操作系统复习题

z 进程管理中最基本功能是
进程控制
z 进程控制任务：
进程的创建、终止、进程状态的转变
z 进程的创建过程 z 进程的终止过程 z 引起阻塞和唤醒的事件 z 进程的两大关系
互斥 同步
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z 互斥：并发执行的多个进程由于竞争同一资 源而产生的相互排斥的关系
z 同步：进程间共同完成一项任务时直接发生
相互作用的关系
在操作系统中引入“进程”概念
的主要目的是（ B ）。
A.改善用户编程环境 B.描述程序动态执行过程的性质 C.使程序与计算过程一一对应 D.提高程序的运行速度
判断对错
简单地说，进程是程序的执 行过程。因而，进程和程序是一
× 一对应的。（ ） 不是
简答题
进程和程序的主要区别 和联系是什么？
答： （进程和程序的关系）
× （ ） 所有
进程间相互合作的关系是
__同__步__关系，而对资源争用的关 系 是 __互__斥____ 关 系 。 若 干 进 程 使 用同一临界资源时必须_互___斥____
执行。
对信号量S每执行一次P操作，则信 号量S的值就 减1 。当S的值__小__于__0__
时，执行P操作的进程的状态就置为阻
低级调度 ； 在 一 般 操 作 系 统
中，必须具备的调度是 __进__程__调__度_____。
高级调度
o 又称作业调度、长程调度 、接纳调度 o 作用：把外存上处于后备队列中的作业调入
内存，并为它们创建进程、分配资源、排在 就绪队列上，准备执行。 o 分时系统、实时系统，通常不需要作业调 度。
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多级反馈队列调度算法
（1）为多个就绪队列赋不同的优先 级。
z 第一个队列的优先级最高其余逐 个降低。
z 各队列中进程执行时间片的也不 同，优先权愈高的队列中时间片愈 小。
5.多级反馈队列调度算法
z （2）新进程进入内存后，首先放入第一队列的末 尾，按FCFS原则排队等待调度。到该进程执行 时，如果能在该时间片内完成，便准备撤离系统； 如果未完成，转入第二队列的末尾，再同样地按 FCFS原则等待调度执行；如此下去，当一个长作 业从第一队列依次降到第N队列后，在第N队列中 便采取按时间片轮转的方式运行。
就绪进程最多N-1个，最少0个； 等待进程最多N个，最少0个；
进程有无如下状态转换，为什 么？
（1）等待—运行 （2）就绪—等待
答： （1）不能：等待－就绪－运行 （2）不能：就绪－运行－等待
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判断对错
进 程 控 制 块 （ PCB ） 是 专 为 用户进程设置的私有数据结构， 每个进程仅有一个PCB。
共享存储器系统、 消息传递系统、管道通信
信箱分类 z 引入线程原因 z 线程的属性
第三章 处理机调度与死锁
一个批处理型作业，从进入系统并驻留在外存 的后备队列上开始，直至作业运行完毕，可 能要经历的三级调度:
Î高级调度 Î低级调度 Î中级调度
处理机调度可分为三级，它们 是 高级调度 、 中级调度 和
干个链表或队列。
PCB中的信息
（1）进程标识符 （2）处理机状态 （3）进程调度信息 （4）进程控制信息
PCB的组织方式
（1）链接方式 把统一状态的PCB，用其中的链接字链接成一个队
列。如：就绪队列、阻塞队列（根据不同阻塞原 因）、空白队列。 （2）索引方式 建立就绪索引表、阻塞索引表等。把索引表在内存的 首地址放在内存的专用单元中。
高响应比优先调度算法
引入动态优先权，并使作业优先级随着等待时间 的增加而以速率a提高。
该优先权的变化规律为： 优先权 =（等待时间+要求服务时间）
/要求服务时间 优先权 = RP =响应时间/要求服务时间RP ：响应
比
分析
¾ 作业等待时间相同，则有利于短作业。 ¾ 要求服务时间相同，实现的是先来先服务。 ¾ 长作业也可获得处理机。 ¾ 优点：兼顾长短作业。 ¾ 缺点：由于做相应比计算故增加了系
¾ 短进程优先（SPF）调度算法：从就绪队列中选 出一估计运行时间最短的进程，分配处理机使 它立即执行直到完成，或发生某事件而被阻塞 放弃处理机时，再重新调度。
SJ （P）F法缺点
（1）对长作业不利。如果有一长作业进入系统的后备队 列，由于总是优先调度那些短作业（进程），将导致 长作业长期不被调度。
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（2）为保证这两个进程能正确地打印出 各自的结果，请用信号量和P、V操作写 出各自的有关申请、使用打印机的代码。 要求给出信号量的含义和初值。
解：(1) A、B两个进程之间存在互 斥的制约关系。因为打印机属于临界 资源，必须一个进程使用完之后另一 个进程才能使用。
解： （2）mutex：用于互斥的信号量， 初值为1。
运行时间/h
2 1 0.25
调度算法
