Question

计算机操作系统

Answer 1

问：计算机操作系统

问：操作系统是对( )进行管理的软件？

答：您好，很高兴为您解答，计算机操作系统是一组管理计算机软硬件资源、控制计算机程序运行的软件。它是计算机系统中最基础的系统软件之一，是整个计算机系统的核心和基础。计算机操作系统的主要功能包括：负责管理和分配计算机系统中的各种资源（如CPU、内存、磁盘空间、网络等）；提供各种通用服务（如文件管理、进程管理、输入输出管理、安全管理等）以及向上层应用程序提供运行环境和接口，从而使得应用程序能够方便的访问计算机系统的各种资源和服务。常见的计算机操作系统有Windows、Linux、UNIX、macOS等。

问：从用户观点看，操作系统是什么

答：您好计算机是对硬件设备（例如中央处理器、内存、硬盘、显示器、鼠标、键盘等）进行管理的软件。这些硬件设备都是计算机的重要组成部分，但是它们本身并不能进行有效的工作。只有通过计算机系统所提供的软件，才能够使这些硬件设备发挥出它们的功能，并向用户提供所需的服务。因此，计算机系统中的管理软件（如操作系统、驱动程序、应用软件等）对这些硬件设备进行管理，为用户提供各种应用服务。计算机完整的系统由硬件和软件两个部分组成，其中软件是用于控制和管理硬件的重要一部分。

问：在一个单处理器的系统中，假设有两道作业，一道单纯计算8分钟，另一道先计算4分钟，再打印3分钟。请问在单道程序设计系统中，两道作业的执行总时间至少为多少分钟？而在多道程序设计系统中，这一时间又至少为多少分钟？

答：在单道程序设计系统中，两道作业的执行总时间至少为先执行第一道作业的8分钟，再执行第二道作业的4+3=7分钟，因此总时间为8+7=15分钟。而在多道程序设计系统中，两道作业可以同时执行，因此总时间为较长的一道作业所需的时间，即8分钟。因此，多道程序设计系统相较于单道程序设计系统，能够更有效地利用计算机的处理能力，提高系统的运行效率。

问：有一台计算机，配置有1MB主存，操作系统占用200KB，每个用户进程各占用200KB，如果用户进程等待I/O的时间为80%，CPU的利用率是多少？若再增加1MB主存，CPU的利用率提高了多少？答案请用百分号表示，并保留到小数点后两位。

答：由于每个用户进程占用200KB，因此一个计算机可以同时运行 (1MB - 200KB) / 200KB = 4 个用户进程。因此，每当有用户进程正在等待I/O的时候，就会出现另外一个用户进程开始运行的机会。因此：- 当所有用户进程都在等待I/O时，CPU的利用率为 100%；- 当有一个用户进程在等待I/O时，CPU的利用率为 75%（因为还剩下 3 个用户进程可以执行）；- 当有两个用户进程在等待I/O时，CPU的利用率为 50%（因为还剩下 2 个用户进程可以执行）；- 当有三个用户进程在等待I/O时，CPU的利用率为 25%（因为还剩下 1 个用户进程可以执行）；- 当所有用户进程都在运行时，CPU的利用率为 0%（因为没有其他用户进程可以执行）。因为用户进程等待I/O的时间为80%，因此平均来看，有20%的时间用户进程在执行。因此，CPU的平均利用率为 20% * 100% = 20%。如果增加 1MB 的主存，计算机可以运行更多的用户进程，因此CPU的利用率会提高。增加 1MB 的主存相当于增加了 4 个用户进程，因此：- 当所有用户进程都在等待I/O时，CPU的利用率为 100%；- 当有一个用户进程在等待I/O时，CPU的利用率为 88.9%（因为还剩下 7 个用户进程可以执行）；- 当有两个用户进程在等待I/O时，CPU的利用率为 77.8%（因为还剩下 6 个用户进程可以执行）；- 当有三个用户进程在等待I/O时，CPU的利用率为 66.7%（因为还剩下 5 个用户进程可以执行）；- 当有四个用户进程在等待I/O时，CPU的利用率为 55.6%（因为还剩下 4 个用户进程可以执行）；- 当有五个用户进程在等待I/O时，CPU的利用率为 44.4%（因为还剩下 3 个用户进程可以执行）；- 当有六个用户进程在等待I/O时，CPU的利用率为 33.3%（因为还剩下 2 个用户进程可以执行）；- 当有七个用户进程在等待I/O时，CPU的利用率为 22.2%（因为还剩下 1 个用户进程可以执行）；- 当所有用户进程都在运行时，CPU的利用率为 11.1%（因为还剩下 1 个用户进程可以执行）。因此，增加 1MB 的主存会显著提高CPU的利用率。具体来说，如果原来的CPU利用率为 x%，则增加 1MB 主存后的