第2章 进程管理——1.进程
第二讲 进程管理(1)--进程控制
N=account;
N=N+200; account=N;
建立一个能够描述程序的执行过程并且能用来共享资 源的基本单位。
2.1.5 进程的定义和特征
一、进程（Process) 进程是程序在一个数据集上的运行过程，是系统 进行资源分配和调度的一个独立单位。
其它定义：
进程是程序的一次执行。 进程是一个程序及其数据在处理机上顺序执行时所 发生的活动。 进程是进程实体的运行过程，是系统进行资源分配 和调度的一个独立单位”。
2.2 进程的描述
系统中需要有描述进程存在和能够反映其变化的物理实体，即进程的静态 描述。进程的静态描述由三部分组成：进程控制块PCB，有关程序段和该 程序段对其进行操作的数据结构集。
进程控制块PCB包含了有关进程的描述信息、控制信息以及资源信息，是 进程动态特征的集中反映。 系统根据PCB感知进程的存在和通过PCB中所包含的各项变量的变化，掌 握进程所处的状态以达到控制进程活动的目的。
21
2.2.1 进程控制块
4）进程控制信息：
程序和数据的地址——指程序和数据所在的内存或外存首地址； 进程同步和通信机制——如信号量、消息队列指针等，它们可能全 部或部分地存放在PCB中； 资源清单——是一张列出了除CPU外的、进程所需的全部资源及已 经分配到该进程的资源的清单； 链接指针——它给出本进程（PCB）所在队列中下一个进程的PCB的 首址。
27
2.3.1 进程的基本状态
进程的挂起/解挂状态
一、设臵原因
1、用户需要 ：中间结果与预期不符； 2、操作系统需要：系统某些功能故障； 3、系统负荷过重 4、父进程需要 5、对换的需要
二、设臵挂起状态后进程状态的转换
操作系统进程管理OS211
第2章 进程管理
2.1 进程的基本概念
2.1.1 程序的顺序执行及其特征 2.1.2 前趋图 2.1.3 程序的并发执行及其特征 2.1.4 进程的特征与状态 2.1.5 进程控制块
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第2章 进程管理
2.1.1 程序的顺序执行及其特性
由于各类软件的出现及日益复杂化，使得程序设 计的概念和方法有了很大的发展，在单道程序工 作环境中，我们把一个“程序”理解为“一个在 时间上按严格次序前后相继的操作序列”。
C2
P2
图2-1 （a）
第2章 进程管理
程序顺序执行的图示
对于程序段中的多条语句来说，也有一个执行顺序问题， 如对于包含下述三条语句的程序段：
S1: a=x+y; S2: b=a-5; S3: c=b+1;
可表示为：
S1
S2
S3
图2-1 （b）
第2章 进程管理
一切顺序执行的程序都具有下列特性： （1）顺序性。即每一操作都必须在上一个 操作结束之后开始。 （2）封闭性。程序运行时独占全机资源； 资源的状态（除初始状态外）只有本程序才 能改变它。程序一旦开始运行，其执行结果 不受外界因素影响。 （3）可再现性。只要执行时的环境和初始 条件相同，程序不论是连续执行还是“走走 停停”地执行，都将获得相同的结果。
P1→P2， P1→P3， P1→P4， P2→P5， P3→P5， P4→P6， P4→P7， P5→P8， P6→P8， P7→P9， P8→P9 或表示为： P={P1,P2,P3,P4,P5,P6,P7,P8,P9} →={(P1,P2),(P1,P3),(P1,P4),(P2,P5),(P3,P5),(P4,P6),(P4,P7),(P5,P8), (P6,P8),(P7,P9),(P8,P9)}
操作系统第八版复习题答案
操作系统第八版复习题答案操作系统第八版复习题答案操作系统是计算机系统中的核心组件，负责管理计算机的资源和提供各种服务。
对于学习操作系统的同学来说，复习题是一个很好的练习和巩固知识的方式。
本文将为大家提供操作系统第八版复习题的答案，希望能够对大家的学习有所帮助。
第一章：引论1. 操作系统是什么？答：操作系统是计算机系统中的核心软件，负责管理计算机的硬件资源和提供各种服务，是用户和计算机硬件之间的接口。
2. 操作系统的主要功能有哪些？答：操作系统的主要功能包括进程管理、内存管理、文件系统管理、设备管理和用户接口。
3. 什么是进程？答：进程是程序的执行实例，是计算机中正在运行的程序的抽象。
4. 进程和线程有什么区别？答：进程是程序的执行实例，拥有独立的地址空间和资源，而线程是进程中的一个执行单元，共享进程的地址空间和资源。
5. 什么是虚拟内存？答：虚拟内存是一种将磁盘空间作为扩展内存的技术，可以将进程的数据和指令存储在磁盘上，按需加载到内存中。
第二章：进程管理1. 进程的状态有哪些？答：进程的状态包括就绪态、运行态和阻塞态。
2. 进程调度的目标是什么？答：进程调度的目标是提高系统的吞吐量、响应时间和公平性。
3. 什么是死锁？答：死锁是指两个或多个进程因为争夺资源而相互等待的状态，导致系统无法继续执行。
4. 死锁的预防策略有哪些？答：死锁的预防策略包括资源分配策略、资源有序性策略和资源剥夺策略。
5. 什么是进程同步？答：进程同步是指多个进程之间按照一定的顺序执行，以避免竞态条件和数据不一致的问题。
第三章：内存管理1. 什么是虚拟内存？答：虚拟内存是一种将磁盘空间作为扩展内存的技术，可以将进程的数据和指令存储在磁盘上，按需加载到内存中。
2. 什么是页面置换算法？答：页面置换算法是指在内存不足时，选择一个页面将其换出到磁盘上，以便为新的页面腾出空间。
3. FIFO页面置换算法的缺点是什么？答：FIFO页面置换算法的缺点是无法考虑页面的访问频率和重要性，可能导致频繁访问的页面被置换出去。
第2章 进程管理课后习题解答
第题中，如果修改问题中的同步算法，要求 对写进程优先，即一旦写进程到达，后续的读者进程必须等待， 而无论是否有读者进程在读文件。写出相应进程的程序段。 semaphore fmutex=1, rmutex=1, wmutex=1;que=1;
int rcount=0, wcount=0; void main() { parbegin(reader, writer); }
12
