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【例1·选择题】【模拟题】单道批处理系统的主要缺点是（ ）。
A．CPU的利用率不高
B．失去了交互性
C．不具备并行性
D．以上都不是
【解析】 本题主要考查单道批处理系统的缺点。
A选项、B选项、C选项讲的都是单道批处理系统的缺点，那么单道批处理系统的主要缺点是哪个呢？这就得全面且详细地了解操作系统的发展史。
单道批处理系统中的单道是指内存中只有一道程序在运行，批处理是指在系统监督程序的控制下磁带里的一批作业能一个接一个地连续处理。单道批处理系统是在解决人机矛盾以及CPU与I/O设备速度不匹配的矛盾中形成的，它提高了系统资源的使用率，具有自动性、顺序性、单道性的特点。
因为单道批处理系统在内存中仅有一道程序，所以当程序在运行中发出I/O请求后，CPU便只能等待。因此单道批处理系统最主要的缺点是CPU的利用率不高。为了解决这个缺点，产生了多道批处理系统。多道批处理，也就是在同一时间段内，有多个作业在运行。这解决的是单道批处理系统在发起I/O请求后，CPU阻塞，等待I/O数据的问题。多道批处理系统在I/O请求阻塞后，CPU转而去执行其他任务，这提升的是CPU的利用率。
【答案】 A
【例2·选择题】【全国统考2009年】单处理机系统中，可并行的是（ ）。
Ⅰ．进程与进程
Ⅱ．处理机与设备
Ⅲ．处理机与通道
Ⅳ．设备与设备
A．I、Ⅱ、Ⅲ
B．I、Ⅱ、Ⅳ
C．I、Ⅲ、Ⅳ
D．Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
【解析】 本题主要考查单处理机系统的特点。
此题有一个关键词——并行，并行和并发的联系和区别一定要清楚。
联系：并行和并发都能增加对资源的利用率，增加系统吞吐量。
区别：并行是指在同一时刻，有两个或两个以上的进程在运行；而并发是指，在同一时间段内，有两个或两个以上的进程得到了运行。
因为只有一个CPU，所以两个进程不可能并行，所以Ⅰ错误。
设备由设备控制器来控制，当设备忙碌的时候，等待设备数据的进程可能会被阻塞，CPU可以去运行其他进程，这样CPU也就运行了起来，处理机和设备之间就并行了，所以Ⅱ正确。
通道是简化版的CPU，通道在处理数据的时候，不需要CPU处于阻塞状态等待，通道和CPU是可以并行的，所以Ⅲ正确。
操作系统的多个设备可以在各自设备控制器的管理下并行，如磁盘和显示器，所以Ⅳ正确。
【知识链接】 并行的前提一定是具有多个处理机，因为进程在CPU上运行，且一个CPU同时只能运行一个进程，想在同一时刻运行多个进程，必须要有多个CPU。
在单处理机中只有一套硬件资源（单核CPU），进程是程序在CPU上的运行过程，因此，在单处理机中，进程与进程需要争夺CPU硬件资源，只能并发而不能并行。处理机与设备是计算机硬件系统中的不同部件，两者之间不存在争夺资源的情况，因此，是可以并行的。同理，处理机与通道、设备与设备也是可以并行的。
【答案】 D
【例3·选择题】【全国统考2016年】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】 本题主要考查批处理系统。
Ⅰ错误，批处理系统中，作业执行时用户无法干预其运行，只能通过实现编制作业控制说明书来间接干预，缺少交互能力，也因此才发展出分时系统。Ⅱ正确，批处理系统按发展历程分为单道批处理系统和多道批处理系统。Ⅲ正确，多道程序设计技术允许同时把多个程序放入内存，并允许它们交替地在CPU中运行。多个程序共享系统中的各种硬件、软件资源，当一道程序因I/O请求而暂停运行时，CPU便立即转去运行其他程序，即多道批处理系统的I/O设备可与CPU并行工作，这都是借助中断技术实现的。
【答案】 A
【例4·选择题】【浙江大学2012年】批处理系统的主要特点是（ ）。
A．CPU利用率高
B．不能并发执行
C．缺少交互性
D．以上都不是
【解析】 本题主要考查批处理系统的特点。
