计算机操作系统-进程原理之线程
操作系统复习-进程管理
2.1 进程与线程进程是指令的集合（错，程序是指令的集合，进程是程序的一次执行过程）优先级是进程调度的重要依据，一旦确定就不能改变（错）在单CPU的系统中，任意时刻都有一个进程处于运行状态（错，可以空转）进程申请CPU得不到满足时，其状态变为阻塞（错！等待CPU的进程处于就绪状态）进程获得CPU运行是通过调度得到的（对）线程是一种特殊的进程（对）进程是程序在一个数据集合上运行的过程，是系统进行资源分配和调度的独立单位（对）进程是PCB结构、程序和数据的集合（对）撤销父进程时，应同时撤销子进程（错！进程撤销可采用两种策略，一种是只撤销指定进程，另一种是撤销指定进程和其子孙进程）线程的切换，可能会引起进程的切换（对）引入线程后，处理机只在线程中切换（错！！）线程是比进程更小的能独立运行的基本单位（错，这句话的成立需要一定的前提条件）线程的引入增加了程序执行的时空开销（错，应为减少）一个进程一定包含多个线程（错）一个进程创建的若干线程共享该进程的程序段和数据段，但是它们有各自的运行栈区（对）中断是进程切换的必要条件，而不是充分条件。
（对）进程的基本特点：动态性，并发性，独立性，异步性，结构性。
在多道程序设计环境下，操作系统分配资源以进程为基本单位在引入线程的操作系统中，资源分配的基本单位是进程，CPU分配的基本单位是线程。
在引入线程的操作系统中，进程是资源分配的基本单位，线程是调度的基本单位从运行状态到就绪状态是由于时间片用完或出现了比现在进程优先级更高的进程（调度程序决定）从就绪状态到运行状态是调度程序决定的从阻塞状态到就绪状态是协作程序决定的从运行状态到阻塞状态是进程自身决定的（只有这个是主动的）对进程的管理和控制使用原语。
（原语包括创建原语，撤销原语，阻塞原语，唤醒原语等）一个进程被唤醒意味着进程变为就绪状态（该进程可能重新占用CPU）。
（唤醒原语的功能是将被被唤醒进程从阻塞队列中移到就绪队列中）降低进程优先级的合理时机是进程的时间片用完。
现代操作系统第二章复习重点
第二章进程与线程·在早期计算机中，每个字节的读写直接由CPU处理（即没有DMA），对于多道程序而言这种组织方式有什么含义？在这个读取任务中包括两个时间：CPU复制数据的时间和IO设备工作的时间。
而早期IO设备的速度太慢了，IO 设备的工作时间远大于把数据存到内存中所需要的时间，CPU则会空转很长时间，此时多道程序设计就非常必要了。
进程是OS提供的最古老最需要的抽象概念，它把来回切换的多道程序描述成一种多程序的并发。
2.1进程多道程序设计站在系统的角度——提高了CPU的利用率站在用户的角度——可“同时”运行多个程序对某个具体的任务而言——执行速度不变单个CPU不能真正实现并行计算，其在任意时刻都只能执行一道指令。
（第一章到第六章都是以单个CPU来讲解的）·如何解决这个矛盾：OS采用了一系列软件技术实现程序并发执行。
·什么是程序的并发执行【“大家注意把这个刻在脑子里”】若干个程序段同时在系统中运行，这些程序段的执行在时间上是重叠的，一个程序段的执行尚未结束，另一个程序段的执行已经开始，即使这种重叠是很小的一部分，也称这几个程序段是并发执行的。
·什么是运行时间：程序在内存中的时间。
只有一个CPU，但是又希望有多个CPU——虚拟出多个CPU。