void reader { while(1) { wait(que); wait(rmutex); if(0==readcount) wait(fmutex); readcount++; signal(rmutex); signal(que); …. begin to read wait(rmutex); readcount--; if(readcount==0) signal (fmutex); signal(rmutex); } }
读者—写者问题（读优先） 读者 写者问题（读优先） 写者问题 semaphore rmutex=1,wmutex=1; int readcount=0; = void main() { parbegin(reader,writer); }
读者进程： 读者进程： void reader() { while(1) { wait(rmutex); if (readcount==0) wait(wmutex); readcount++; signal(rmutex); … 读操作 wait(rmutex); readcount--; if (readcount==0) signal(wmutex); signal(rmutex); } }
18
chopstick［ ={1 semaphore chopstick［5］={1,1,1,1,1}; viod main() { parbegin(P0(),P1(),P2(),P3(),P4()); parbegin(P0(),P1(),P2(),P3(),P4()); } Pi() /*i=0,1,2,3,4*/ { while(1) { wait(chopstick［i］); ［ ］ wait(chopstick［(i+1)%5］); ［ ］ eating; … signal(chopstick［i］); ［ ］ signal(chopstick［(i+1) %5］); ［ ］ thinking; } }
chap2 进程管理
2· 2 进程的状态及转换
状态及其转换 静止就绪状态：表明进程具备运行条件但目前在二级存储器中，当它被 对换到主存才能被调度执行 静止阻塞状态：表明进程正在等待某一事件且在二级存储器中 ①运行或活动就绪→静止就绪，活动阻塞→静止阻塞 通过挂起操作(suspend)。 ②静止就绪→活动就绪, 静止阻塞→活动阻塞 通过激活操作(activate)。 ③静止阻塞→静止就绪: 当等待的事件发生时。 挂起进程的特征： （1）该进程不能立即执行。（2）挂起进程可能会等待事件，但所等待 事件是独立于挂起条件的，事件结束并不能导致进程具备执行条件。 （3）进程进入挂起状态是由于操作系统、父进程或进程本身阻止它 的运行。（4）结束进程挂起状态的命令只能通过操作系统或父进程 发出。
题目：
4、进程执行时的间断性，决定了进程可能具有多种状态。进程的基 本状态有三种，在分时系统中，当一个进程拥有的时间片到时， 则该进程即由[1]进入[2]。如果出现因某种原因使得处理机空闲时， 则需要从就绪队列中选择一进程，并将处理机分配给它，此时该 进程进入[3]，这个过程是由[4]来完成。 供选择的答案： [1][2][3] A、就绪状态 B、静止状态 C、阻塞状态 D、运行状态 [4] A、进程控制程序 B、资源分配程序 C、进程调度程序 D、处理机分配程序 5、下列进程状态的转换中，哪一个是不正确的（ ）。 A. 就绪->运行 B. 运行->就绪 C. 就绪->阻塞 D. 阻塞->就绪 6、一个进程被唤醒意味着（ ）。 A.该进程重新占有了CPU B.进程状态变为就绪 C.它的优先权变为最大 D.其PCB移至就绪队列的队首
2· 2 进程的状态及转换
3、细分5种状态的进程状态及其转换 新建、就绪、运行、阻塞、终止 新建：对应进程刚被创建的状态，为一个新进程 创建必要的管理信息，它并没有被提交运行， 而是等待操作系统完成创建进程的必要操作。 终止：进程已完成执行就变为终止状态。进入终 止态的进程不再执行，但依然临时保留在系统 中等待善后。一旦其他进程完成了终止进程的 信息抽取后，系统将删除该进程。
操作系统原理第二章进程管理
2.1 前趋图和程序执行
例：有7个结点的前趋图。
P = { P1，P2，P3，P4，P5，P6，P7 } → = {（P1，P2），（P1，P3），（P1，P4）， （P2，P5），
（P3，P5），（P4，P6），（P5，P7），（P6，P7）}
2
1 3
4
5
7 6
2.1 前趋图和程序执行
➢ 程序的顺序执行
打印三项操作。其程序段并发执行的前趋图:
I1 → I2 → I3 → I4 →
↘↘↘↘
C1 → C2 → C3 → C4 →
↘↘↘↘
P1 → P2 → P3 → P4 →
2.1 前趋图和程序执行
例2．Begin integer N:=0;
Cobegin
Program A : begin
Program B : begin
void popaddr (top) { top --; r=*top; return (r) }
void pushaddr(blk) { *top = blk; top++;
}
先执行 popaddr 的top--，接着执行pushaddr的*top=blk
2.1 前趋图和程序执行
➢ 程序并发执行过程及条件 （Bernstein条件）
果必相同。
2.1 前趋图和程序执行
➢ 程序的并发执行
➢ 程序执行环境
➢ 独立性，逻辑上是独立的。 ➢ 随机性：输入和执行开始时间都是随机的。 ➢ 资源共享：资源共享导致对进程执行速度
的制约。
2.1 前趋图和程序执行
➢ 程序的并发执行
并发执行是指两个程序执行时间上是重叠 的。凡是能由一组并发程序完成的任务，都 能由相应的单个程序完成。 例1：有一批程序，而每个程序需输入，计算，
《计算机操作系统》第2章 进程管理
2.1.3 进程的状态模型
新建
准许
准许
挂起
静止就绪
事件 发生
静止阻塞
激活 挂起
激活 挂起
活动就绪
事件 发生 活动 阻塞
分派 超时
运行
等待 事件
释放
退出
பைடு நூலகம்
图2-8 有挂起态的七状态模型
在新的状态模型中，比较重要的新转换如下： ►（1）活动阻塞→静止阻塞：当内存紧张而系统中又没有就绪进程时，一个阻塞
态进程就会被挂起。
分派
进入
非运行
运行
退出
暂停 图2-3 两状态模型
2.1.3 进程的状态模型
2. 三状态模型
三状态模型中进程的三种基本状态如下：