批处理系统分为单道批处理系统和多道批处理系统。
CPU利用率高是多道批处理系统的主要特点，但是题目没有说明是单道批处理系统还是多道批处理系统，所以如果是单道批处理系统的话，CPU利用率就不高了，A选项错误。
对于多道批处理系统，是支持作业的并发执行的，B选项错误。
缺乏交互性是单道批处理系统和多道批处理系统共有的主要缺点，也是主要特点。一旦提交作业，用户就失去了对其运行的控制能力，使用不方便，C选项正确。
【答案】 C
【例1·选择题】【全国统考2012年】一个多道批处理系统中仅有P1和P2两个作业，P2比P1晚5ms到达，它们的计算和I/O操作顺序如下：
P1：计算60ms，I/O80ms，计算20ms。
P2：计算120ms，I/O40ms，计算40ms。
若不考虑调度和切换时间，则完成两个作业需要的时间最少是（ ）。
A．240ms
B．260ms
C．340ms
D．360ms
【解析】 本题主要考查多道批处理系统作业完成时间的计算。
由于P2比P1晚5ms到达，因此P1先占用CPU，计算60ms后释放CPU，时间到达60ms。
P1进行I/O操作，80ms后释放I/O，时间到达140ms；同时P2占用CPU，计算120ms后释放CPU，时间到达180ms。在140ms后P1等待P2释放CPU，时间到达180ms，此时CPU和I/O皆为空闲。
P2进行I/O操作，40ms后释放I/O，时间到达220ms，同时P1占用CPU，计算时间20ms，时间到达200ms，P1结束。
P2占用CPU，40ms后释放CPU，时间到达260ms，两个作业全部结束。
【解题技巧】 此种类型题目建议读者画出作业运行的甘特图。甘特图简洁、直观地表达了作业随时间发展的过程，可以很快得到计算结果。
该题目作业运行的甘特图如下图所示。
【答案】 B
【例2·选择题】【全国统考2016年】某单CPU系统中有输入和输出设备各1台，现有3个并发执行的作业，每个作业的输入、计算和输出时间均分别为2ms、3ms和4ms，且都按输入、计算和输出的顺序执行，则执行完3个作业需要的时间最少是（ ）。
A．15ms
B．17ms
C．22ms
D．27ms
【解析】 本题主要考查多道批处理系统作业完成时间的计算。
因CPU、输入设备、输出设备都只有一台，因此各个操作步骤不能重叠。画出该题运行的甘特图后可以清楚地看到不同作业间的时序关系，如下图所示。
可得出时间为17ms。
【答案】B
【例3·选择题】【全国统考2017年】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
A．仅Ⅰ、Ⅲ
B．仅Ⅰ、Ⅳ
C．仅Ⅱ、Ⅲ
D．仅Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ
【解析】 本题主要考查单道批处理系统（单道程序系统）与多道批处理系统（多道程序系统）的对比。
多道程序系统的作业在外存上形成后备队列，由作业调度程序从队列中挑选几个作业调入内存，这样当一个占据内存的作业不使用CPU使用I/O设备，CPU可以选择内存中的其他作业运行。与单道程序系统相比，多道程序系统中允许多个作业在内存中停留，共享资源，使系统长时间处于忙碌状态，各种资源可以被充分利用，CPU的利用率也大大提高。
另外多道程序系统具有多道性、无序性和调度性的特点。
在多道程序系统中，一个任务阻塞后，CPU不再等待，转而去执行其他任务，提高了CPU利用率，也提高了内存和I/O设备的利用率。在单位时间内，利用率变高，做的事情也就多了，吞吐量也就变大了，所以Ⅰ和Ⅲ正确。
在单道程序系统中，CPU会一直服务于一个作业，直到作业运行结束。但在多道程序系统中，一个作业阻塞，CPU会转而执行其他作业，虽然CPU的利用率提高了，但是作业的平均周转时间增长，并且需要调度算法去调度，因此其开销一定是大于单道程序系统的，所以Ⅱ错误。
在内存中可能存在多道程序在并发运行，每个程序都可以使用不同的设备，同时CPU和设备可以并行运行，I/O设备的利用率一定变高，所以Ⅳ正确。
