操作系统原理-第四章--处理机调度(有答案)
操作系统--精髓与设计原理（第八版）第四章复习题答案
操作系统--精髓与设计原理（第⼋版）第四章复习题答案操作系统--精髓与设计原理（第⼋版）第四章复习题答案4.1 表3.5列出了在⼀个没有线程的操作系统中进程控制块的基本元素。
对于多线程系统，这些元素中哪些可能属于线程控制块，哪些可能属于进程控制块？这对于不同的系统来说通常是不同的，但⼀般来说，进程是资源的所有者，⽽每个线程都有它⾃⼰的执⾏状态。
关于表3.5中的每⼀项的⼀些结论如下：进程控制信息：调度和状态信息主要处于线程级；数据结构在两级都可出现；进程间通信和线程间通信都可以得到⽀持；特权在两级都可以存在；存储管理通常在进程级；资源信息通常也在进程级；进程标识：进程必须被标识，⽽进程中的每⼀个线程也必须有⾃⼰的ID。
处理器状态信息：这些信息通常只与进程有关。
4.2 请列出线程间的模式切换⽐进程间的模式切换开销更低的原因。
包含的状态信息更少。
4.3 在进程概念中体现出的两个独⽴且⽆关的特点是什么？资源所有权: 进程包括存放进程映像的虚拟地址空间;回顾第3章的内容可知，进程映像是程序、数据、栈和进程控制块中定义的属性集。
进程总具有对资源的控制权或所有权，这些资源包括内存、I/O通道、I/O设备和⽂件等。
操作系统提供预防进程间发⽣不必要资源冲突的保护功能。
调度/执⾏:进程执⾏时采⽤⼀个或多程序(见图1.5)的执⾏路径(轨迹)，不同进程的执⾏过程会交替进⾏。
因此，进程具有执⾏态(运⾏、就绪等)和分配给其的优先级，是可被操作系统调度和分派的实体。
4.4 给出在单⽤户多处理系统中使⽤线程的四个例⼦。
前台和后台操作异步处理加速执⾏模块化程序结构。
4.5 哪些资源通常被⼀个进程中的所有线程共享？进程中的所有线程共享该进程的状态和资源，例如地址空间，⽂件资源，执⾏特权等。
4.6 列出⽤户级线程由于内核级线程的三个优点。
由于所有线程管理数据结构都在⼀个进程的⽤户地址空间中，线程切换不需要内核级模式的特权，因此，进程不需要为了线程管理⽽切换到内核模式，这节省了在两种模式间进⾏切换（从⽤户模式到内核模式；从内核模式返回⽤户模式）的开销。
Operating System处理机调度
非抢占短优先调度示例
Process Arrival Time
P1
0.0
7
P2
2.0
4
P3
4.0
1
P4
5.0
4
• SJF (non-preemptive)
Burst Time
P1
P3
P2
P4
0
3
78
12
16
• 平均等待时间 = (0 + 6 + 3 + 7)/4 = 4
优先级调度
• 每个进程都具有优先度 (integer) • 优先级最高的先被执行（数字越小表示优先级越高）
中每个进程获得CPU时间为 1/n. 没有进程等待时间超过 (n-1)q
• 性能
– q large FIFO – q small q must be large with respect to context
switch, otherwise overhead is too high.
示例: RR （时间片为20）
止或它从运行状态转换到等待状态才会释放CPU。
调度员
• 调度模型 gives control of the CPU to the process selected
by the short-term scheduler; this involves: – 上下文切换 – 处理机状态变为User,而以前是Kernel. – 跳转到执行程序的适当位置重新执行此程序。
processor makes its own scheduling decisions.（自调度,实现复 杂）
• Asymmetric multiprocessing（非对称多处理）– only one
操作系统-第四章调度
长程调度
就绪队列 长程调度 处理机 后备队列 短程调度 就绪/挂起队列
交互用户
进程调度算法---先来先服务（FCFS）
• 该方法按照到达的先后顺序排队， 每次调 度队首的进程 • FCFS算法属于非剥夺调度方式， 实现简单 ， 看似公平 • 但，对于那些后进入队列而运行时间较短 的进程，或I/O型的进程而言，可能需要长 时间等待
响应比高者优先
• 同短进程优先和剩余时间最短者优先调度 算法一样，很难准确估计进程的预期执行 时间 • 每次调度之前都需要计算响应比，增加了 系统开销
反馈调度方法
• 前面介绍的几种调度方法都存在各自不同的问题 ，尤其是短进程优先，剩余时间最短者优先 以及 响应比高者优先调度算法，都需要估计进程的预 期执行时间，如果估计不准确，将影响调度结果 和系统性能 • 如果根据进程执行历史，而非未来，进行调度， 将解决这个问题 • 就是一种根据进程执行历史调整调度方法的调度 方法，它结合了优先级和时间片轮转调度思想.