►（1）就绪状态（Ready）。一个进程获得了除处理机之外所需的一切资源，一 旦得到处理机即可运行。在系统中，将处于就绪状态的多个进程的PCB组织成一 个队列，或按照某种规则排在不同的队列中，这些队列称为就绪队列。
2.1.3 进程的状态模型
3. 五状态模型
新建态
进入就 绪队列
运行态
被调 度 时间片
用完
就绪态
事件
发生
退出态 等待事件 阻塞态
图2-6 五状态模型图
►为便于进程管理，有必要增加一种有用的状态，我们称为新建态，对应于刚刚创建 的进程，操作系统还没有把它加入到就绪队列中，通常是进程控制块已经创建但还 没有加载到内存中的新进程。
►同样，进程从系统中退出时，也增加一种有用的状态，进程被终止直到释放PCB所 处的状态，我们称为退出态。
2.1.3 进程的状态模型
五状态模型中的状态转换：
►（1）空→新建：创建一个程序的新进程。
进程管理
第二章进程管理2.1 进程的基本概念2.1.1 程序的顺序执行及其特征1．程序的顺序执行程序是人们要计算机完成的一些指令序列，是一个按严格次序、顺序执行的操作序列，是一个静态的概念。
我们把一个具有独立功能的程序独占处理机，直到最后结束的过程称为程序的顺序执行。
2.1.2 进程的定义与特征1．进程的定义人们对进程下过许多定义。
现列举其中的几种：⏹进程是程序的一次执行。
⏹进程是可以和别的进程并发执行的计算。
⏹进程就是一个程序在给定活动空间和初始条件下，在一个处理机上的执行过程。
⏹进程是程序在一个数据集合上的运行过程，它是系统进行资源分配和调度的一个独立单位⏹进程是动态的，有生命周期的活动。
内核可以创建一个进程，最终将由内核终止该进程使其消亡。
进程和程序是两个完全不同的概念，但又有密切的联系。
它们之间的主要区别是：⏹程序是静态的概念；而进程则是程序的一次执行过程。
它是动态的概念。
⏹进程是一个能独立运行的单位，能与其它进程并发执行；而程序是不能作为一个独立运行的单位而并发执行的。
⏹程序和进程无一一对应的关系。
⏹各个进程在并发执行过程中会产生相互制约关系，而程序本身是静态的，不存在这种异步特征。
2.1.3 进程的基本状态及转换1．进程的三个基本状态进程通常至少有三种基本状态：（1）就绪状态（ready）进程运行所需的外部条件满足，但因为其它进程已占用CPU，所以暂时不能运行。
（2）执行状态(running)外部条件满足，进程已获得CPU，其程序正在执行。
在单处理机系统中，只有一个进程处于执行状态。
（3）阻塞状态(blocked)进程因等待某种事件发生，而暂时不能运行的状态，称为阻塞状态，也称为等待状态。
系统中处于这种状态的进程可能有多个，通常将它们排成一个队列，也有的系统则根据阻塞原因的不同将这些进程排成多个队列。
2．进程状态的转换对于一个系统中处于就绪状态的进程，在调度程序为之分配了处理机之后，该进程便可执行，相应地，它由就绪态转变为执行状态。
二章节进程管理
第二章 进 程 管 理
第一章 操作系统引论
1.1 操作系统的目标和作用 1.2 操作系统的发展过程 1.3 操作系统的基本特性 1.4 操作系统的主要功能 1.5 操作系统的结构设计
第二章 进 程 管 理
第一章 习题课
一、单选题
(1)当CPU执行操作系统代码时，称处理机处于( C )。
A.执行态 B.目态 (2)在下列性质中，( D
第二章 进 程 管 理
中断响应过程
(1)中断装置(硬件)发现中断源；置当前PSW的中断码；交换 PSW；保存“当前PSW”到约定的单元成为“旧PSW”，“新 PSW”成为“当前PSW”。 (2)中断处理程序 ①保护被中断进程的现场，通用寄存器、控制寄存器内容以 及“旧PSW”保存到PCB中； ②根据“旧PSW”分析中断原因； ③对不同性质的中断事件，转交给不同的例行程序处理。
第二章 进 程 管 理
中断类型
1. 强迫中断 （1）硬件故障中断 （2）程序中断 （3）外部中断 （4）输入输出中断
2. 自愿中断 （5）访管中断
第二章 进 程 管 理
管目态
特权指令：有少数指令是为编制系统管理程序专门设置的。如 果用户误用这些特权指令，称为非法指令，将引发故障中断。 目态：程序执行时不可使用特权指令，I/O指令、时钟设置等。 管态：程序执行时可以使用特权指令。 目态：用户态，执行用户程序。 管态：系统态，执行系统管理程序，又称核心态。
程) 2. “旧PSW”. 保护起来的被中断进程的PSW 3. “新PSW”. 中断处理程序的PSW(其中指令地址即入口地址)
第二章 进 程 管 理
中断响应
通常在处理机执行完一条指令后，硬件的中断装置立即 检查有无中断事件发生。若有中断事件发生，则暂停现行进 程的运行，而让操作系统中的相应的中断处理程序占用处理 机，这一过程称为“中断响应”。
2.1 进程的概念
由于观察者和报告者各自独立地并行工 作,n=n+1的操作,既可以在报告者的 print (n) 和n=0操作之前,也可以在其后, 还可以在print (n) 和n=0之间,即可能出 现以下三种执行序列: ① n=n+1;print(n) ;n=0; ② print(n) ;n=0 ;n=n+1; ③ print(n) ;n=n+1 ;n=0; 假设在开始某个循环之前,n的值为s, 则在完成一个循环后,对上述三个执行序 列打印机打印的n值和执行后的n值如下表 所示:
int n=0; void observer(void) { while (1) { … n=n+1; remainder of observer; } } void reporter(void) { while(TRUE) { … print(n); n=0; remainder of reporter; } } void main( ) { parbegin(observer( ),reporter( )); }
PCB1
PCB2
PCB3
……
PCBn
用线性表方式组织PCB 图2.5 用线性表方式组织
链接表方式:系统按照进程的状态将进程 ② 链接表方式 的PCB链接成队列,从而形成就绪队列,阻 塞队列,运行队列等.按链接方式组织PCB 的情况如图2.6. 索引表方式:系统按照进程的状态分别建 ③ 索引表方式 立就绪索引表,阻塞索引表等,通过索引 表来管理系统中的进程.按索引方式组织 PCB的情况如图2.7.
