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时间:2020-03-04
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1、.1.2例题精选例1.1如何理解虚拟机的概念?解:一台仅靠由硬件组成的计算机一般被称为裸机,不易使用。操作系统为用户使用计算机提供了许多服务,从而把一台难于使用的裸机改造成了功能更强大、使用更方便的计算机系统,这种计算机系统称为虚拟机。所谓虚拟,是指把一个物理上的实体变为若干个逻辑上的对应物。前者是实际存在的,而后者是虚的,只是用户的一种感觉。在单CPU的计算机系统中能同时运行多道程序,好像每个程序都独享一个CPU,这就是虚拟。在构造操作系统时,把操作系统分成若干层,每层完成特定的功能,从而形成一个虚拟机。下层的虚拟机
2、为上层的虚拟机提供服务,这样逐次扩充以完成操作系统的功能。讨论“虚拟”的概念体现在操作系统的方方面面。例如,虚拟存储器,使一台只有4MB内存的计算机可以运行总容量远远超过4MB的程序;虚拟外设,能够使多个用户同时访问该外设等。例1.2什么是多道程序设计,它的主要优点是什么?解:所谓多道程序设计是指把一个以上的程序存放在内存中,并且同时处于运行状态,这些程序共享CPU和其他计算机资源。其主要优点是:(1)CPU的利用率高:在单道程序环境下,程序独占计算机资源,当程序等待I/O操作时CPU空闲,造成CPU资源的浪费。在多道
3、程序环境下,多个程序共享计算机资源,当某个程序等待I/O操作时,CPU可以执行其他程序,这大大地提高了CPU的利用率。(2)设备利用率高:在多道程序环境下,内存和外设也由多个程序共享,无疑也会提高内存和外设的利用率。(3)系统吞吐量大:在多道程序环境下,资源的利用率大幅度提高,减少了程序的等待时间,提高了系统的吞吐量。讨论多道程序在计算机中并发地运行是现代计算机系统的重要特征。早期的单道批处理系统与人工操作相比自动化程度大大提高,但系统中仍有较多的空闲资源,系统的性能较差。多遭批处理系统虽有很多优点,但这种系统交互能力
4、差,作业的平均周转时间长。多道程序处理系统要解决的主要问题是,如何使多个程序合理、有序地共事处理机、内存、外设等资源。例1.3A,B两个程序,程序A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。程序B按顺序使用设备甲10S,使用CPU10S,使用设备乙5S,使用CPU5S,使用设备乙10S。(忽略调度程序执行时间)试问:(1)在顺序环境下执行程序A和程序B,CPU的利用率是多少?(2)在多道程序环境下,CPU的利用率是多少?解(1)程序A和程序B顺序执行时,程序A执行完
5、毕,程序B才开始执行。两个程序共耗时80S,其中占用CPU时间为40S,顺序执行时CPU的利用率为50%。(2)在多道程序环境下,两个程序并发执行,其执行情况如图所示。可以看出,两个程序共耗时45S,其中占用CPU时间为40S,故此时CPU的利用率为40/45=88.89%。讨论(1)在单道程序环境下,程序顺序执行,CPU被一道程序独占,即使CPU空闲,其他程序也不能使用,所以CPU的利用率低。(2)在多道程序环境下,若干个程序宏观上同时执行,微观上交替执行。当其中一个程序由于某种原因(例如进行1/O操作)而不能占用C
6、PU时,其他程序就可以占用CPU,提高了CPU的利用率。(3)在该例中,当程序A使用完设备甲时,由于CPU正被程序B占用,所以程序Word资料.A必须等待一段时间(如虚线所示)。同理,当程序B第二次使用完CPU准备使用设备动时,由于此时设备乙正被程序A占用,所以程序B也必须等待一段时间(如虚线所示),这时CPU将空闲(如虚线所示)。例1.4试述分时系统与实时系统,并比较它们的区别。解:分时系统是指在一个系统中多个用户分时地使用同一计算机。实时系统是指计算机及时响应外部事件的请求,在规定时限内完成对该事件的处理,并控制所
7、有实时设备和实时任务协调一致地运行。实时系统与分时系统的主要区别有两点。(1)分时系统的目标是提供一种通用性很强的系统,有较强的交互能力,而实时系统则大都是具有特殊用途的专用系统,交互能力略差;(2)分时系统对响应时间虽有要求,但一般来说,响应时间由人所能承受的等待时间来确定;而实时系统对响应时间要求更高,一般由控制系统或信息处理系统所能接受的延迟时间来决定。1.3习题1.填空题:(1)当CPU执行操作系统代码时,称处理机处于(A)执行态(B)目态(C)管态(D)就绪态(2)在下列性质中,不是分时系统的特征。(A)多路
8、性(B)交互性(C)独占性(D)成批性(3)下列仅一条指令只能在管态下执行。(A)读取时钟指令(B)访管指令(C)屏蔽中断指令(D)取数指令2.何谓管态(系统态)和目态(用户态)?3.一般从哪几方面对操作系统的性能进行评价?4.试说出几种你所熟悉的操作系统名称,并说明其特征。5.试列举UNIX操作系统的特点。6.根据你使用计算机系
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