基于优先级的调度算法
• 基于时间片轮转调度算法循环式的为每个 被调度的进程分配一个时间片,对每个进程 都是公平的 • 然而,实际应用中，进程的性质可能是不同 的,例如,一个与用户进程小户的前台进程急 迫的需要对用户的输入作出响应,而一个后 台打印机进程的迫切性也许就不那么重要 • 因此可以为每个进程定义一个优先级,优先 级越高的进程将优先获得处理机的调度
调度目标
• 满足用户的要求：
– 响应时间，周转时间，截止直接
• 满足系统的需求：
– 系统吞吐量，处理机利用率，各类资源的平衡 使用，公平性及优先级
第四章Operating System处理机管理
2. 面向系统的调度性能准则 吞吐量：单位时间内所完成的作业数， 吞吐量：单位时间内所完成的作业数，跟作 业本身特性和调度算法都有关系－－ －－批处理 业本身特性和调度算法都有关系－－批处理 系统 处理机利用率：－－ ：－－大中型主机 处理机利用率：－－大中型主机 各种设备的均衡利用： 各种设备的均衡利用：如CPU繁忙的作业和 繁忙的作业和 I/O繁忙（指次数多，每次时间短）的作业搭 繁忙（ 繁忙 指次数多，每次时间短） －－大中型主机 配－－大中型主机 3. 调度算法本身的调度性能准则 易于实现 执行开销小
2. 时间片长度的确定
时间片长度变化的影响
– 过长－>退化为 过长－ 退化为 退化为FCFS算法，进程在一个时间片内都执行 算法， 算法
完，响应时间长。 响应时间长。 – 过短－>用户的一次请求需要多个时间片才能处理完，上 过短－ 用户的一次请求需要多个时间片才能处理完 用户的一次请求需要多个时间片才能处理完， 下文切换次数增加，响应时间长。 下文切换次数增加，响应时间长。
4.2.4.3 线性优先级调度算法 Robin） （SRR, Selfish Round Robin）
统吞吐量
低级调度也称微观调度，从处理机资源分配的角度来看， 低级调度也称微观调度，从处理机资源分配的角度来看， 处理机需要经常选择就绪进程或线程进入运行状态， 处理机需要经常选择就绪进程或线程进入运行状态，低级 调度的时间尺度通常是毫秒级的。 调度的时间尺度通常是毫秒级的。由于低级调度算法的频 繁使用，要求在实现时做到高效 繁使用，
4.2.4.1 静态优先级
创建进程时就确定，直到进程终止前都不改变。通常 创建进程时就确定，直到进程终止前都不改变。 是一个整数。 是一个整数。
操作系统原理第四章 处理机调度习题
第四章处理机调度4.3 习题4.3.1 选择最合适的答案1．某系统采用了银行家算法，则下列叙述正确的是（）。
A.系统处于不安全状态时一定会发生死锁B.系统处于不安全状态时可能会发生死锁C.系统处于安全状态时可能会发生死锁D.系统处于安全状态时一定会发生死锁2．银行家算法中的数据结构包括有可利用资源向量Available、最大需求矩阵Max、分配矩阵Allocation、需求矩阵Need，下列选项正确的是（）。
A.Max[i,j]=Allocation[i,j]+Need[i,j]B.Need[i,j]= Allocation[i,j]+ Max[i,j]C.Max[i,j]= Available[i,j]+Need[i,j]D.Need[i,j]= Available[i,j]+ Max[i,j]3．下列进程调度算法中，（）可能会出现进程长期得不到调度的情况。
A.非抢占式静态优先权法B.抢占式静态优先权法C.时间片轮转调度算法D.非抢占式动态优先权法4．在下列选项中，属于预防死锁的方法是（）。
A.剥夺资源法B.资源分配图简化法C.资源随意分配D.银行家算法5．在下列选项中，属于检测死锁的方法是（）。
A.银行家算法B.消进程法C.资源静态分配法D.资源分配图简化法6．在下列选项中，属于解除死锁的方法是（）。
A．剥夺资源法 B.资源分配图简化法C．银行家算法 D.资源静态分配法7．为了照顾紧迫型作业，应采用（）。
A.先来服务调度算法B.短作业优先调度算法C.时间片轮转调度算法D.优先权调度算法8．在采用动态优先权的优先权调度算法中，如果所有进程都具有相同优先权初值，则此时的优先权调度算法实际上和（）相同。
A.先来先服务调度算法B.短作业优先调度算法C.时间片轮转调度算法D.长作业优先调度算法9．作业从后备作业到被调度程序选中的时间称为（）。
A.周转时间B.响应时间C.等待调度时间D.运行时间10．资源静态分配法可以预防死锁的发生，它们使死锁四个条件中的（）不成立。
第四章 操作系统处理机调试(张尧学)
等待事件
4.1.2 作业与进程
作业是用户向计算机提交任务的任务实体 进程是计算机为了完成用户任务实体而设置
的执行实体，是系统分配资源的基本单位
第四章 处第理9机页调度
4.2 作业调度
作业调度主要是完成作业从后备状态到执行状态的转 变，以及从执行状态到完成状态的转变
第四章 处第理1机0页调度
第四章 处第理1机9页调度
4.3.2 进程调度的时机
(1) 正在执行的进程执行完毕。 (2) 执行中进程自己调用阻塞原语将自己阻塞起来进入睡眠等待状态。 (3) 执行中进程调用了P原语操作，从而因资源不足而被阻塞；或调用
了V原语操作激活了等待资源的进程队列。 (4) 执行中进程提出I／O请求后被阻塞。 (5) 在分时系统中时间片已经用完。 (6) 在执行完系统调用
第四章 处第理1机2页调度
图4.3 作业调度中状态的转换过程 第四章 处第理1机3页调度
4.2.2 作业调度目标与性能衡量
作业调度的功能最主要的是从后备作业队列中选取一批作 业进入执行状态。
调度目标主要是以下4点: (1) 对所有作业应该是公平合理的； (2) 应使设备有高的利用率； (3) 每天执行尽可能多的作业； (4) 有较快的响应时间。