（“伪并行”，在任意时刻只有一个程序是活跃的）面向每个任务虚拟出一个CPU，这就是进程。
（CPU：从内存中取指令并执行）虚拟出的CPU本质：对每个进程虚拟了程序计数器。
2.1.1进程模型并行性:处理多个同时性活动的能力并行处理:利用多个处理部件，为完成一个整体任务而同时执行在任意时刻物理PC只对应一个程序的指令底层：CPU在各个进程间来回切换2.1.2进程的创建有4种主要事件导致进程的创建:1.系统初始化(foreground processes and daemons)2.执行了正在运行的进程所调用的进程创建系统调用★3.用户请求创建一个新进程4.一个批处理作业的初始化Fork子进程是父进程的精确副本。
计算机操作系统实验二
计算机操作系统实验二一、实验目的本实验旨在通过实际操作，深入理解和掌握计算机操作系统中的进程与线程管理。
通过实验，我们将了解进程的创建、执行、阻塞、唤醒等状态以及线程的创建、同步、通信等操作。
同时，通过实验，我们将学习如何利用进程和线程提高程序的并发性和效率。
二、实验内容1、进程管理a.进程的创建与执行：通过编程语言（如C/C++）编写一个程序，创建一个新的进程并执行。
观察和记录进程的创建、执行过程。
b.进程的阻塞与唤醒：编写一个程序，使一个进程在执行过程中发生阻塞，并观察和记录阻塞状态。
然后，通过其他进程唤醒该进程，并观察和记录唤醒过程。
c.进程的状态转换：根据实际操作，理解和分析进程的状态转换（就绪状态、阻塞状态、执行状态）以及转换的条件和过程。
2、线程管理a.线程的创建与同步：编写一个多线程程序，创建多个线程并观察和记录线程的创建过程。
同时，使用同步机制（如互斥锁或信号量）实现线程间的同步操作。
b.线程的通信：通过消息队列或其他通信机制，实现多个线程间的通信。
观察和记录线程间的通信过程以及通信对程序执行的影响。
c.线程的状态转换：根据实际操作，理解和分析线程的状态转换（新建状态、就绪状态、阻塞状态、终止状态）以及转换的条件和过程。
三、实验步骤1、按照实验内容的要求，编写相应的程序代码。
2、编译并运行程序，观察程序的执行过程。
3、根据程序的输出和实际操作情况，分析和理解进程与线程的状态转换以及进程与线程管理的相关原理。
4、修改程序代码，尝试不同的操作方式，观察程序执行结果的变化，进一步深入理解和掌握进程与线程管理。
5、完成实验报告，总结实验过程和结果，提出问题和建议。
四、实验总结通过本次实验，我们深入了解了计算机操作系统中的进程与线程管理原理和实践操作。
在实验过程中，我们不仅学习了如何利用编程语言实现进程和线程的操作，还通过实际操作观察和分析了进程与线程的状态转换以及进程与线程管理的基本原理。
《计算机操作系统》复习资料
《计算机操作系统》复习资料⼀卷⼀、选择题、1-5 ABCDC 6-10 DBDAD1. 在分时系统中, 时间⽚固定时，（）响应时间越长。
A ⽤户数⽬越多B ⽤户数⽬越少C 内存越多D 内存越少2. 下⾯对线程的描述中，错误的是（）。
A 同⼀进程中的线程可共享该进程的主存空间B 线程是资源分配单位C 不同的线程可执⾏相同的程序D 线程是调度和执⾏单位3. ⽤信箱实现进程间互通信息的通信机制要有两个通信原语，它们是（）。
A “发送”原语和“执⾏”原语B “就绪”原语和“执⾏”原语C “发送”原语和“接收”原语D “就绪”原语和“接收”原语4. 操作系统根据（）控制和管理进程，它是进程存在的标志。