调度算法是指：根据系统的资源分 配策略所规定的资源分配算法 。
不同的系统和系统目标，通常采用 不同的调度算法
1.先来先服务调度算法
z 作业调度中每次从后备作业队列中，选择一个或 多个最先进入该队列的作业调入内存，为它们分 配资源、创建进程，然后放入就绪队列。
z 进程调度时每次从就绪队列中，选择一个最先进 入该队列的进程分配处理机使之运行。直到完成 或阻塞后，才放弃处理机。
z 临界资源：一次仅允许一个进程使用的共享资 源
z 临界区：在每个进程中访问临界资源的那段程 序； 进程必须互斥进入临界区
同步机制遵循的原则
① 空闲让进 ② 忙则等待 ③ 有限等待 ④ 让权等待
z 用信号量实现互斥 z 记录型信号量解决生产者一消费者问题 z 进程通信分类：
低级通信、高级通信 高级通信分类：
中级调度
• 又称中程调度 。 • 目的 ：提高内存利用率和系统吞吐率 • 作用：使暂时不能运行的进程从内存调至外
存，进入就绪驻外存状态或挂起状态。把外存 上又具备运行条件的就绪进程，重新调入内 存，并修改为就绪状态，挂在就绪队列上。 • 又称对换
低级调度
¾也称为进程调度、短程调度 。 ¾作用：决定就绪队列中的哪个进程
塞态，把相应的PCB连入该信号量队列
的 末尾 ，并且该进程放弃 处理
机 ，进由程调度程序
调度合适进
程。
某车站售票厅，任何时刻最多可容纳 20名购票者进入，当售票厅中少于20 名购票者时，则厅外的购票者可立即
进入，否则需在外面等待。若把一个 购票者看作一个进程，用PV操作管理 这些并发进程时，应怎样定义信号
先来先服务调度算法
z 是一种最简单的调度算法既可用于作业调 度也可用于进程调度。
z FCFS( first come first serve)算法
z 有利长作业（进程），而不利于短作业 （进程）。
z 有利CPU繁忙型作业，而不利于I/O繁忙型 作业。
.短作业（进程）优先法
¾ 短作业优先（SJF）法：从后备队列中选择一个 或若干个估计运行时间最短的作业调入内存运 行。
10
假定在单CPU条件下有下列要执行的 作业： 作业 运行时间 优先级
1
10
2
2
4
3
3
3
5
作业到来的时间是按作业编号顺序 进行的。
量，写出信号量的初值以及信号量各
种取值的含义。
答：
定义一信号量S，初始值为20。 S>0 S的值表示可继续进入售票厅的人数 S=0 表示售票厅中答已：有20名顾客(购票者) S<0 |S|的值为等待进入售票厅的人数
有两个用户进程A和B，在运行过 程中都要使用系统中的一台打印机输 出计算结果。 （1）说明A、B进程之间存在什么 样的制约关系？
• 裸机、扩充机器 • 多道、多道技术是共享的基础。 • OS三大基本类型 • 分时系统和实时系统的特点 • 两个最基本的特征：并发和共享 • 系统调用
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操作系统的基本特征 是 并发 、 共享 和 ___异_步__性_____ 、 虚拟 。
第二章 进程管理
进程定义： 程序在并发环境中的执行过程； 资源分配和独立运行的基本单位。
第一章 操作系统引论
设计操作系统最重要的两个目标是： 方便性和有效性。
操作系统的定义 操作系统是控制和管理计算
机系统内各种硬件和软件资源、 有效地组织多道程序运行的系统 软件(或程序集合),是用户与计算 机之间的接口。
操作系统的五大功能
资源管理
5.用户接口
1.处理机管理（硬件）
2.存储器管理（硬件）
统开销
4.时间片轮转法
z 分时系统中多采用时间片轮转法 z 把就绪进程组织成FIFO队列， z 把CPU分配给队首进程， z 规定它执行一个时间片。 z 时间片完时排在就绪队列的末尾，重新把处理机分配给
就绪队列中新的队首进程，也执行一个时间片。 z 就绪队列中的所有进程在一给定时间内，均可获得一个
时间片的CPU时间.
（1）进程是一个动态概念，程序是一个 静态概念。
（2）进程具有并行特征，程序没有。 （3）进程是竞争资源的基本单位 （4）一个程序对应多个进程，一个进程
为多个程序服务。
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程序顺序执行的特征
z顺序性 z封闭性 z可再现性
程序并发执行的特征
z 间断性 共享、合作、制约导致： 执行—暂停—执行
z 失去封闭性 资源状态由多程序改变 z 不可再现性 相同环境和初始条件，
选择调度方式和 调度算法的准则
z 面向用户的准则
周转时间短 响应时间快 截止时间的保证 优先权准则
z 面向系统的准则
系统吞吐量高 处理机利用率好 资源的平衡利用
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例:有如下三道作业。系统为它们服务的顺序 是：1、2、3。求平均周转时间和平均 带权周转时间。
作业
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提交时间/时