主要功能是按照一定的策略选择一个处于就绪状态的进程， 使其获得处理机执行。根据不同的系统设计目的，有各种各样 的选择策略，例如系统开销较少的静态优先数调度法，适合于 分时系统的轮转法和多级反馈轮转法等。这些选择策略决定了 调度算法的性能 (3) 进行进程上下文切换
一个进程的上下文（context）包括进程的状态、有关变量 和数据结构的值、硬件寄存器的值和PCB以及有关程序等
高级调度"。从用户工作流程的角度，一次提交的若干个流程， 其中每个程序按照进程调度。时间上通常是分钟、小时或天 (2) 交换调度：中级调度，从存储器资源的角度。将进程的部分 或全部换出到外存上，将当前所需部分换入到内存。指令和数据 必须在内存里才能被CPU直接访问。 (3)进程或线程调度：低级调度（微观调度），又称为"微观调度 "、"低级调度"。从CPU资源的角度，执行的单位。时间上通常 是毫秒。因为执行频繁，要求在实现时达到高效率
操作系统原理与应用(第2版)清大版第4章习题参考答案
1、管理对象是内存及作为内存的扩展和延伸的后援存储器（外存）。
基本任务：a.按某种算法分配和回收存储空间。
b.实现逻辑地址到物理地址的转换。
c．由软硬件共同实现程序间的相互保护。
2、程序中通过符号名称来调用、访问子程序和数据，这些符号名的集合被称为“名字空间”，简称名空间。
当程序经过编译或者汇编以后，形成了一种由机器指令组成的集合，被称为目标程序，或者相对目标程序。
这个目标程序指令的顺序都以0为一个参考地址，这些地址被称为相对地址，或者逻辑地址，有的系统也称为虚拟地址。
相对地址的集合称为相对地址空间，也称虚拟地址空间。
目标程序最后要被装入系统内存才能运行。
目标程序被装入的用户存储区的起始地址是一个变动值，与系统对存储器的使用有关，也与分配给用户使用的实际大小有关。
要把以0作为参考地址的目标程序装入一个以某个地址为起点的用户存储区，需要进行一个地址的对应转换，这种转换在操作系统中称为地址重定位。
也就是说将目标地址中以0作为参考点的指令序列，转换为以一个实际的存储器单元地址为基准的指令序列，从而才成为一个可以由CPU调用执行的程序，它被称为绝对目标程序或者执行程序。
这个绝对的地址集合也被称为绝对地址空间，或物理地址空间。
用户程序的装入，是一个从外存空间将用户已经编译好的目标程序，装入内存的过程。
在这个过程中，要进行将相对地址空间的目标程序转换为绝对地址空间的可执行程序，这个地址变换的过程称为地址重定位，也称地址映射，或者地址映象。
覆盖：是利用程序内部结构的特征，以较小的内存空间运行较大程序的技术。
交换：是指内外存之间交换信息。
3、一旦一个区域分配给一个作业后，其剩余空间不能再用（内零头或内碎片），另外当一区域小于当前所有作业的大小时，便整个弃置不用（外零头或外碎片）。
4、（1）2.4us (2)1.5us5、为了给大作业（其地址空间超过主存可用空间）用户提供方便，使他们摆脱对主存和外存的分配和管理。
操作系统原理(处理机调度)
带权平均周转时间
2009-4-7 24
平均周转时间和平均带权周转时间
周转时间：从作业提交到作业完成的时间间隔。 Ti = tci – tsi 平均周转时间: n个作业的平均周转时间T为:
带权周转时间：为周转时间T和运行时间R之比。 W = T / R 平均带权周转时间：
高级(Long-term)调度――作业调度 作业调度用于决定把外存输入井上处于作业 后备队列上的那些作业调入内存，并为它们创建 进程、分配必要的资源，然后再将新创建的进程 排在就绪队列上，准备执行。在批处理系统中， 作业是先驻留在外存的输入井上的，因此需要有 作业调度。然而在分时系统中，通过键盘输入的 命令和数据直接进入内存，无需作业调度。
2009-4-7
31
4.3.3 进程上下文切换（续）
进程上下文切换的步骤(续)：
3. 按照某个进程调度算法，选择一个处于就绪
状态的进程。 4. 恢复或装配所选进程的上下文，将CPU控制 权交给所选进程。
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4.3.4 进程调度性能评价
进程调度性能的衡量是操作系统设计的一个重要 指标。 进程调度性能的定性衡量：
2009-4-7 28
进程调度的方式
非剥夺（非抢占 Nonpreemptive mode ）方式： 采用这种调度方式时，一旦把处理机分配给某 进程后，便让进程一直执行，直到该进程完成或 发生某事件而被阻塞时，才把处理机分配给其它 进程，决不允许某进程抢占已经分配出去的处理 机。 这种调度方式的优点是实现简单、系统开销 小，适用于大多数批处理系统环境。缺点是难以 满足紧急任务的要求，不适用于实时、分时系统 要求。
平均周转时间和平均带权周转时间
《操作系统原理》习题及参考答案
3.2
14.4
17.6
9.2
2.9
C
9:00(9.0)
1
17.6
18.6
9.6
9.6
短作业优先算法：
作业号
进入输入 需运行时 开始运行 完成时间 周转时间 带权周转
井时间 间（小时） 时间
时间
A
8:00(8.0)
6.4
8.0
14.4
6.4
1
5
B
8:24(8.4)
3.2
15.4
18.6
10.2
3.2
１５． 设一个飞机航班售票系统有 n 个售票处，每个售票处通过终端访问系统的公共数据 区。假定公共数据区中的一些单元 Aj(j=1,2,3,…)分别存放某月某日某次航班的余票数。 用 P1,P2,…,Pn 表示个售票处为旅客服务时的处理进程； R1, R2, R3…, Rn 为各进程执 行时所用的工作单元。用 PV 操作和信号量保证售票系统的正确并发执行。
解：（1）设信号量 S2:=0; S3:=0; S4:=0;
P1:
P2:
P3:
……..
P(S2)
P(S3)
……..
……..
……..
V(S2)
…….
…….