第2章 进程管理
教学要点: 教学要点:
操作系统中最核心的概念是进程, 操作系统中最核心的概念是进程,进程是对正 在运行的程序的一种抽象, 在运行的程序的一种抽象,是资源分配和独立运行 的基本单位, 的基本单位,操作系统的所有内容都是围绕进程展 开的,操作系统的四大特征也是基于进程而形成的. 开的,操作系统的四大特征也是基于进程而形成的. 所以操作系统的学习者和设计者都要尽早地理解进 本章就来阐述有关进程的问题. 程.本章就来阐述有关进程的问题.
第2章_进程管理
系统用PCB来描述进程的基本情况以及运行 变化的过程，PCB是进程存在的唯一标志。
进程的创建：为该进程生成一个PCB； 进程的终止：回收它的PCB； 进程的组织管理：通过对PCB的组织管理来实现；
PCB存放在哪？ 进程的状态转换：……？
22
两个进程的状态转换 运行 | 就绪 运行 | 阻塞 阻塞 | 就绪 就绪 | 运行
12
从技术上来说，只有一种创建进程的方法，
即在一个已经存在的进程（用户进程或系统
进程）当中，通过系统调用来创建一个新的 进程。 Unix：fork函数； Windows：CreateProcess函数;
13
2.1.5 进程的终止
在以下四种情形下，进程终止：
• 正常退出（自愿的）；
• 错误退出（自愿的）；
如何实现逻辑PC？
（本图摘自Andrew S. Tanenbaum： “Modern Operating Systems‖）
四个进程在并发地运行
11
2.1.4 进程的创建
引起进程创建的四个主要事件：
• 系统初始化时； • 在一个正在运行的进程当中，执行了 创建进程的系统调用； • 用户请求创建一个新进程； • 初始化一个批处理作业。
在并运行。
3
multi-programming
4
Why processes? (Cont.)
在多道程序系统中，各个程序之间是并发执 行的，共享系统资源。CPU需要在各个运行 的程序之间来回地切换，这样的话，要想描 述这些多道的并发活动过程就变得很困难。
5
程序1 MOV AX, 0040
程序2
POP
描述进程的数据结构：进程控制块
（Process Control Block，PCB）。
计算机操作系统慕课版课后答案
计算机操作系统慕课版课后答案计算机操作系统是指控制和管理计算机硬件和软件资源的一组程序集合，它是各种计算机软件和硬件之间的重要接口。
掌握计算机操作系统的基本知识对于学习和应用计算机技术具有至关重要的作用。
以下是对于计算机操作系统慕课版课后题目的详细答案。
第一章: 操作系统概述1. 什么是操作系统？操作系统是一组控制和管理计算机硬件和软件资源的程序集合。
2. 操作系统的主要功能是什么？操作系统的主要功能包括进程管理、内存管理、文件系统管理、设备管理以及用户界面。
第二章: 进程管理1. 进程和线程的区别是什么？进程是一个程序的执行实例，拥有独立的内存空间和系统资源。
线程是一个进程内的独立执行单元，共享相同的内存空间和系统资源。
2. 进程通信的方法有哪些？进程通信的方法主要包括管道、信号量、共享内存、消息队列等。
第三章: 内存管理1. 什么是虚拟内存？虚拟内存是指操作系统为每个进程提供的一个抽象的内存空间，使得进程有更多的可用内存空间。
2. 分页和分段的区别是什么？分页是将进程划分为固定大小的页面，而分段是将进程划分为逻辑上相关的分段。
第四章: 文件系统管理1. 文件系统的作用是什么？文件系统负责管理计算机中的文件和目录，使用户可以方便地访问和操作文件。
2. 文件系统中的文件分配方法有哪些？文件分配方法主要包括连续分配、链式分配、索引分配等。
第五章: 设备管理1. 什么是设备驱动程序？设备驱动程序是操作系统中的一部分，负责控制和管理设备的操作和通信。
2. 设备管理中的中断处理方法有哪些？中断处理方法包括轮询、中断向量表以及中断处理程序。
总结计算机操作系统是计算机技术中的基础知识，对于学习和应用计算机技术具有重要的作用。
通过对操作系统慕课版课后题目的详细解答，可以更好地掌握操作系统的基本概念和功能，提高计算机技术的应用能力。
理解进程管理、内存管理、文件系统管理以及设备管理等知识点，对于提升计算机系统的性能和可靠性具有重要意义。
操作系统概念课后习题答案
操作系统概念课后习题答案操作系统概念课后习题答案第一章：引论1.操作系统的定义：操作系统是计算机系统中的一个软件层，它管理和控制计算机硬件资源，为用户和应用程序提供接口和服务。
2.操作系统的功能：处理器管理、存储器管理、设备管理、文件管理和用户界面等。
第二章：进程管理1.进程的概念：进程是一个正在执行的程序的实例，它由代码、数据和执行环境组成。
2.进程状态：就绪、运行和阻塞。
3.进程调度算法：先来先服务、最短作业优先、时间片轮转和优先级调度等。
第三章：线程管理1.线程的概念：线程是进程的一个执行单元，一个进程可以包含多个线程。
2.线程与进程的区别：线程共享相同的地质空间和文件描述符，而进程拥有独立的地质空间和文件描述符。
3.线程模型：用户级线程模型和内核级线程模型。
第四章：内存管理1.内存管理的目标：实现内存的分配与回收、内存的保护和共享。
2.内存分配的概念：连续分配、非连续分配和虚拟内存分配。
3.地质转换：逻辑地质到物理地质的转换过程，包括分段、分页和段页式等。
第五章：存储器管理1.存储器的层次结构：主存储器、辅助存储器和高速缓存。
2.页面置换算法：最佳置换算法、先进先出算法、最近最久未使用算法和时钟置换算法等。
3.虚拟内存的概念：将存储器抽象成一组连续的地质空间，实现大容量存储和地质共享。