A 中断装置B 中断寄存器C 程序状态字D 进程控制块5. 如果有4个进程共享同⼀程序段，每次允许3个进程进⼊该程序段，若采⽤记录型信号量机制，则信号量的取值范围是（）。
A 4,3,2,1,-1B 2,1,0,-1,-2C 3,2,1,0,-1D 2,1,0,-2,-36. ( )是设计操作系统最重要的两个⽬标。
A 可扩充性和开放性 B ⽅便性和开放性C 可扩充性和有效性D ⽅便性和有效性7.为了解决不同⽤户⽂件的“命名冲突”问题，通常在⽂件系统中采⽤（）。
A 约定的⽅法B 多级⽬录C 路径D 索引8. 在请求分页存储管理中，若采⽤FIFO页⾯淘汰算法，则当可供分配的页帧数增加时，缺页中断的次数（）。
A 减少B 增加C ⽆影响D 可能增加也可能减少9.在以下存贮管理⽅案中，不适⽤于多道程序设计系统的是( ) 。
A.单⽤户连续分配B.固定式分区分配C.可变式分区分配D.页式存贮管理10.任何两个并发进程之间( ) 。
A.⼀定存在互斥关系B.⼀定存在同步关系C.⼀定彼此独⽴⽆关D.可能存在同步或互斥关系⼆、填空题1. 进程的三种基本状态是：（）、（）、（）。
1. 就绪状态执⾏状态阻塞状态3. 在引⼊线程的操作系统中，（）是拥有资源的基本单位，（）是调度和分派的基本单位。
计算机操作系统应用题及答案
计算机操作系统应用题及答案在计算机科学领域中，操作系统是一种核心的软件程序，它管理和控制计算机硬件资源，提供给用户一个友好且高效的工作环境。
本文将介绍几个计算机操作系统的应用题，并给出相应的答案。
一、进程与线程1. 什么是进程和线程？答：进程是计算机中正在运行的程序的实例，它拥有独立的内存空间和执行环境。
而线程是进程中的一个执行单元，一个进程可以包含多个线程。
线程共享进程的内存空间，可以并发地执行任务。
2. 进程和线程之间有什么区别和联系？答：进程是资源分配的最小单位，线程是CPU调度的最小单位。
进程之间相互独立，拥有独立的内存空间，而线程共享进程的内存空间。
线程之间可以轻松地切换和通信，而进程之间通信的成本相对较高。
二、并发与并行1. 并发和并行有何不同？答：并发是指两个或多个任务在同一时间段内执行，在逻辑上同时运行，但实际上是通过CPU的时间片轮转来实现的。
而并行是指两个或多个任务同时执行，并分别由不同的处理器核心或计算单位执行。
2. 如何实现并行执行？答：并行执行需要拥有多个处理器核心或计算单位。
在计算机系统中，可以通过多核处理器或分布式系统来实现并行执行。
每个处理器核心或计算单位可以独立地执行一个任务。
三、死锁1. 什么是死锁？答：死锁是指在并发环境中，两个或多个进程相互等待对方所持有的资源而无法进行下去的情况。
这种情况下，系统中的进程将无法继续执行，并且不能通过简单的调度算法解决。
2. 如何避免死锁？答：避免死锁可采取以下几种策略：- 通过破坏死锁产生的条件来预防死锁，例如破坏互斥条件、破坏不可剥夺条件等；- 通过资源的有序分配来避免死锁；- 通过死锁检测和死锁恢复机制来解决死锁问题。
四、文件系统1. 文件系统是什么？答：文件系统是操作系统中用于组织和管理文件的一种机制。
它提供了对文件的创建、读取、写入、删除等操作，并负责文件的存储、命名、访问权限控制等任务。