V(S3)
V(S4)
V(S4)
（2）设信号量 S3:=0; S4:=0; S5:=0; S6:=0;
P1: …….. …….. …….. V(S3)
x
y
z
S1
S2
P1 x:=0
0
0
0
P1 x:=x+2
2
0
0
0
P1 P(S1)
西安交大操作系统原理课程作业答案
第一章操作系统引论1. 设计现代OS的主要目标是什么?方便性，有效性，可扩充性和开放性.2. OS的作用可表现为哪几个方面?a. OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口；b. OS作为计算机系统资源的管理者；c. OS实现了对计算机资源的抽象.7. 实现分时系统的关键问题是什么?应如何解决?a. 关键问题：使用户能与自己的作业进行交互，即当用户在自己的终端上键入命令时，系统应能及时接收并及时处理该命令，再将结果返回给用户。
b. 解决方法：------对于及时接收，只需在系统中设置一多路卡，使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据；此外，还须为每个终端配置一个缓冲区，用来暂存用户键入的命令（或数据）。
------对于及时处理，应使所有的用户作业都直接进入内存，并且为每个作业分配一个时间片，允许作业只在自己的时间片内运行，这样在不长的时间内，能使每个作业都运行一次。
12. 试在交互性，及时性和可靠性方面，将分时系统与实时系统进行比较.a. 分时系统是一种通用系统，主要用于运行终端用户程序，因而它具有较强的交互能力；而实时系统虽然也有交互能力，但其交互能力不及前。
b. 实时信息系统对实用性的要求与分时系统类似，都是以人所能接收的等待时间来确定；而实时控制系统的及时性则是以控制对象所要求的开始截止时间和完成截止时间来确定的，因此实时系统的及时性要高于分时系统的及时性。
c. 实时系统对系统的可靠性要求要比分时系统对系统的可靠性要求高。
13. OS具有哪几大特征?它的最基本特征是什么?a. 并发性、共享性、虚拟性、异步性。
b. 其中最基本特征是并发和共享。
（最重要的特征是并发性）18. 是什么原因使操作系统具有异步性特征?在多道程序环境下允许多个进程并发执行，但由于资源等因素的限制，进程的执行通常并非一气呵成，而是以走走停停的方式运行。
内存中的每个进程在何时执行，何时暂停，以怎样的速度向前推进，每道程序总共需要多少时间才能完成，都是不可预知的，因此导致作业完成的先后次序与进入内存的次序并不完全一致。
（完整版）操作系统课后题答案
（完整版）操作系统课后题答案课本课后题部分答案第⼀章1.设计现代OS的主要⽬标是什么？答：（1）有效性（2）⽅便性（3）可扩充性（4）开放性2.OS的作⽤可表现在哪⼏个⽅⾯？答：（1）OS作为⽤户与计算机硬件系统之间的接⼝（2）OS作为计算机系统资源的管理者（3）OS实现了对计算机资源的抽象13.OS有哪⼏⼤特征？其最基本的特征是什么？答：并发性、共享性、虚拟性和异步性四个基本特征；最基本的特征是并发性。
14.处理机管理有哪些主要功能？它们的主要任务是什么？答：处理机管理的主要功能是：进程管理、进程同步、进程通信和处理机调度；进程管理：为作业创建进程，撤销已结束进程，控制进程在运⾏过程中的状态转换。
进程同步：为多个进程（含线程）的运⾏进⾏协调。
通信：⽤来实现在相互合作的进程之间的信息交换。
处理机调度：（1）作业调度。
从后备队⾥按照⼀定的算法，选出若⼲个作业，为他们分配运⾏所需的资源（⾸选是分配内存）。
（2）进程调度：从进程的就绪队列中，按照⼀定算法选出⼀个进程，把处理机分配给它，并设置运⾏现场，使进程投⼊执⾏。
15.内存管理有哪些主要功能?他们的主要任务是什么？北京⽯油化⼯学院信息⼯程学院计算机系3/48《计算机操作系统》习题参考答案余有明与计07和计G09的同学们编著 3/48答：内存管理的主要功能有：内存分配、内存保护、地址映射和内存扩充。
内存分配：为每道程序分配内存。
内存保护：确保每道⽤户程序都只在⾃⼰的内存空间运⾏，彼此互不⼲扰。
地址映射：将地址空间的逻辑地址转换为内存空间与对应的物理地址。
内存扩充：⽤于实现请求调⽤功能，置换功能等。
16.设备管理有哪些主要功能？其主要任务是什么？答：主要功能有: 缓冲管理、设备分配和设备处理以及虚拟设备等。
主要任务: 完成⽤户提出的I/O 请求，为⽤户分配I/O 设备；提⾼CPU 和I/O 设备的利⽤率；提⾼I/O速度；以及⽅便⽤户使⽤I/O设备.17.⽂件管理有哪些主要功能？其主要任务是什么？答：⽂件管理主要功能：⽂件存储空间的管理、⽬录管理、⽂件的读/写管理和保护。
操作系统原理最全课后答案
第一章操作系统引论1．设计现代OS的主要目标是什么？答：〔1〕有效性〔2〕方便性〔3〕可扩大性〔4〕开放性2．OS的作用可表现在哪几个方面？答：〔1〕OS作为用户及计算机硬件系统之间的接口〔2〕OS作为计算机系统资源的管理者〔3〕OS实现了对计算机资源的抽象3．为什么说OS实现了对计算机资源的抽象？答：OS首先在裸机上覆盖一层I/O设备管理软件，实现了对计算机硬件操作的第一层次抽象；在第一层软件上再覆盖文件管理软件，实现了对硬件资源操作的第二层次抽象。
OS 通过在计算机硬件上安装多层系统软件，增强了系统功能，隐藏了对硬件操作的细节，由它们共同实现了对计算机资源的抽象。
4．试说明推动多道批处理系统形成和开展的主要动力是什么？答：主要动力来源于四个方面的社会需求及技术开展：〔1〕不断提高计算机资源的利用率；〔2〕方便用户；〔3〕器件的不断更新换代；〔4〕计算机体系构造的不断开展。
5．何谓脱机I/O和联机I/O？答：脱机I/O 是指事先将装有用户程序和数据的纸带或卡片装入纸带输入机或卡片机，在外围机的控制下，把纸带或卡片上的数据或程序输入到磁带上。
该方式下的输入输出由外围机控制完成，是在脱离主机的情况下进展的。
而联机I/O方式是指程序和数据的输入输出都是在主机的直接控制下进展的。
6．试说明推动分时系统形成和开展的主要动力是什么？答：推动分时系统形成和开展的主要动力是更好地满足用户的需要。