第六章：设备管理1.设备管理的功能：设备分配、设备驱动程序和设备中断处理等。
2.设备分配算法：先来先服务、最短作业优先和轮转法等。
3.磁盘调度算法：先来先服务、最短寻道时间优先和扫描算法等。
第七章：文件管理1.文件的概念：文件是命名的、有序的数据集合，它是操作系统中最基本的数据组织方式。
2.文件系统的组织结构：层次式文件系统、索引式文件系统和线性文件系统等。
3.文件共享与保护：文件锁机制、权限控制和访问控制列表等。
第八章：I/O系统1.I/O系统的组成部分：I/O设备、I/O控制器和设备驱动程序等。
2.I/O操作的方式：程序控制I/O和中断驱动I/O。
第二章 进程管理(一)
第二章进程管理（一）包含内容：第二章进程管理，第三章处理机调度与死锁一、单项选择题1．进程和程序的最根本区别在于（）A．对资源占有的类型和数量B。
进程是动态的，而程序是静态的C.看它们是否能够并发的在处理机上进行D.进程规模较小，程序规模较大2.进程存在的唯一标志是（）A.程序B.PCBC.数据集D.中断3.操作系统分配资源的基本单位是（）A.程序B.指令C.作业D.进程4.进程的PCB中，现场信息不包括（）A.通用寄存器内容B.PSW寄存器内容C.进程状态D.控制寄存器内容5.下列哪个不是进程的特征？（）A 异步性B并发性 C 并行性D动态性6．下面关于处理器及进程执行的描述中错误的是（）A．目前计算机系统是冯.诺依曼式的结构，具有处理器顺序执行的指令的特点B．进程是并发执行的，因此并不具有顺序性C．程序在处理器上顺序执行时，具有封闭性特性D．程序在处理器上顺序执行时，具有可再现性特性7．进程在处理器上执行时（）A．进程之间是无关的，具有封闭性特性B．进程之间是有交往的，相互依赖，相互制约，具有并发性C．具有并发性，即同时执行的特性D．进程之间可能是无关的，但是也有可能是有交往8．进程的并发执行是指若干个进程（）A．共享系统资源B。
在执行时间上是重叠的C．同时执行D．在执行时间上是不可重叠的9．下面有关系统进程和用户进程说法正确的是（）A．系统进程和用户进程是进程的两种不同的状态B．调用操作系统功能的进程C．完成用户功能的进程称为用户进程D．进程和程序实际上是一个概念10．分配到必要的资源并获得处理机时（）A．就绪状态B．执行状态C．阻塞状态D．撤消状态11．下列进程变化中（）变化是不可能发生的。
A．运行—>就绪B．运行—>等待C．等待—>运行D．等待—>就绪12．当（）时，进程从执行状态转变为就绪状态A．进程被调度程序选中B．时间片到C．等待某一事件D．等待的事件发生13．下面所述步骤中（）不是创建进程所必要的A．由调度程序为进程分配CPUB．建立一个进程控制块C．为进程分配内存D．将进程控制块链入就绪队列14．一个进程唤醒意味着（）A．该进程重新占有了CPU B．他的优化权变为最大C．其PCB移至等待队列队首D．进程变为就绪队列15．某进程所申请的一次打印事件结束，则该进程的状态可能发生的变化是（）A．运行状态转变到就绪状态B．阻塞状态转变到运行状态C．就绪状态转变到运行状态D．阻塞状态转变到就绪状态16．在具有挂起状态的系统中，若当前内存高度吃紧，系统将使请求I/O的一个执行状态的进程进入（）状态。
《操作系统实训（Linux）——习题解答、例题解析、实验指导》-王红-电子教..
第2章进程管理进程是操作系统中非常重要的概念，进程管理是操作系统最为重要的功能之一。
12.1 基本结构图2进程管理基本知识结构图(见下页)进程管理进程的概念进程的描述进程控制进程的创建与终止进程通信线程程序的顺序执行程序的并发执行进程的概念及特征进程的状态及转换Linux进程的状态Linux进程的PCBLinux进程的系统调用进程的阻塞与唤醒进程的同步与互斥临界资源锁机制信号量进程控制块信号量的应用及同步举例进程的同步与互斥进程控制块的组织方式共享存储器机制消息传递机制管道通信机制信号通信机制线程的概念线程的特点2.2 知识点2.2.1 进程的概念1．程序的顺序执行我们把一个具有独立功能的程序独占处理机，直到最后结束的过程称为程序的顺序执行。
程序顺序执行时的特征为：顺序性、封闭性和可再现性。
4顺序性是指，程序执行时严格按照程序的语句或指令的顺序执行。
封闭性是指，程序执行的结果只有程序本身才可以改变，而与其它外界因素无关。
可再现性是指，只要输入的初始条件相同，则无论何时重复执行该程序，结果都是相同的。
52．程序的并发执行所谓程序的并发性，是指多道程序在同一时间间隔内同时发生。
63．进程的概念及特征（1）进程的概念进程是操作系统中最基本、最重要的概念之一。
进程可以如下定义：进程是程序的一次执行。
进程是可以和别的进程并发执行的计算。
进程就是一个程序在给定活动空间和初始条件下，在一个处理机上的执行过程。
进程是程序在一个数据集合上的运行过程，它是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。
进程是动态的，有生命周期的活动。
内核可以创建一个进程，最终将由内核终止该进程使其消亡。
7（2）进程与程序的区别进程和程序是两个完全不同的概念，但又有密切的联系。
8（3）进程的特征进程具有动态性、并发性、独立性、异步性及结构性的特征。
4．进程的状态及转换在操作系统中，进程通常至少有三种基本状态：就绪状态、执行状态和阻塞状态。
910程执行完成或撤消阻塞状态就绪状态进程创建调度用片间时进等待某事件发生如I/O 请求外部事件发生进程的基本状态及转换图完5．Linux进程的状态Linux系统内核在进程控制块中用state成员描述进程当前的状态，并明确定义了5种进程状态。
