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操作系统的概述之二

news 来源：原创 2025/6/29 14:59:37

1。下列关于批处理系统的叙述中，正确的是（）。

I. 批处理系统允许多个用户与计算机直接交互 II. 批处理系统分为单道批处理系统和多道批处理系统
III. 中断技术使得多道批处理系统的I/O设备可与CPU并行工作

A. 仅II、III B. 仅II C. 仅I、II D. 仅I、III

解析：

让我逐一分析每个选项：

I. 批处理系统允许多个用户与计算机直接交互

这个说法是错误的
批处理系统的特点是用户将作业提交给系统后，系统自动批量处理，用户无法与正在运行的程序直接交互
允许多用户直接交互的是分时系统，不是批处理系统

II. 批处理系统分为单道批处理系统和多道批处理系统

这个说法是正确的
单道批处理系统：内存中只能有一个作业运行
多道批处理系统：内存中可以同时存放多个作业，提高系统利用率

III. 中断技术使得多道批处理系统的I/O设备可与CPU并行工作

这个说法是正确的
中断技术是多道批处理系统的关键技术
当一个作业进行I/O操作时，CPU可以通过中断机制切换到其他作业继续执行
这样实现了I/O设备与CPU的并行工作，大大提高了系统效率

因此，正确的说法是II和III，答案选A。

📘 2：多道程序系统的优点

与单道程序系统相比，多道程序系统的优点是（）。

Ⅰ. CPU 利用率高
Ⅱ. 系统开销小
Ⅲ. 系统吞吐量大
Ⅳ. I/O 设备利用率高

选项：
A. 仅 Ⅰ、Ⅲ
B. 仅 Ⅰ、Ⅳ
C. 仅 Ⅱ、Ⅲ
D. 仅 Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ

✅ 正确答案：D（仅 Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ）

🧠 解析

多道程序设计的基本思想：

多个程序同时驻留在内存中，操作系统负责调度它们交替执行，从而更充分利用 CPU 和 I/O 设备资源。

各选项分析：

Ⅰ. CPU 利用率高 ✅
多道程序系统中，当一个程序因 I/O 阻塞时，CPU 可切换到另一个程序继续执行，减少空闲时间，提高 CPU 利用率。
Ⅱ. 系统开销小 ❌
多道程序系统需要进行进程调度、上下文切换、内存管理等复杂操作，系统复杂度与开销比单道系统大。
Ⅲ. 系统吞吐量大 ✅
多道程序允许多个作业并发执行，单位时间内完成的作业数增加，系统吞吐量更大。
Ⅳ. I/O 设备利用率高 ✅
不同进程在执行 I/O 操作时可以交错进行，减少 I/O 空闲等待时间，提高利用率。

📌 知识点总结

指标	单道系统	多道系统
CPU 利用率	低	高
系统吞吐量	低	高
I/O 利用率	低	高
系统开销	小	较大

题目如下：

📘 3：关于多任务操作系统的描述

下列关于多任务操作系统的叙述中，正确的是（）

Ⅰ. 具有并发和并行的特点
Ⅱ. 需要实现对共享资源的保护
Ⅲ. 需要运行在多 CPU 的硬件平台上

选项：
A. 仅 Ⅰ
B. 仅 Ⅱ
C. 仅 Ⅰ、Ⅱ
D. Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ

✅ 正确答案：C. 仅 Ⅰ、Ⅱ

🧠 解析

Ⅰ. ✅ 正确

多任务操作系统支持并发（逻辑上的同时执行），在多核处理器中也支持并行（物理上的同时执行）。
即使在单 CPU 上，也能通过时间片轮转等机制实现并发执行，这是多任务系统的基本特征。

Ⅱ. ✅ 正确

多任务系统中多个任务可能共享同一资源（如内存、文件、I/O 设备等），操作系统必须提供互斥与同步机制保护资源，防止冲突和数据不一致。

Ⅲ. ❌ 错误

多任务系统不依赖多 CPU，在单核 CPU 上也能运行多个任务，只是通过快速切换实现“伪并行”。
所以，不需要“运行在多 CPU 平台上”才算多任务系统。

📌 知识点总结

项	正误	说明
Ⅰ	✅	并发是基本特征，并行取决于硬件
Ⅱ	✅	多任务必需共享资源保护机制
Ⅲ	❌	多核不是多任务系统的必需条件

答案： D

3. 下列关于多道程序系统的叙述中，不正确的是 ( )。

A. 支持进程的并发执行

B. 不必支持虚拟存储管理

C. 需要实现对共享资源的管理

D. 进程数越多 CPU 利用率越高

解析：

本题考查对多道程序系统基本特征的理解。

A. 支持进程的并发执行： 这是多道程序系统的核心特征。在多道程序环境下，多个进程被同时加载到内存中，宏观上并行执行，微观上通过处理器调度交替执行，即并发执行。该叙述正确。
B. 不必支持虚拟存储管理： 多道程序设计出现早于虚拟存储技术。早期的多道程序系统使用简单的内存管理方案（如固定分区、可变分区）。虚拟存储管理是后来为了解决内存容量限制和提供更好的内存保护而引入的，虽然现代操作系统大多支持，但它不是多道程序系统的必要条件。该叙述正确。
C. 需要实现对共享资源的管理： 在多道程序系统中，多个进程并发执行，它们会共享系统中的各种资源，如CPU、内存、I/O设备等。为了防止进程间因争用资源而产生冲突或死锁，操作系统必须提供有效的资源管理和同步互斥机制。该叙述正确。
D. 进程数越多 CPU 利用率越高： 这种说法是错误的。在一定范围内，增加进程数（即提高多道程序度）可以使得CPU因等待I/O而空闲的概率降低，从而提高CPU利用率。但是，当进程数超过某个阈值后，系统需要花费大量时间进行进程调度和上下文切换，导致系统开销增大。如果内存不足，还可能引发“颠簸”（Thrashing）现象，使得CPU大部分时间都在进行页面换入换出，反而导致CPU利用率急剧下降。因此，CPU利用率并非随进程数单调递增。