主要表现在：CPU 的分时使用缩短了作业的平均周转时间；人机交互能力使用户能直接控制自己的作业；主机的共享使多用户能同时使用同一台计算机，独立地处理自己的作业。
7．实现分时系统的关键问题是什么？应如何解决？答：关键问题是当用户在自己的终端上键入命令时，系统应能及时接收并及时处理该命令，在用户能承受的时延内将结果返回给用户。
解决方法：针对及时接收问题，可以在系统中设置多路卡，使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据；为每个终端配置缓冲区，暂存用户键入的命令或数据。
操作系统第四章课后答案
操作系统第四章课后答案第四章存储器管理1. 为什么要配置层次式存储器？这是因为：a.设置多个存储器可以使存储器两端的硬件能并行工作。
b.采用多级存储系统，特别是Cache技术，这是一种减轻存储器带宽对系统性能影响的最佳结构方案。
c.在微处理机内部设置各种缓冲存储器，以减轻对存储器存取的压力。
增加CPU中寄存器的数量，也可大大缓解对存储器的压力。
2. 可采用哪几种方式将程序装入内存？它们分别适用于何种场合？将程序装入内存可采用的方式有：绝对装入方式、重定位装入方式、动态运行时装入方式；绝对装入方式适用于单道程序环境中，重定位装入方式和动态运行时装入方式适用于多道程序环境中。
3. 何为静态链接？何谓装入时动态链接和运行时动态链接？a.静态链接是指在程序运行之前，先将各自目标模块及它们所需的库函数，链接成一个完整的装配模块，以后不再拆开的链接方式。
b.装入时动态链接是指将用户源程序编译后所得到的一组目标模块，在装入内存时，采用边装入边链接的一种链接方式，即在装入一个目标模块时，若发生一个外部模块调用事件，将引起装入程序去找相应的外部目标模块，把它装入内存中，并修改目标模块中的相对地址。
c.运行时动态链接是将对某些模块的链接推迟到程序执行时才进行链接，也就是，在执行过程中，当发现一个被调用模块尚未装入内存时，立即由OS去找到该模块并将之装入内存，把它链接到调用者模块上。
4. 在进行程序链接时，应完成哪些工作?a.对相对地址进行修改b.变换外部调用符号6. 为什么要引入动态重定位?如何实现?a.程序在运行过程中经常要在内存中移动位置，为了保证这些被移动了的程序还能正常执行，必须对程序和数据的地址加以修改，即重定位。
引入重定位的目的就是为了满足程序的这种需要。
b.要在不影响指令执行速度的同时实现地址变换，必须有硬件地址变换机构的支持，即须在系统中增设一个重定位寄存器，用它来存放程序在内存中的起始地址。
程序在执行时，真正访问的内存地址是相对地址与重定位寄存器中的地址相加而形成的。
操作系统原理-第四章处理机调度（有答案）
操作系统原理-第四章处理机调度（有答案）第四章处理机调度4.3 习题4.3.1 选择最合适的答案1．某系统采用了银行家算法，则下列叙述正确的是（）。
A.系统处于不安全状态时一定会发生死锁B.系统处于不安全状态时可能会发生死锁C.系统处于安全状态时可能会发生死锁D.系统处于安全状态时一定会发生死锁2．银行家算法中的数据结构包括有可利用资源向量Available、最大需求矩阵Max、分配矩阵Allocation、需求矩阵Need，下列选项正确的是（）。
A.Max[i,j]=Allocation[i,j]+Need[i,j]B.Need[i,j]= Allocation[i,j]+ Max[i,j]C.Max[i,j]= Available[i,j]+Need[i,j]D.Need[i,j]= Available[i,j]+ Max[i,j]3．下列进程调度算法中，（）可能会出现进程长期得不到调度的情况。
A.非抢占式静态优先权法B.抢占式静态优先权法C.时间片轮转调度算法D.非抢占式动态优先权法4．在下列选项中，属于预防死锁的方法是（）。
A.剥夺资源法B.资源分配图简化法C.资源随意分配D.银行家算法5．在下列选项中，属于检测死锁的方法是（）。
A.银行家算法B.消进程法C.资源静态分配法D.资源分配图简化法6．在下列选项中，属于解除死锁的方法是（）。
A．剥夺资源法 B.资源分配图简化法C．银行家算法 D.资源静态分配法7．为了照顾紧迫型作业，应采用（）。
A.先来服务调度算法B.短作业优先调度算法C.时间片轮转调度算法D.优先权调度算法8．在采用动态优先权的优先权调度算法中，如果所有进程都具有相同优先权初值，则此时的优先权调度算法实际上和（）相同。
A.先来先服务调度算法B.短作业优先调度算法C.时间片轮转调度算法D.长作业优先调度算法9．作业从后备作业到被调度程序选中的时间称为（）。
A.周转时间B.响应时间C.等待调度时间D.运行时间10．资源静态分配法可以预防死锁的发生，它们使死锁四个条件中的（）不成立。
计算机操作系统原理-4
旧PSW，PC
①
③
结束
PC4：中断处理程序 PC5：中断处理程序
┇
现行PSW，PC
②
新PSW，PC
PCn：中断处理程序
图4.4 中断向量与中断处理程序
清华大学出版社
4.1
4.1.2
۞ 时钟中断
中断
中断处理
时钟中断是现代操作系统不可或缺的控制手段， 所以在此特别强调。时钟中断管理及维护的内容： 进程管理：用于时间片轮转处理机调度算法的系 统中，记录进程已占用处理机时间等。
4. 2
处理机调度
运行 就绪 阻塞
4.2.1 高级、中级和低级调度
低级
静止阻塞 静止就绪
中级
新建
高级
退出
图4.6 调度的层次
清华大学出版社
15/19
4. 2
处理机调度
4.2.1 高级、中级和低级调度
高级调度（作业调度）
一个作业的处理可以分若干相对独立的作业步，每 个作业步可能对应一个进程。例如，一个C语言程 序，作为批作业处理大致应当包括如下步骤： 运行C语言编译程序对C代码进行编译。 对所编译产生的浮动程序进行连接装配。 执行所产生的目标代码程序。 以上三个步骤运行的是三个不同的程序，因而需 要三个进程完成。 清华大学出版社 16/19
第2种方法：定义中断优先级，允许高优先级的打 断低级中断处理程序的运行。图4.5 给出了事例。
清华大学出版社
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4.1.3 多个中断