第2章_进程管理习题及答案
第二章进程管理习题及答案一、填空题1．进程的静态描述由三部分组成：①、②和③。
【答案】①PCB、②程序部分、③相关的数据结构集【解析】PCB是系统感知进程的唯一实体。
进程的程序部分描述了进程所要完成的功能，而数据结构集是程序在执行时必不可少的工作区和操作对象。
后两部分是进程完成所需功能的物质基础。
2．进程存在的标志是。
【答案】进程控制块PCB【解析】系统根据PCB感知进程的存在和通过PCB中所包含的各项变量的变化，掌握进程所处的状态以达到控制进程活动的目的。
3．①是现代操作系统的基本特征之一，为了更好地描述这一特征而引入了②这一概念。
【答案】①程序的并发执行，②进程【解析】程序的并发执行和资源共享是现代操行系统的基本特征。
程序的并发执行使程序失去了程序顺序执行时所具有的封闭性和可再现性。
在程序并发执行时，程序这个概念不能反映程序并发执行所具有的特性，所以引入进程概念来描述程序并发执行所具有的特点。
4．给出用于进程控制的四种常见的原语①、②、③和④。
【答案】①创建原语、②撤消原语、③阻塞原语、④唤醒原语【解析】进程控制是系统使用一些具有特定功能的程序段来创建、撤消进程以及完成进程各状态间的转换，从而达到多个过程高效率地并行执行和协调，实现资源共享的目的。
把那些在管态下执行的具有特定功能的程序段称为原语。
5．进程被创建后，最初处于①状态，然后经②选中后进入③状态。
【答案】①就绪，②进程调度程序，③运行【解析】进程的从无到有，从存在到消亡是由进程创建原语和撤消原语完成的。
被创建的进程最初处于就绪状态，即该进程获得了除处理机以外的所有资源，处于准备执行的状态；从就绪状态到运行状态的转换是由进程调度程序来完成的。
6．进程调度的方式通常有①和②方式两种。
【答案】①可剥夺、②非剥夺【解析】所谓可剥夺方式，是指就绪队列中一旦有优先级高于当前运行进程的优先级的进程存在时，便立即发生进程调度，转让处理机。
而非剥夺方式则是指：即使在就绪队列中存在有优先级高于当前运行进程的进程，当前进程仍将继续占有处理机，直到该进程完成或某种事件发生（如I／O事件）让出处理机。
(完整版)第二章进程管理习题和答案
--一、填空题1. 进程是一个程序对某个数据集的一次执行过程。
进程从结构上讲，包括程序、数据和PCB三部分。
2. 进程是一个动态的概念，程序是一个静态的概念。
3. 操作系统中，可以并行工作的基本单位是进程，它是由程序、数据集和PCB组成。
4. 进程存在的唯一标志是PCB的存在。
当系统创建一个进程时，系统为其建立一个PCB，当进程被撤销时系统就将其收回。
5. 进程有三种基本状态，即运行状态、就绪状态、阻塞状态。
当进程由(1)变换到(2)或(3)时，就会立即引起重新调度。
6. 在操作系统中，不可中断执行的操作称为原语。
7. 并发进程之间的基本关系是同步或互斥。
其中互斥是指进程之间的一种间接关系。
8. 临界资源是指一段时间只允许一个进程使用的资源，而临界区是指进程中访问临界资源的程序代码。
9. P，V操作原语是在信号量上操作的。
10. 信号量的物理意义是：当信号量的值大于零时，表示可用资源的数量；当信号量值小于零时，其绝对值为等待使用信号量所代表资源的进程的数量。
11. 有n个进程共享同一个临界区，若使用信号量机制实现对临界资源的互斥访问，则信号量值的变化范围是1~-（n-1）。
12.如果系统中有n个进程，则在等待(阻塞)队列中进程的个数最多可为个n。
13. 如果信号量的当前值为－5，则表示系统中在该信号量上有5 个等待进程。
14.某程序运行时经常需打印中间结果。
计算时，该进程处于用户态，打印时处于系统态，打印结束时进程处于用户态。
（指系统状态）、15. 在操作系统中引入线程的主要目的是减少程序并发执行时的时空开销，使OS更具有并发性。
16. 如果一个程序能为多个进程同时共享执行，那么它应该以纯码形式编写，即该程序是可重人码程序，这种程序的特点是：在它执行过程中自身不可修改。
17. 中断优先级是由硬件规定的，若要调整中断的响应次序可通过系统调用。
18. 进程初建时处于就绪态，运行时因为时钟中断而处于就绪态，因等待事件或资源而处于阻塞态。
第二章 进程管理、作业管理
30
2.3.2 选择调度方式和算法的若干准则
我们可从不同的角度来判断处理机调度算法的性 能，如用户的角度、处理机的角度和算法实现的 角度。实际的处理机调度算法选择是一个综合的 判断结果。 1. 面向用户的调度性能准则 周转时间：作业从提交到完成（得到结果）所经 历的时间。包括：在收容队列中等待，CPU上执 行，就绪队列和阻塞队列中等待，结果输出等待
35
平均周转时间 （a）27 （b）13
FCFS的特点
比较有利于长作业，而不利于短作
业。 有利于CPU繁忙的作业，而不利 于I/O繁忙的作业。
37
2 短CPU运行期优先
Shortest CPU Burst First（SCBF） 又称为短作业（进程）优先(SJF, Shortest Job First)，“短进程优先”SPN(Shortest Process Next)；这是对FCFS算法的改进，其目标是 减少平均周转时间。
33
2.3.3 调度算法
通常将作业或进程归入各种就绪或阻塞队列。有的算法适 用于作业调度，有的算法适用于进程调度，有的两者都适 用。
1 先来先服务 2 短作业（进程）CPU运行期优先 3 时间片轮转算法 4 优先级算法 5 高响应比优先算法 6 多级队列算法 7 多级反馈队列算法
34