2. 文件系统有哪些常见的组织方式？答：常见的文件系统组织方式包括：- 单级目录结构：文件以一个扁平的目录结构进行组织；- 层次目录结构：文件以层次化的目录结构进行组织，形成目录树的结构；- 索引结构：每个文件都有一个索引表，通过索引表来访问和管理文件；- 文件控制块：每个文件都有一个对应的文件控制块来记录文件的属性和位置信息。
2016年考研核心题型—【计算机操作系统】【第2章 进程管理】
【2013 年——广东工业大学】 【考查内容】进程创建原语。 【解析】原语是指若干条机器指令构成的并用以完成特定功能的一段程序，这段程序 构成了“原子操作”过程，在执行期间是不可分割的。要么全都完成，要么全都不做。许多系 统调用就是原语。 显然，A 答案把原语描述为一条指令，是不正确的。 【参考答案】A
【2010 年统考——第 方资料，必追究法律责任
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2016 年考研核心考点命题思路解密
操作系统部分
梦享团队主编
【解析】 进程处于临界区， 正在执行访问临界资源的代码， 仍然可能引起处理机调度。 比如临界资源为我们常见的打印机等慢速设备。 为了提高系统的性能， 可进行处理机调度。 故而，选择 C 答案。 【参考答案】C 3. 若一个用户进程通过 read 系统调用读取一个磁盘文件中的数据，则下列关于此过程的 叙述中， 正确的是（ ）。 Ⅰ．若该文件的数据不在内存，则该进程进入睡 眠等待状态 Ⅱ．请求 read 系统调用会导致 CPU 从用户态切换到核心态 Ⅲ．read 系统调用的参数应包含文件的名称 A. 仅Ⅰ、Ⅱ B. 仅Ⅰ、Ⅲ C. 仅Ⅱ、Ⅲ D. Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ 【2012 年统考——第 28 题】 【考查内容】read 系统调用。 【解析】对于 I，当要访问的数据在磁盘上而为调入内存，产生缺页中断，进程由运行 态转入阻塞态。当所请求的数据都调入内存以后，进程被唤醒，继续执行。 对于Ⅱ，我们常说 I/O 操作会用到系统调用，同理，read 系统调用通过内陷使得 CPU 从用户态转入核心态执行，获得操作系统提供的服务。 对于Ⅲ，read 要求用户提供文件描述符 fd、缓冲区首地址 buff、传送的字节数 n 三个 参数，而不使用文件名作为参数。read 通过这三个参数，完成一个功能：从文件描述符 fd 中读入 n 个字节，并把这些字节传送到以 buff 为首地址的缓冲区内。 Open 系统调用用于打开文件，使用参数为文件的路径名和文件名。 【参考答案】A 下列关于进程和线程的叙述中，正确的是（ ）。 A. 不管系统是否支持线程，进程都是资源分配的基本单位 B. 线程是资源分配的基本单位，进程是调度的基本单位 C. 系统级线程和用户级线程的切换都需要内核的支持 D. 同一进程中的各个线程拥有各自不同的地址空间 【2012 年统考——第 31 题】 【考查内容】线程与进程的区别与联系。 【解析】不管操作系统是否引入线程，进程都是资源分配的基本单位。不同的是，在 引入线程的操作系统中，线程取代进程成为独立调度的基本单位。所以，A 正确。 用户级线程运行在用户空间，操作系统无法感知，用户线程间的切换不需要内核的支 持。故而，C 选项错误。同一个进程的各个线程可以共享进程的地址空间，所以 D 答案错 误。 【参考答案】A 4.