用户程序
—— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— ——
t=0
打印机 中断
操作系统(处理机调度)习题与答案
1、高级调度又称为作业调度或长程调度，用于决定把外存上处于后备队列中的哪些作业调入内存。
高级调度不能使用的调度算法是( )调度算法。
A.先来先服务B.高响应比优先C.时间片轮转D.短者优先正确答案：C2、在多道批处理系统和分时系统中均必需提供的调度机制是( )。
A. 中级调度B.低级调度C.高级调度D.以上所有正确答案：B3、分时系统采用的进程调度方式是( )。
A.非抢占方式B.抢占方式C.以上两个均不可D.以上两个均可正确答案：B4、某同学出于了解进程调度相关情况的目的，专门写了一个“main 函数里仅包含一个无限循环”的C语言程序（如下所示）。
请问该程序在Windows系统中运行时，将出现的情况是( )。
void main(){while (1)printf("你好！\n");}A.在单核系统中，系统停止反应；在多核系统中，无明显反应B.系统停止反应C.系统崩溃D.无明显反应正确答案：D5、在一个同时具有高、中、低三级调度机制的系统中，一个处于外存就绪状态（即挂起就绪状态）的进程，需要经过( )级调度才能进入运行状态。
A.3B.2C.0D.1正确答案：B6、分时系统衡量调度性能时，最为注重的指标是( )。
A.吞吐量B.周转时间C.响应时间D.截止时间正确答案：C7、分时系统不能直接单独使用的调度算法是( )调度算法。
A.多级反馈队列B.先来先服务C.时间片轮转D.高优先权优先正确答案：B8、在时间片轮转调度算法中，如果时间片的长度无限延长，那么算法将退化为( )调度算法。
A.先来先服务B.短进程优先C. 高响应比优先D.以上均不是正确答案：A9、当进程执行时，它们通常会花费一小段时间来进行计算，然后就执行输入输出操作。
进一步说，交互式分时作业通常在输入输出操作之间仅运行很短的时间，而大的批处理作业在执行输入输出操作之前则可能运行很长时间。
因此，我们可以赋予交互式作业以较高优先级的一种方法是，基于进程在执行输入输出操作之前的下一轮处理器集中使用周期（next CPU burst）的时间量来确定其相应的优先级，这即短进程优先调度算法的出发点。
操作系统原理课后答案
第一章操作系统概论1.单项选择题⑴B; ⑵B; ⑶C; ⑷B; ⑸C;⑹B; ⑺B；⑻D；⑼A；⑽B；2.填空题⑴操作系统是计算机系统中的一个最基本的系统软件，它管理和控制计算机系统中的各种系统资源；⑵如果一个操作系统兼有批处理、分时和实时操作系统三者或其中两者的功能，这样的操作系统称为多功能（元）操作系统；⑶没有配置任何软件的计算机称为裸机；⑷在主机控制下进行的输入/输出操作称为联机操作；⑸如果操作系统具有很强交互性，可同时供多个用户使用，系统响应比较及时，则属于分时操作系统类型；如果OS可靠，响应及时但仅有简单的交互能力，则属于实时操作系统类型；如果OS在用户递交作业后，不提供交互能力，它所追求的是计算机资源的高利用率，大吞吐量和作业流程的自动化，则属于批处理操作系统类型；⑹操作系统的基本特征是：并发、共享、虚拟和不确定性；⑺实时操作系统按应用的不同分为过程控制和信息处理两种；⑻在单处理机系统中，多道程序运行的特点是多道、宏观上并行和微观上串行。
第二章进程与线程1.单项选择题⑴B；⑵B；⑶ A C B D; ⑷C; ⑸C;⑹D; ⑺C; ⑻A; ⑼C; ⑽B;⑾D; ⑿A; ⒀D; ⒁C; ⒂A;2.填空题⑴进程的基本状态有执行、就绪和等待（睡眠、阻塞）；⑵进程的基本特征是动态性、并发性、独立性、异步性及结构性；⑶进程由控制块（PCB）、程序、数据三部分组成，其中PCB是进程存在的唯一标志。
而程序部分也可以为其他进程共享；⑷进程是一个程序对某个数据集的一次执行；⑸程序并发执行与顺序执行时相比产生了一些新特征，分别是间断性、失去封闭性和不可再现性；⑹设系统中有n（n>2）个进程，且当前不在执行进程调度程序，试考虑下述4种情况：①没有运行进程，有2个就绪进程，n个进程处于等待状态；②有一个运行进程，没有就绪进程，n-1个进程处于等待状态；③有1个运行进程，有1个等待进程，n-2个进程处于等待状态；④有1个运行进程，n-1个就绪进程，没有进程处于等待状态；上述情况中不可能发生的情况是①；⑺在操作系统中引入线程的主要目的是进一步开发和利用程序内部的并行性；⑻在一个单处理系统中，若有5个用户进程，且假设当前时刻为用户态，则处于就绪状态的用户进程最多有4个，最少0个；⑼下面关于进程的叙述中，不正确的有①②③条；①进程申请CPU得不到满足是，其状态变为等待状态；②在单CPU系统中，任一时刻都有一个进程处于运行状态；③优先级是进程调度的重要依据，一旦确定不能改变；④进程获得处理机而运行是通过调度实现的；⑽程序顺序执行时的三个特征是顺序性、封闭性和可再现性；⑾如果系统有n个进程，则在等待队列中进程的个数最多可为n个；⑿在操作系统中，不可中断执行的操作称为原语。
处理机调度题答案
处理机调度
【例】假设一个系统中有5个进程，它们到达时间和服务时间如表3-1所示，忽略I/O 以及其他开销时间，若分别按先来先服务（FCFS ）、非抢占及抢占的短进程优先（SPF ）、高响应比优先（HRRN ）、时间片轮转（RR ，时间片=1）、多级反馈队列调度算法（FB ，第i 级队列的时间片=12-i ）以及立即抢占的多级反馈队列调度算法（FB ，第i 级队列的时间片=12-i ）进行CPU 调度，请给出各进程的完成时间、周转时间、带权周转时间、平均周转时间和平均带权周转时间。
表3-1 进程到达和需服务时间
RR调度顺序
（注：文档可能无法思考全面，请浏览后下载，供参考。
）。
操作系统原理-第四章处理机调度知识点及习题
第四章处理机调度与死锁4.1 知识点汇总1、处理机调度级别⑴调度：选出待分派的作业或进程⑵处理机调度：分配处理机⑶三级调度：高级调度（作业调度）、中级调度（内存对换）、低级调度（进程调度）2、作业状态⑴作业状态分为四种：提交、后备、执行和完成。