1 先来先服务
17
进程和线程的比较
调度--两个属性分开 同一进程中线程上下文切换 比不同进程上下文切换要快得多； 并发性--进程之间、线程之间，文件服务-设多个 服务线程 拥有资源--地址空间和其他资源（如打开文件）： 进程间相互独立，同一进程的各线程间共享，进 程内的线程对其他进程不可见
18
系统开销：减小并发执行的时间和空间开销（线 程的创建、退出和调度），因此容许在系统中建 立更多的线程来提高并发程度。
第二章 课后习题解答
13．在生产者—消费者问题中，如果两个 ．在生产者 消费者问题中 如果两个wait操 消费者问题中， 操 作即wait(mutex)和wait(empty)位置互换， 位置互换， 作即 和 位置互换 会产生什么后果？ 会产生什么后果？ 解答】如果两个wait操作即 操作即wait(mutex)和 【解答】如果两个 操作即 和 wait(empty)位置互换，则有可能产生死锁。 位置互换， 位置互换 则有可能产生死锁。
6
10．在创建一个进程时，所要做的工作有 ．在创建一个进程时， 哪些？ 哪些？ 解答】 【解答】操作系统通过进程创建原语来创 建一个进程。 建一个进程。创建原语通过下述步骤创建 一个进程： 一个进程： （1）申请空白 ）申请空白PCB。 。 （2）为新进程分配资源。 ）为新进程分配资源。 （3）初始化进程控制块。 ）初始化进程控制块。 （4）将新建进程插入就绪态队列。 ）将新建进程插入就绪态队列。
8
第2章 进程管理 章
12．在生产者—消费者问题中，如果缺少了 ．在生产者 消费者问题中 消费者问题中， signal(full)或signal(empty)，对执行结果将 或 ， 会有何影响？ 会有何影响？ 【解答】若缺少释放资源的原语操作，则会导致生产者或 解答】若缺少释放资源的原语操作，
消费者进程不能再继续工作。 消费者进程不能再继续工作。 如缺少了signal(full)，则消费者进程可能得不到所需的临 如缺少了 ， 界资源如缓冲区，不能取一件产品；同样，如果缺少signal 界资源如缓冲区，不能取一件产品；同样，如果缺少 empty），则生产者进程又可能得不到所需的资源， ），则生产者进程又可能得不到所需的资源 （empty），则生产者进程又可能得不到所需的资源，不 能存放一件产品。 能存放一件产品。
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执行
暂停 进程两状态转换模型 队列
进入
调度
处理器
退出
暂停 进程两状态队列模型
2.2.3 五状态进程模型
进程的三种基本状态
就绪状态
当进程已分配到除CPU以外的所有必要资源后，只 要再获得CPU，便可立即执行过程。 执行状态 进程已获得CPU，其程序正在执行。 阻塞状态 正在执行的进程由于发生某事件而暂时无法继续执 行时，便放弃处理机而处于暂停状态，把这种暂停状 态称为阻塞状态，有时也称为等待状态。
C1
C2
C3
C4
P1
P2
P3
P4
2.1.2 程序的顺序执行与并发执行
并发执行示例（续）
有两个并发执行的进程P1和P2，共享初值为1的变量x。 P1对x加1，P2对x减1。加1和减1操作的指令序列分别如下 所示，试问两个操作完成后，x的值是多少？
//加1操作 load R1, x //取x到寄存器R1中 inc R1 store x, R1 //将R1的内容存入x //减1操作 load R2, x //取x到寄存器R2中 dec R2 store x, R2 //将R2的内容存入x
2.3.1 操作系统内核
支撑功能
中断处理
中断处理既是内核的基本功能，也是整个操作系统赖 以活动的基础，操作系统的一切重要活动最终都依赖于中 断。 时钟管理 操作系统的很多功能都依赖于时钟，如时间片控制等。 原语操作 由若干机器指令构成用以完成特定功能的一个过程 在执行中不可分割——原子操作 操作系统内核的功能大都通过执行各种原语操作实现 统计、监测功能
进程——操作系统最 重要的抽象概念之一
并发基于进程
2.1.1 并发概述
并发：两个或多个事件在同一时间间隔内发生
应用级 并发 系统级 并发 若干应用
事务处理系统
数据库管理系统
计算机操作系统
并发类型
2.1.2 程序的顺序执行与并发执行
顺序执行
若干程序或程序段之间必须严格按照某种先后顺序来 执行
2.3.2 操作系统控制结构
操作系统是资源的管理者
采用表格（或数据结构）来记载各资源的信息，从而 实现对资源的管理、维护、更新等。
操作系统控制表的通用结构
内存表
内存 设备 文件 进程 进程1 进程2 …… 进程n 主进程表 I/O表 文件表 进程映像1
进程映像2
……
进程映像n
2.3.3 进程的构成及进程的组织
2.2.4 进程的挂起状态
进程挂起的原因
进程全部阻塞，处理机空闲
系统负荷过重，内存空间紧张 操作系统的需要，操作系统可能需要挂起后台进程或 一些服务进程，或某些可能导致系统故障的进程。 终端用户的请求 父进程请求
2.2.4 进程的挂起状态
被挂起进程的特征
不能立即执行
事件发生
时间片用完 阻塞
事件等待
2.2.3 五状态进程模型
阻塞队列和就绪队列
单阻塞队列 单就绪队列
多阻塞队列 单就绪队列
2.2.3 五状态进程模型
单阻塞队列、单就绪队列
就绪队列 分派/调度 处理机 完成
接纳
时间片完
阻塞队列
事件 发生
等待事件
2.2.3 五状态进程模型
多阻塞队列、单就绪队列
进程控制块中的信息
标识、处理机状态，进 程调度信息，进程控制 信息
内存指针
上下文数据 I/O状态信息
记账信息