计算机操作系统原理 第二章 进程描述与控制
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两个并发程序方案
设有一台标准输入设备（键盘），和一台标准 输出设备（显示器或打印机），输入程序负责 从标准设备中读取一个字符，送缓冲区中。输 出程序从缓冲区中取数据，送标准设备输出。
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两个并发程序方案
f
标准输入 （键盘）
输入程序 缓冲区 输出程序
g
标准输出 （打印机）
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两个并发程序方案
6
前趋图
前趋图(Precedence Graph)是一个有向无循环图，记 为DAG(Directed Acyclic Graph)，用于描述进程之间执行 的前后关系。 结点：一个程序段或进程，乃至一条语句
有向边：偏序或前趋关系
把没有前趋的结点称为初始结点(Initial Node) 没有后继的结点称为终止结点(Final Node) 每个结点还具有一个重量(Weight)，用于表示该结点 所含有的程序量或结点的执行时间。
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进程状态模型
进程状态转换
原状态 创建 OS根据作业控制请求； 分时系统用户登录； 进程产生子进程而创 建进程 转换后状态 运行 × 就绪 × 阻塞 × 终止 ×
创建
×
×
OS准备运 行新的进 程
×
×
（转下表）
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进程状态模型
原状态 创建 运行 × 运行 × 转换后状态 就绪 超时；OS服务 请求；OS响应 具有更高优先 级的进程；进 程释放控制 阻塞 OS服务 请求； 资源请 求；事 件请求 终止 进程完 成，进 程夭折
2.5 进程同步 2.6 经典进程的同步问题 2.7 管程机制 2.8 进程通信
3
2.1 进程描述
2.1.1 程序的顺序执行 2.1.2 程序的并发执行 2.1.3 进程的定义
计算机操作系统试题库
四. 简答题1. 什么是线程？进程和线程的关系是什么？答：线程可定义为进程内的一个执行单位，或者定义为进程内的一个可调度实体。
在具有多线程机制的操作系统中，处理机调度的基本单位不是进程而是线程。
一个进程可以有多个线程，而且至少有一个可执行线程。
进程和线程的关系是：(1)线程是进程的一个组成部分。
(2)进程的多个线程都在进程的地址空间活动。
(3)资源是分给进程的，而不是分给线程的，线程在执行中需要资源时，系统从进程的资源分配额中扣除并分配给它。
(4)处理机调度的基本单位是线程，线程之间竞争处理机，真正在处理机上运行的是线程。
(5)线程在执行过程中，需要同步。
2. 同步机制应遵循的准则是什么？答：有以下四条准则：空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待。
3. 进程通信有那三种基本类型？答：基于共享存储器的通信、基于消息传递系统的通信和基于管理文件的通信。
4. 对临界区管理的要求是什么？答：对临界区管理的要求是：（1）当有若干个进程要求进入它们的临界区时，应在有限的时间内使一个进程进入临界区，进程之间不应相互等待而使谁都不能进入临界区。
（2）每次只允许一个进程进入临界区内。
（3）进程在临界区内逗留应在有限的时间范围内。
5. 设有n个进程共享一个互斥段，对于如下两种情况使用信号量，信号量的值的变化怎样？（1）如果每次只允许一个进程进入互斥段。
（2）如果每次最多允许m个进程（m<n）同时进入互斥段。
答：（1）信号量的初值为1。
信号量的变化范围是1，0，-1，…，-（n-1）。
（2）信号量的初值为m。
信号量的变化范围是m,m-1,…,1,0,…,-(n-m)。
6. 何为死锁？产生死锁的原因和必要条件是什么？此题答案为：答：（1）死锁是指多个进程因竞争资源而造成的一种僵持状态。
若无外力作用，这些进程都将永远处于阻塞状态，不能再运行下去。
（2）产生死锁的原因有：资源不足、进程推进次序不当。