⑵作业状态变迁图：图4-1 作业状态及变迁3、作业调度和调度的功能⑴. 作业调度的任务后备状态→执行状态执行状态→完成状态⑵作业调度的功能①记录系统中各个作业的情况②按照某种调度算法从后备作业队列中挑选作业③为选中的作业分配内存和外设等资源④为选中的作业建立相应的进程⑤作业结束后进行善后处理工作4、进程调度和调度的功能1）. 进程调度：后备状态→执行状态2）. 进程调度时机：任务完成后、等待资源时、运行到时了、发现重调标志3）. 进程调度的功能：保存现场、挑选进程、恢复现场5、两级调度模型 作业调度和进程调度的区别6、评价调度算法的指标调度性能评价准则：CPU利用率、吞吐量、周转时间、就绪等待时间和响应时间（1）吞吐量：单位时间内CPU完成作业的数量（2）周转时间：1) 周转时间=完成时刻－提交时刻2) 平均周转时间=周转时间／n3) 带权周转时间=周转时间／实际运行时间4) 平均带权周转时间=带权周转时间／n7、作业与进程调度算法（1）先来先服务（FCFS）调度算法的实现思想：按作业（进程）到来的先后次序进行调度，即先来的先得到运行。
用于作业调度：从作业对列（按时间先后为序）中选择队头的一个或几个作业运行。
用于进程调度：从就绪队列中选择一个最先进入该队列的进程投入运行。
例如设有三个作业，编号为1，2，3。
各作业分别对应一个进程。
各作业依次到达，相差一个时间单位。
①图示出采用FCFS方式调度时这三个作业的执行顺序②算出各作业的周转时间和带权周转时间（2）时间片轮转（RR）调度算法的实现思想：系统把所有就绪进程按先进先出的原则排成一个队列。
新来的进程加到就绪队列末尾。
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第四章处理机调度4.3 习题4.3.1 选择最合适的答案1．某系统采用了银行家算法，则下列叙述正确的是（）。
A.系统处于不安全状态时一定会发生死锁B.系统处于不安全状态时可能会发生死锁C.系统处于安全状态时可能会发生死锁D.系统处于安全状态时一定会发生死锁2．银行家算法中的数据结构包括有可利用资源向量Available、最大需求矩阵Max、分配矩阵Allocation、需求矩阵Need，下列选项正确的是（）。
A.Max[i,j]=Allocation[i,j]+Need[i,j]B.Need[i,j]= Allocation[i,j]+ Max[i,j]C.Max[i,j]= Available[i,j]+Need[i,j]D.Need[i,j]= Available[i,j]+ Max[i,j]3．下列进程调度算法中，（）可能会出现进程长期得不到调度的情况。
A.非抢占式静态优先权法B.抢占式静态优先权法C.时间片轮转调度算法D.非抢占式动态优先权法4．在下列选项中，属于预防死锁的方法是（）。
A.剥夺资源法B.资源分配图简化法C.资源随意分配D.银行家算法5．在下列选项中，属于检测死锁的方法是（）。
A.银行家算法B.消进程法C.资源静态分配法D.资源分配图简化法6．在下列选项中，属于解除死锁的方法是（）。
A．剥夺资源法 B.资源分配图简化法C．银行家算法 D.资源静态分配法7．为了照顾紧迫型作业，应采用（）。
A.先来服务调度算法B.短作业优先调度算法C.时间片轮转调度算法D.优先权调度算法8．在采用动态优先权的优先权调度算法中，如果所有进程都具有相同优先权初值，则此时的优先权调度算法实际上和（）相同。
A.先来先服务调度算法B.短作业优先调度算法C.时间片轮转调度算法D.长作业优先调度算法9．作业从后备作业到被调度程序选中的时间称为（）。
A.周转时间B.响应时间C.等待调度时间D.运行时间10．资源静态分配法可以预防死锁的发生，它们使死锁四个条件中的（）不成立。
A.互斥条件B.请求和保持条件C.不可剥夺条件D.环路等待条件4.3.2 选择所有正确答案1．下列选项中，（）可能是非抢占方式进程调度中引起调度的原因。
A.当前的运行进程调用阻塞原语而进入阻塞状态B.当前的运行进程提出申请I/O而阻塞C.有更高优先级的进程到达而从执行状态变为就绪状态D.正在执行的进程执行了P原语操作，由于资源不足而阻塞2．选择排队作业中等待时间最长的作业被优先调度，该调度算法不可能是（）。
A.先来先服务调度算法B.高响应比优先调度算法C.优先权调度算法D.短作业优先调度算法3．作业控制块JCB连成一串而形成的一个排队队列，该队列称为（）。
A挂起队列 B.阻塞队列C.就绪队列D.后备队列4．下列哪个选项描述的时间属于响应时间的一部分（）。
A.处理机对请求信息进行处理的时间B.从键盘输入的请求信息传送到处理机的时间C.所形成的响应回送到终端显示器的时间D.用户查看响应回送到的信息5．下列四个选项描述的时间组成了周转时间，其中可能发生多次的是（）。
A.等待I/O操作完成的时间B.作业在外存后备队列上等待作业调度的时间C.进程在CPU上的执行时间D.进程在就绪队列上等待进程调度的时间6．下面列出的是选择调度方式和算法的4个面向用户的准则。
其中，不完全适用于实时系统的准则是（）。
A.优先权准则B.响应时间快C.截止时间的保证D.周转时间短7．下面列出了选择调度方式和算法的4个准则。
其中，对批处理、分时、实时系统都可以采用的是（）。
A.周转时间短B.响应时间快C.截止时间的保证D.优先权准则8．下列选项中，（）是分时系统中确定时间片大小需要考虑的因素。
A.各类资源的平衡利用B.就绪队列中进程的数目C.系统的处理能力D.系统对响应时间的要求9．下面列出的选项中，属于可剥夺性资源的有（）。
A.CPUB.内存C.磁盘D.磁带机10．在多级队列调度和多级反馈队列调度的叙述中，正确的是（）。
A.多级反馈队列调度中就绪队列的设置不是象多级队列调度一样按作业性质划分，而是按时间片的大小划分B.多级队列调度用到优先权，而多级反馈队列调度中没有用到优先权C.多级队列调度中的进程固定在某一个队列中，而多级反馈队列调度中的进程不固定D.多级队列调度中每个队列按作业性质不同而采用不同的调度算法，而多级反馈队列调度中除了个别队列外，均采用相同的调度算法4.3.3 判断正误，简要说明理由1．作业调度能够使作业获得CPU。