【答案】 D
【例4·选择题】【全国统考2018年】下列关于多任务操作系统的叙述，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
A．仅Ⅰ
B．仅Ⅱ
C．仅Ⅰ、Ⅱ
D．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ
【解析】 本题主要考查多任务操作系统的特点。
多道批处理系统可以并发执行多个程序，这样的系统又称多任务操作系统。Ⅰ叙述正确，多任务操作系统可以在同一时间内运行多个应用程序。Ⅱ叙述正确，多个任务必须互斥地访问共享资源，为达到这一目标必须对共享资源进行必要的保护。Ⅲ叙述错误，现代操作系统都是多任务的，并不一定需要运行在多CPU的硬件平台上，单个CPU也可以满足要求。
【答案】 C
【例5·选择题】【全国统考2022年】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】 本题主要考查多道程序系统的概念和特征。
A选项、C选项叙述正确。现代计算机操作系统几乎全部支持多道程序处理，操作系统的基本特点是并发、共享、虚拟、异步，其中最基本的特点是并发和共享。
B选项叙述正确。早期的多道程序系统会将所有进程的数据全部调入主存，再让多道程序并发执行，即使不支持虚拟存储管理，也能实现“多道程序并发”。
D选项叙述错误。进程多并不意味着CPU利用率高，进程数量越多，进程之间的资源竞争越激烈，甚至可能出现死锁现象，导致CPU利用率降低。
【答案】 D
【例6·选择题】【模拟题】下面叙述中，错误的是（ ）。
A．操作系统既能进行多任务处理，又能进行多重处理
B．多重处理是多任务处理的子集
C．多任务是指同一时间内在同一系统中同时运行多个进程
D．一个CPU的计算机上也可以进行多重处理
【解析】 本题主要考查多任务操作系统的特点。
多任务处理指同一个时间内计算机系统中允许多个进程同时处于运行状态；多重处理指对于有多个CPU的计算机，同时在多个CPU上执行进程，能同时执行多道程序。只有一个CPU的计算机，操作系统可以进行多进程并发执行，实现多任务处理。如果一台计算机有多个CPU，其操作系统既能进行多任务处理又能进行多重处理。
【答案】 D
【例7·选择题】【南京航空航天大学2017年】引入多道程序的目的在于（ ）。
A．充分利用CPU，减少CPU等待时间
B．提高实时响应速度
C．有利于代码共享，减少主、辅存信息交换量
D．解放CPU对外设的管理
【解析】 本题主要考查单道批处理系统与多道批处理系统的特点。
首先明确引入多道程序的目的是解决单道批处理系统的主要问题——CPU利用率较低。
A选项正确。在单道批处理系统中，内存中只有一道作业，无法充分利用系统资源。在多道批处理系统中，所有待处理的进程形成一个队列，由作业调度程序根据适当的算法，选择若干个进程调入内存，因此充分利用了CPU和系统资源，也减少了CPU的等待时间。
B选项错误。提高实时响应速度是实时操作系统解决的主要问题。
C选项错误。多道程序设计只是在一个作业阻塞的时候，可以转而去执行另一个作业，从而提升CPU利用率，但是在内存上，并没有实现虚拟存储相关的内容。
D选项错误。解放CPU对外设的管理主要是设备控制器和通道的功能，与多道程序设计无关。
【答案】 A
【例1·选择题】【模拟题】分时操作系统通常采用（ ）策略为用户服务。
A．可靠性和灵活性
B．时间片轮转
C．时间片加权分配
D．短作业优先
【解析】 本题主要考查分时操作系统的策略。
分时操作系统允许一台主机为多个用户服务，并能及时响应用户的请求，主要用到的是时间片轮转算法，核心策略是时间片轮转策略。分时操作系统将CPU时间分割为一个个小的时间片，每个用户（作业）轮流使用时间片，让用户觉得自己是“独占”整个计算机。分时操作系统具有多路性、独立性、及时性和交互性的特点。
