第二章-课后习题解答学习资料

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第2章 进程管理
12．在生产者—消费者问题中，如果缺少了 signal(full)或signal(empty)，对执行结果将 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
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 界资源如缓冲区，不能取一件产品；同样，如果缺少signal （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。
第二章-课后习题解答
第2章 进程管理
3．程序并发执行，为什么会失去封闭性和可再现性？ 【解答】在程序并发执行的环境下，多个进程共享系统中 的资源，这些资源是否被使用，及每一时刻由哪个进程使 用，将由多个进程的相互作用而决定。这样，程序的执行 就失去了封闭性。某个进程的执行必然受到其它进程的影 响。 由于进程在并发执行的过程中失去了封闭性，当下一次再 运行该程序时，系统中存在的进程及各进程的状态都可能 发生变化，导致进程的执行失去可再现性。 4．什么叫进程的并发性？试举一个进程并发执行的例子。 【解答】多个进程在同一时间间隔内同时发生，叫做进程 的并发性。 例如：我们在Linux系统下使用编辑器vi进行编辑，而此 时系统正在后台运行一个编译程序，此时，两个进程并发 执行。
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第2章 进程管理
5．举一个例子，说明一个程序可能同时属于多个进程。 【解答】例如：超市的收银系统。在每个终端上，收银员在运 行收款程序，因此每个收银员都在执行一个进程。超市里同时 有很多收款终端，同一个程序被并发执行多次，造成了多个进 程并发执行。 6．试说明PCB的作用,为什么说PCB是进程存在的惟一标志？ 【解答】PCB的作用是：在一个在多道程序环境下，集中反映 了一个进程的动态特征。在进程并发执行时，由于资源共享， 带来各进程之间的相互制约。显然，为了反映这些制约关系和 资源共享关系，必须使用PCB中的信息，才能对进程实施有效 的管理和控制。
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第2章 进程管理
15．什么是线程？说明它与进程的主要区别。 【解答】线程是进程中执行运算的最小单位，亦即执行处 理机调府的基本单位。 线程与进程的主要区别如下: (1)调度性方面。进程是资源分配的基本单位，线程是分 配处理机的基本单位，它与资源分配无关，即真正在处理 机上运行的是线程。 (2)拥有资源方面。进程是拥有资源的独立单位，线程基 本是不拥有资源的。同一进程的线程共用该进程的资源。 (3)并发性方面。进程和线程都可以并发执行。但同一个 进程的线程在并发执行时，状态转换速度较快。 (4)系统开销方面。进程在创建、状态转换、撤销时开销 较大，对于同样的工作，线程的开销较小。
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10．在创建一个进程时，所要做的工作有 哪些？
【解答】操作系统通过进程创建原语来创 建一个进程。创建原语通过下述步骤创建 一个进程：
（1）申请空白PCB。 （2）为新进程分配资源。 （3）初始化进程控制块。 （4）将新建进程插入就绪态队列。
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11．从概念上说明记录型信号量的构成，描述wait原语和
var S: semaphore; 可描述为：
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procedure signal(S)
s: =s-1;
var S: semaphore;
if s≥0 th
将本进程放入阻塞态队列； if s≤0 then 唤醒指针L所
转进程调度
指的阻塞态进程；;
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第2章 进程管理
9．试说明进程的基本状态及转换的原因。 【解答】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。 进程状态转换的原因是:系统中的进程是并发执行的。在系 统中， CPU在不同的时间，按一定的算法为不同的进程服 务;系统中的资源是有限的;各进程之间存在相互作用。因 此，进程并非固定处于某个状态，它将随着自身的推进和 外界条件的变化而发生变化。对于一个系统，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 由就绪态转变为执行状态。当前进程如果因分配给它的时 间片己用完而被暂停执行时，该进程便由执行状态又回到 就绪状态;一个处于执行状态的进程，因为等待某外部事件 发生而使该进程状态转变为阻塞状态。一个处于阻塞状态 的进程，当它所需的外部事件满足，它应由阻塞状态变为 就绪状态。
PCB是进程实体的一部分，是操作系统中非常重要的数据 结构，存放着进程所需的运行信息和控制信息，系统在创建进 程时，首先创建PCB，然后通过PCB感知进程的存在，进程 在被撤消时，PCB也随之被撤消。因此，PCB是进程存在的 惟一标志。
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第2章 进程管理
7．说明进程由哪几部分构成？ 【解答】进程实体通常就是由程序、数据集合和 PCB这三部分构成，也称为“进程映像”。 8．什么叫临界区？为什么进程在进入临界区之前， 要先执行申请操作，离开临界区，要做释放操作？ 【解答】将每个进程中访问临界资源的那段代码称 为临界区，因此也可以说：不能被多个进程同时进 入的程序或数据区域叫做临界区。 因为临界区不能由多个进程同时进入，因此，在进 入临界区之前，要先执行申请操作，确保在没有其 它进程进入的情况下，该进程才能进入该临界区； 在离开临界区之前，要做释放操作，以便其它进程 可以进入该临界区。
signal 原语所进行的操作。
【解答】记录型信号量的数据结构由两部分构成，即：数值
分量和指针分量。数值表示系统中可用的该类临界资源的数
量，而指针分量为进程链表指针，指向等待该类资源的PCB
队列。
申请临界资源的原语wait操作可描述为：
procedure wait(S) 释放临界资源的原语signal操作
13．在生产者—消费者问题中，如果两个wait操 作即wait(mutex)和wait(empty)位置互换， 会产生什么后果？ 【解答】如果两个wait操作即wait(mutex)和 wait(empty)位置互换，则有可能产生死锁。
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第2章 进程管理
14．进程的高级通信方式有哪几种？ 【解答】高级通信方式可分为三大类：共享存储器 系统、消息传递系统和管道通信系统。 在共享存储器系统中，相互通信的进程共享某些数 据结构或共享存储区；消息传递系统中，进程间的 数据交换以消息为单位，用户直接利用系统提供的 一组通信原语来实现通信，消息传递系统可分为消 息缓冲通信和信箱通信；管道通信通信的方法是， 向管道提供输入的发送进程以字符流形式将大量的 数据送入管道，而接受管道输出的接收进程可从管 道中接收数据。