2．在多道程序系统中，系统的现有空闲可用资源能否满足一个后备作业J的资源要求，是选择作业J进入内存的必要条件。
3．短作业（进程）优先调度算法具有最短的平均周转时间，因此这种算法是最好的算法。
4．在优先权调度算法中确定静态优先权时，一般说，计算进程的优先权要高于磁盘I/O 进程的优先权。
5．摒弃不可剥夺条件的方法可用于预防多个打印进程死锁的发生。
6．操作系统处理死锁，只要采用预防、解除、检测、避免之中的一种就足够了。
7．如果系统在所有进程运行前，一次性地将其在整个运行过程所需的全部资源分配给进程，即所谓“静态分配”法，是可以预防死锁发生的。
8．多个进程竞争比进程数目少的资源时就可能产生死锁，而当资源数目大于进程数目时就一定不会发生死锁。
9．在银行家算法中，对某时刻的资源分配情况进行安全分析，如果该时刻状态是安全的，则存在一个安全序列，且这个安全序列是唯一的。
10．进程调度算法各种各样，但是如果选择不当，就会造成死锁。
4.3.4 简答题1．高级调度和低级调度的主要任务是什么？为什么要引入中级调度？2．在作业调度中需作出哪些决定？3．在剥夺调度中，有哪些剥夺原则？4．在OS中引起进程调度的主要因素有哪些？5．在选择调度方式和调度算法时，应遵循的原则是什么？6．在批处理系统、分时系统和实时系统中，各采用哪几个进程（作业）调度算法？7．为什么说多级反馈队列能较好地满足各种用户的需要？8．在多用户分时系统中，时间片轮转调度的算法在确定时间片的大小时，应考虑哪些因素？9．为实现实时调度，对实时系统提出了哪些要求？10．目前常用的调度方式和算法，能否应用到实时系统中？11．在多处理机系统中，比较有代表性的线程调度方式有哪几种？12．试比较自调度和成组调度？13．在OS/2中采用哪种调度方式和调度算法？14．何为死锁？产生死锁的原因和必要条件是什么？15．在解决死锁问题的几个方法中，哪种方法最容易实现？哪种方法使资源的利用率最高？16．请详细说明可通过哪些途径预防死锁？17．在银行家算法的例子中，如果P0发出的请求向量由Request0(0,2,0)改为Request0(0,1,0)，问系统可否将资源分配给它？4.4 习题解答要点4.4.1 选择最合适的答案1.B2.B3.B4.D5.D6.A7.D8.A9.C 10.B4.4.2 选择所有正确答案1.ABD2.BCD3.D4.ABC5.ACD6.AD7.D8.BCD9.ABC 10.ACD4.4.3 判断题1. 错误作业调度是高级调度。
它只能使某作业获得使用CPU的资格。
而只有进程调度或线程调度才能使作业真正获得CPU。
2. 错误多道系统中的资源分配有两种方法：静态分配：作业调度的功能之一是审查系统能否满足用户作业的资源要求；之二是按照一定的算法选取作业。
动态分配：进程所需的资源是在运行中分配的，作业调度并不考虑当前空闲的资源量，只是按照一定的算法选取作业。
3.错误前半句话讲的正确，但由此说短作业（进程）优先调度算法是最好的，就不正确了。
因为一个算法的好坏要看其是否适于系统的需要而判定。
4.错误因为磁盘I/O进程属于系统进程。
而系统在确定进程的静态优先权时遵循的原则是：系统进程的优先权高于一般用户进程的优先权（除非用户的进程特别紧迫或重要）5.错误因为摒弃不剥夺条件的方法可预防死锁的发生。
6.错误因为，操作系统要兼顾资源的使用效率和安全性两个方面，常见的是，将预防、解除、检测、避免四种处理混合起来使用。
举例来说，只有检测死锁而无解除死锁，检测出死锁又有什么用呢？7.正确因为资源的“静态分配”方法，可以摒弃“请求和保持”条件，是可以预防死锁的。
8.错误进程是否发生死锁，需要考虑每个进程申请资源的数目、所申请资源的种类、进程推进情况等因素。
不能简单地比较进程数目和资源数目就来确定是否死锁。
9.错误系统在调用银行家算法进行安全检查时，只要找到一个安全序列就可断定系统是安全的。
但安全序列可能不止一个，有的情况下可能是只有一个，有的情况下可能有2个或者更多。
10.错误如果进程调度算法选择不当，会造成某些进程的长期等待。
我们将这种进程称为“饥饿”进程（长期“饥饿”的极端情况是“饿死”）。
“饿死”和“死锁”具有完全不同的含义。
4.4.4 简答题1．高级调度和低级调度的主要任务以及引入中级调度原因如下：高级调度又称为作业调度。
它是批处理系统中使用的一种调度。
其主要任务是，按照某种算法从外存的后备队列上选择一个或多个作业调入内存，并为它们创建进程、分配必要的资源，然后再将创建的进程控制块挂入就绪队列上。
低级调度又称进程调度。
它是距离硬件最近的一级调度。
其主要任务是，按照某种算法从就绪队列上选择一个（或多个）进程，使其获得CPU。
引入中级调度的目的是为了提高内存利用率和系统吞吐量。
其功能是，让那些暂时不能运行的进程不再占用宝贵的内存资源，而是调出到外存上等待。
此时的进程状态为挂起状态。
当这些进程重新具备运行条件且内存空闲时，由中级调度选择一部分挂起状态的进程调入内存，将其状态变为内存就绪状态。
2．在作业调度中需作出的决定如下：作业调度需要按照多道程序度（即，最大道数）决定一次接纳多少作业进入内存。
如果太少将导致系统资源利用率低，且系统吞吐量低；太多将导致内存空间紧张，系统服务质量下降，使作业运行周期过长。
作业调度需要决定接纳哪些作业进入内存。
常用的算法是，先来先服务，短作业优先，最高优先级调度、响应比高者优先等。
3．在剥夺进程调度中，剥夺原则如下：时间片原则。
在轮转算法中，CPU轮流为诸多进程服务，每个进程运行完自己的时间片后，系统就将它的CPU剥夺过来，交给下一个进程使用。
优先级原则。
为紧迫的作业赋予较高的优先级，这种作业到达系统，或者由阻塞状态被唤醒后，若其优先级高于当前运行的进程的优先级，可以剥夺其CPU。
短作业（进程）优先原则。
若一个作业（进程）到达系统，其运行长度比当前运行的进程长度明显的短，则剥夺它的CPU。
4．引起进程调度的主要因素主要有：一个进程运行完毕；一个正在运行的进程被阻塞；在抢占式调度中，一个高优先级的进程被创建；在抢占式调度中，一个高优先级进程由阻塞被唤醒；在轮转式调度中，正在运行的进程运行完一个时间片。