A选项错误，可靠性和灵活性并不是策略，而是描述操作系统的特点。B选项正确，时间片轮转策略是分时操作系统的主要策略。C选项错误，时间片加权分配是将分时操作系统和优先级调度算法结合的分配方式，在分时操作系统中，只是简单的时间片轮转。D选项错误，短作业优先算法是作业调度算法，不符合分时操作系统所具备的与用户的交互性。
【答案】 B
【例2·选择题】【北京交通大学2014年】推动操作系统发展的动力有多个方面的原因。其中，推动分时操作系统出现和发展的最主要原因是（ ）。
A．提高资源利用率
B．方便用户
C．器件更新
D．计算机体系结构的发展
【解析】 本题主要考查分时操作系统产生的原因。
推动分时操作系统出现和发展的主要原因是多道批处理系统的缺陷，其最大的缺陷在于多道批处理系统在作业运行时，无法与用户交互。
提高资源利用率，是多道批处理系统解决的主要矛盾，所以A选项错误。
方便用户是推动分时操作系统出现和发展的主要原因，主要是提升交互性，所以B选项正确。
在操作系统的发展过程中，虽然器件更新在一定程度上也推动了系统的发展，但不是主要原因，所以C选项错误。
计算机体系结构的发展关注的是操作系统的结构，涉及无结构操作系统、分层操作系统、模块化操作系统、宏内核操作系统、微内核操作系统等，与本题问题无关，所以D选项错误。
把计算机与许多终端用户连接起来，分时操作系统将系统处理机时间与内存空间按一定的时间间隔，轮流地切换给各终端用户使用。由于时间间隔很短，给每个用户的感觉就像在“独占”计算机一样。分时操作系统的特点是可有效增加资源的使用率。例如，UNIX系统就采用剥夺式动态优先的CPU调度来支持分时操作。
【答案】 B
【例1·选择题】【模拟题】下列不需要采用实时操作系统的产业应用是（ ）。
A．办公自动化
B．机床系统
C．股票交易系统
D．航空订票系统
【解析】 本题主要考查实时操作系统的应用。
实时操作系统要求系统及时响应外部时间的请求，并在规定时间内完成相应操作。按照截止时间的要求可以把实时操作系统分为硬实时操作系统和软实时操作系统，区别在于能否接受不能及时响应的情况，前者要求必须在截止时间内完成，否则会造成很严重的后果，后者则接受超过时间限制内的完成，如果没有及时响应，也不会带来严重后果。
A选项，办公自动化软件虽然有效率上的需求，但并不需要实时，所以不是实时操作系统；B选项，机床系统属于硬实时操作系统，机床要求在发生异常时实时反馈并处理，否则可能会引发严重后果；C选项和D选项，股票交易系统和航空订票系统都属于软实时操作系统，在多数情况下，能够严格地在规定的时间内完成任务，可以允许偶尔出现一定的时间偏差，并不会造成严重后果。
【答案】 A
【例2·选择题】【南京航空航天大学2017年】在下列系统中，（ ）是实时系统。
A．计算机激光照排系统
B．军用反导弹系统
C．办公自动化系统
D．计算机辅助设计系统
【解析】 本题主要考查实时操作系统（简称实时系统）的应用。
判断是不是实时系统的主要依据是此系统是否要求及时响应，响应不及时是否会给此系统带来极严重甚至毁灭的后果。
计算机激光照排系统是将汉字通过激光扫描成字，并存储的系统，显然在时间维度上，它没有很强的急迫性，所以A选项错误。
军用反导弹系统、武器系统、自动驾驶、汽车的防抱死系统等，对时间是极其敏感的，所以这些都是实时系统，所以B选项正确。
办公自动化系统也不要求能够及时响应，不是实时系统，所以C选项错误。
计算机辅助设计系统要求的是机器和人的交互，这种系统在乎交互性，而非实时性，所以D选项错误。
【答案】 B
【例3·选择题】【广东工业大学2017年】在（ ）的控制下，计算机系统能及时处理由过程控制反馈的数据，并做出响应。
A．批处理操作系统
B．实时操作系统
C．分时操作系统
D．多处理机操作系统
【解析】 本题主要考查多种计算机系统的区别。
及时处理数据是解答本题的关键。各个操作系统的特点如下。
实时操作系统能及时响应外部发生的事件，并对事件做出快速处理，在限定的时间内对外部的请求和信号做出响应。故选B选项。
【答案】 B