请求,并控制所有实时任务协调一致地运行。
实时操作系统的应用领域
有实时要求(有严格确定的时间限制)的领域(过程控制及事务处理) 实时系统分类:
(1)实时控制系统 (2)实时信息处理系统
实时操作系统的主要特征:实时性和可靠性;多路性、独立性、交互性 7三种基本的操作系统
批处理操作系统、分时操作系统和实时操作系统 通用操作系统
如果一个操作系统兼有批处理、分时和实时系统三者或二者的功能 ,则称该操作系统为通过操作系统。
8并行系统: 多于一个CPU的多处理机系统。 并行系统的优点
增大吞吐量:能在更短的时间内完成更多的工作。
经济:共享许多设备(内存,总线等)
提高可靠性:当一个CPU出故障时,会将部分工作分给其它CPU,从而不会使整个系统停机,只是降低了速度而已。
1、 操作系统的三个主要目的是什么?
1、要点:(1)、?方便性(用户的观点):提供一个用户与计算机硬件之间的接口,使计算机系统更容易使用。(良好、一致的用户界面)
(2)、有效性(系统管理人员的观点):为了对计算机的硬件、软件资源进行有效的管理和分
配,使计算机资源得到有效利用。
(3)、可扩充性(开放的观点):合理地组织计算机系统的工作流程,从而改善系统性能,提
高工作效率。(是硬件功能的首次扩充)
2、 简述DOS、WINDOWS及UNIX操作系统的特点?
DOS:是一个单用户单任务的操作系统,曾广泛应用于IBM PC及其兼容机上,它的特点:(1)良好的兼容性 (2)较好的开放性 (3)使用方便 (4)功能丰富
WINDOWS:是一个单用户多任务的操作系统,是20世纪90年代初计算机操作系统技术进步的重要标志,也是DOS的换代产品,其特点:(1)图形化的工作环境和用户界面,(2)多任务操作环境 (3)有效地利用内存 (4)支持多媒体及多种字体
UNIX:是一个多用户多任务的分时操作系统,它已成为目前应用最广泛的操作系统,其特点:(1)内核和核外程序的有机结合 (2)移植性强 (3)是一个多任务任务系统 (4)良好的用户界面。
1、 假设有一台计算机,它有1M内存,操作系统占有用200K,每个用户进程也占用200K,用户
进程等待I/O的时间为80%,若增加1M内存,则CPU的利用率将提高多少?
解:1M内存的情况:1)支持用户进程数:(1024K-200K)/200K=4.12 所以4个用户进程。 2)CPU利用率: 先求CPU空闲(4个用户均处于等待I/O状态)概率P=(80%)4,然后再求CPU利用率1-P
1-P =1-(80%)4 = 1-0.84=59%
增加1M内存的情况:1)支持用户进程数:(2*1024K-200K)/200K=9.24 所以9个用户进程。
2)CPU利用率: 先求CPU空闲(9个用户均处于等待I/O状态)概率P(80%)9,然后再求CPU利用率1-P
1-P =1-(80%)9 = 1 -0.89=87%
增加1M内存,CPU的利用率将提高:87% / 59%= 147%
147% - 100%=47%
所以若增加1M内存,则CPU的利用率将提高47%。
2、 有两个程序,A程序按顺序使用CPU10S,使用设备甲5S,使用CPU5S,使用设备乙10S,最
后使用CPU10S。B程序按顺序使用设备甲10S,CPU10S,使用设备乙5S,使用CPU5S,使用设备乙10S。在顺序环境下先执行A程序再执行B程序,CPU的利用率是多少? 解: 程序A:执行时间10+5+5+10+10=40S
使用CPU时间:10+5+10=25S
程序B:执行时间10+10+5+5+10=40S
使用CPU时间:10+5=15S
程序AB总执行时间:40+40=80S 使用CPU的时间为: 25+15=40S CPU的利用率: 40S/80S=50%
3、 设某计算机系统有一台输入机、一台打印机。现有两道程序同时投入运行,且程序A先开始
运行,程序B后运行。程序A的运行轨迹为:计算50MS,打印信息100MS,再计算50MS,打印信息100MS,结束。程序B的运行轨迹为计算50MS,输入数据80MS,再计算100MS。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?为什么会空闲等待? (2) 程序A、B运行时有无等待现象?若有,在什么时候会发生等待现象?
87%-59%=28% 28%/59%=47% 解: 0ms 50 100 150 180 200 300ms 程序A: 计算 打印 计算 打印 程序B: 计算 输入 计算 (1) 存在CPU空闲(在程序A运行后100ms-150ms之间,程序A正打印,程序B正输入) (2) 程序A运行后无等待现象,程序B运行后有等待现象(在A开始180ms-200ms之间;或
程序B在运行后130ms-150ms之间)
4、 假设就绪队列中有10个进程,系统将时间片设为200ms,CPU进行进程切换要花费用10ms,
试问系统开销所占的比率约为多少? 解: 10个进程以时间片轮转的方式使用CPU。
系统总时间(200ms+10ms)
系统开销所占的比率: 10/(200+10)= 4.8%
5、 考虑5个进程P1,P2,P3,P4,P5,见表,规定进程的优先数越小,优先级越高,试描述在采
用下述调度算法时各个进程运行过程,并计算采用每种算法时进程平均周转时间。假设忽略进程的调度时间。
1) 先来先服务调度算法;2)时间片轮转调度算法(时间片为1ms);3)非剥夺式优先级调
度算法;4)剥夺式优先级调度算法。 进程 P1 P2 P3 P4 P5 解:画出各调度算法的甘特图
列表算出各算法的平均周转时间:1)8.60 2)10.80 3) 8.60 4)7.80
创建时刻ms 0 2 4 6 8 运行时间ms 3 6 4 5 2 优先数 3 5 1 2 4 一、 解析题
操作,可能发生什么情况?。
1、在生产者和消费者问题中,如果对调生产者(消费者)进程中的两个P操作和V2、在测量控制系统中,数据采集任务把采集的数据送入一单缓冲区,计算任务从该单缓冲区中取出数据进行计算,试写出利用信号量机制实现两者共享单缓冲区的同步算法。
(本题实际上是一个生产者/消费者问题,将生产者/消费者问题抽象出来,以另外
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