（3）产生死锁的必要条件有：互斥条件、请求和保持条件、环路等待条件。
操作系统原理-第三章进程管理习题(1)
第三章进程管理习题一. 单选题1. UNIX操作系统的进程控制块中常驻内存的是（）。
A.proc结构B.proc结构和核心栈C.ppda区D.proc结构和user结构2. 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3.在进程状态转换时，下列（）转换是不可能发生的。
A.就绪态→运行态B.运行态→就绪态C.运行态→阻塞态D.阻塞态→运行态4.下列各项工作步骤中，（）不是创建进程所必需的步骤。
A.建立一个PCBB.作业调度程序为进程分配CPUC.为进程分配内存等资源D. 将PCB链入进程就绪队列5.下列关于进程的叙述中，正确的是（）。
A.进程通过进程调度程序而获得CPU。
B.优先级是进行进程调度的重要依据，一旦确定不能改变。
C.在单CPU系统中，任一时刻都有1个进程处于运行状态。
D.进程申请CPU得不到满足时，其状态变为等待状态。
6.从资源管理的角度看，进程调度属于（）。
A.I/O管理B.文件管理C.处理机管理D.存储器管理7.下列有可能导致一进程从运行变为就绪的事件是（）。
A.一次I/O操作结束B.运行进程需作I/O操作C.运行进程结束D.出现了比现运行进程优先权更高的进程8.一个进程释放一种资源将有可能导致一个或几个进程（）。
A.由就绪变运行B.由运行变就绪C.由阻塞变运行D.由阻塞变就绪9.一次I/O操作的结束，有可能导致（）。
A.一个进程由睡眠变就绪B.几个进程由睡眠变就绪C.一个进程由睡眠变运行D.几个进程由睡眠变运行10.当一个进程从CPU上退下来时，它的状态应变为（）。
A.静止就绪B. 活动就绪C. 静止睡眠D. 活动睡眠11.为使进程由活动就绪变为静止就绪，应利用（）原语？** B. ACTIVE C. BLOCK D. WAKEUP12.在下面的叙述中，不正确的是（）。
A.一个进程可创建一个或多个线程B.一个线程可创建一个或多个线程C.一个线程可创建一个或多个进程D.一个进程可创建一个或多个进程13. 若系统中只有用户级线程，则处理机调度单位是（）。
操作系统简答题
操作系统简答题操作系统是计算机系统的核心软件之一，它起到了协调、管理和控制计算机硬件和软件资源的重要作用。
下面将对几个操作系统相关的问题进行简要的回答。
1. 什么是操作系统？操作系统（Operating System）是计算机系统中的一种软件，它负责管理和控制计算机硬件资源，并为应用程序提供运行环境。
操作系统掌握着计算机的底层功能，包括处理器管理、内存管理、文件系统、设备管理等。
2. 操作系统的主要功能有哪些？操作系统具备以下主要功能：- 进程管理：操作系统负责管理计算机中的所有进程，包括进程的创建、调度、同步与通信等。
- 内存管理：操作系统负责对计算机内存的分配、回收以及进程的存取控制。
- 文件系统：操作系统通过文件系统管理计算机的文件和目录结构，实现对数据的组织、存储和访问。
- 设备管理：操作系统控制和管理计算机的各种设备，包括输入输出设备、存储设备等。
- 用户接口：操作系统提供给用户的图形化或命令行界面，使用户可以方便地与计算机进行交互。
3. 什么是并发和并行？并发和并行是操作系统中两个重要的概念。
- 并发：指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。
在操作系统中，多个进程可以同时存在于内存中，交替执行，从而实现了并发。
- 并行：指两个或多个事件在同一时刻发生。
在操作系统中，通常需要多个处理器或多核处理器的支持，才能实现真正的并行计算。
4. 进程和线程的区别是什么？进程（Process）是指计算机中正在运行的程序实例，是操作系统对程序的一次动态执行过程的描述。
线程（Thread）是进程中的一个执行单位，是操作系统能够进行运算的最小单位。
区别：- 进程是独立的，资源开销较大，拥有独立的地址空间和系统资源；线程是进程的一部分，资源开销较小，共享进程的地址空间和系统资源。
- 进程之间通信复杂，需要通过进程间通信机制进行；线程之间通信简单，可以直接读写共享的内存空间。
- 进程可以实现多任务并行，适用于多核处理器；线程只能实现多任务并发，适用于单核处理器。