…
2.3.4 进程控制块PCB
进程控制块中的信息
进程标示符：唯一地标识一个进程
内部标识符 操作系统为每个进程赋予的一个唯一整数，便 于系统控制 外部标识符 由创建者提供，通常是由字母、数字组成，往 往是由用户（进程）在访问该进程时使用。
引入进程的目的
为了控制多道程序能够正确地并发执行，引入进程。
典型的进程定义
一个正在执行中的程序。 一个正在计算机上执行的程序实例。 能分配给处理器并由处理器执行的实体。
是程序在一个数据集合上运行的过程，它是系统进行 资源分配和调度的一个独立单位
2.1.3 进程及其运行环境
进程的基本特征
动态性：本质特性
一个正在计算机上执行的程序实例，存在生命周期 并发性：重要特性 任何进程都可以同其他进程一起向前推进 独立性 各进程的地址空间相互独立，除非采用进程间通信手段 异步性 按各自独立的、不可预知的速度向前推进 结构性 进程=进程控制块（PCB）＋程序段＋数据段
2.1.3 进程及其运行环境
2.2.4 进程的挂起状态
对换技术（Swapping）
内存中分没有就绪进程或内存空间非常紧张时，系统 将一个或多个进程的全部或部分程序和数据从内存中换出 到磁盘，以腾出部分内存空间。
进程被交换到外存，状态可能变为挂起状态 挂起状态
使执行的进程暂停执行，静止下来，不再参与CPU的 竞争，我们把这种静止状态称为挂起状态。
因为资源有限，OS所需的关于该进程的信息保存在主存中 的进程表中，但进
终止状态
它不再有执行资格 表格和其它信息暂时保留
2.2.3 五状态进程模型
进程五状态转换模型
新建 接纳 分派/调度 终止 完成
就绪
执行
2.3.1 操作系统内核
资源管理功能
进程管理 进程创建和终止、调度、状态转换、同步和通信、 管理PCB等。（这些模块运行频率高，置于内存）
存储管理
为进程分配内存空间、实现内存保护和对换功能 以及对内存分段、分页管理等。
I/O设备管理
I/O缓冲区的管理，为进程分配I/O通道和设备等。
进程与程序
一个正在计算机上执行的程序实例
进程＝进程控制块＋程序段＋数据段 引入进程的目的是使多道程序能够正确地并发执行
程序是静态实体，进程具有动态性
进程与程序之间不存在一一对应关系
2.1.3 进程及其运行环境
引入进程后带来的挑战（challenges）？
空间开销（space overhead） 为进程建立数据结构 时间开销（time overhead） 管理和协调、跟踪、填写和更新有关数据结构、切 换进程、保护现场 控制复杂性（complexity of control） 协调多个进程对资源的竞争和共享
2.3.4 进程控制块PCB
进程控制块中的信息（续）
进程调度信息：与进程调度和进程对换有关的信息
进程状态 指明进程的当前状态 进程优先级 进程使用户理器的优先级别 进程调度所需的其它信息 如进程已等待CPU的时间总和、进程已执行的时间总 和等； 事件 指进程由执行状态转变为阻塞状态所等待发生的事 件，即阻塞原因。
一些与硬件紧密相关、基本的、公共的、运行频率 较高的模块，以及关键性数据结构等常驻内存，便于提高 操作系统运行效能的这部分软件，称为操作系统的内核。
用户通过系统调用访问操作系统的功能，这些功 能最终都通过操作系统内核实现。
不同操作系统对内核的定义和功能范围的设定是 不同的。
通常而言，操作系统内核的功能可以概括为资源 管理功能和支撑功能。
答案：可能为0、1或2
2.1.2 程序的顺序执行与并发执行
程序并发执行时的特征
间断性
由于资源共享和相互合作,程序呈现“执行-暂停执行”现象。
失去封闭性
程序本身的执行环境受外界程序的影响。（原 因？）
不可再现性 程序在并发执行时，由于失去了封闭性，导致不 可再现性。
2.1.3 进程及其运行环境
2.3.4 进程控制块PCB
进程控制块中的信息（续）
处理机状态信息：主要是由处理器的各种寄存器中的内 容组成的
通用寄存器（用户可视寄存器） 暂存信息 指令计数器 要访问的下一条指令的地址 程序状态字PSW 状态信息，如条件码、执行方式、中断屏蔽标志等 用户栈指针 存放过程和系统调用参数及调用地址
预防、解决多个进程因为竞争资源而出现的故障
2.2 进程的状态转换
进程的动 态性
进程执行 的间断性
进程具有 多种状态
2.2.1 进程的执行轨迹
进程在内存中布局示例
2.2.1 进程的执行轨迹
进程的轨迹：执行指令序列，用于描述单个进程的行为。
I/O request
2.2.1 进程的执行轨迹
2.1.2 程序的顺序执行与并发执行
前趋图
有向无循环图
节点：程序段、进程、语句 边：前趋关系
P2 P5 P1 P3 P6 P4 P7 P8 P9
2.1.2 程序的顺序执行与并发执行
并发执行
两个或两个以上的程序和或程序段在同一时间间隔内 同时执行
并发执行示例
I1 I2 I3 I4
第2章 进程管理
--------进程
计算机科学与工程学院
刘杰彦
主要内容
进程 process
调度 scheduling
同步 synchroniza tion
死锁
deadlock
进程——主要内容
1
2 3 4
进程与并发
进程的状态转换
操作系统对进程的控制 线程
2.1 并发与进程
并发——现代操作系 统最重要的特征之一
2.2.3 五状态进程模型
进程的三种基本状态及其转换
就绪 时间片完 事件发生 进程调度
阻塞
事件等待
执行
2.2.3 五状态进程模型
三种基本状态的思考
状态转换是否可逆? 进程状态是否唯一？ 时间片用完是否是进程由执行变为就绪的唯一原因？
在单处理机系统中，是否可以有多个进程处于执行状态？