操作系统常见问题解答
操作系统常见问题解答计算机操作系统,是电子计算机系统中负责支撑应用程序运行环境以及用户操作环境的系统软件,同时也是计算机系统的核心与基石。
接下来是小编为大家收集的操作系统常见问题解答，希望能帮到大家。
操作系统常见问题解答(一)进程与线程的区别，线程安全”怎么理解?进程和线程都是由操作系统所体会的程序运行的基本单元，系统利用该基本单元实现系统对应得并发性。
进程和线程的区别在于：一个程序至少有一个进程，一个进程至少有一个线程。
线程的划分尺度小于进程，使得多线程程序的并发性高，另外，进程在执行过程中拥有独立的内存单元，而多个线程共享内存，从而极大地提高了程序的运行效率。
线程在执行过程中与进程还是有区别的。
每个独立的线程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序的出口。
但是线程不能独立执行，必须依存在应用程序中，由应用程序提供多个线程执行控制。
从逻辑角度来看，多线程的意义在于一个应用程序中，有多个执行部分可以同时执行。
但操作系统并没有将多个线程看做多个独立的应用，来实现进程的调度和管理以及资源分配。
这就是进程和线程的重要区别。
如果你的代码所在的进程中有多个线程在同时运行，而这些线程可能会同时运行这段代码。
如果每次运行结果和单线程运行的结果是一样的，而且其他的变量的值也和预期的是一样的，就是线程安全的。
或者说:一个类或者程序所提供的接口对于线程来说是原子操作或者多个线程之间的切换不会导致该接口的执行结果存在二义性,也就是说我们不用考虑同步的问题。
线程安全问题都是由全局变量及静态变量引起的。
若每个线程中对全局变量、静态变量只有读操作，而无写操作，一般来说，这个全局变量是线程安全的;若有多个线程同时执行写操作，一般都需要考虑线程同步，否则就可能影响线程安全。
另解说法一：进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动,进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位.线程是进程的一个实体,是CPU调度和分派的基本单位,它是比进程更小的能独立运行的基本单位.线程自己基本上不拥有系统资源,只拥有一点在运行中必不可少的资源(如程序计数器,一组寄存器和栈),但是它可与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源.一个线程可以创建和撤销另一个线程;同一个进程中的多个线程之间可以并发执行说法二：进程和线程都是由操作系统所体会的程序运行的基本单元，系统利用该基本单元实现系统对应用的并发性。
指令,程序,进程,线程的概念及其之间的关系
指令,程序,进程,线程的概念及其之间的关系指令（Instruction）是计算机执行特定操作的命令。
它是由一系列位(Value)组成的，在计算机处理器中表示为二进制代码。
计算机通过执行一条指令，完成特定的操作，如算数运算、内存读取、数据传输等。
指令是计算机硬件和软件之间的桥梁，它告诉计算机硬件如何执行某项功能。
程序（Program）是一组有序的指令集合，通过执行这组指令，可以实现预定的计算机功能。
程序一般由程序员使用编程语言编写，并保存在磁盘或存储器中。
程序包含了实现特定功能的算法和逻辑结构。
当用户需要计算机执行某项任务时，可以通过调用相应的程序来完成。
程序可以是操作系统、应用程序、驱动程序等。
进程（Process）是指正在运行的一个程序的实例。
当一个程序被调用执行时，计算机系统会为该程序分配一些资源，如CPU时间、内存空间、文件句柄等，形成一个独立的执行环境，即进程。
进程是操作系统进行资源分配和调度的基本单位。
每个进程都有自己的地址空间和执行状态，并与其他进程相互独立、互不干扰。
进程可以同时执行多个任务，通过操作系统的调度机制，使得多个进程能够并发执行。
线程（Thread）是指进程中的一个执行单元。
一个进程可以包含多个线程，这些线程共享进程的资源，如内存、打开的文件等。
线程拥有自己的栈空间，以及指令执行顺序、程序计数器等。
多线程的机制使得多个线程能够在同一个进程中并发执行，提高系统的并发处理能力。
线程的调度由操作系统负责，通过时间分片等算法，实现不同线程之间的切换和并发执行。
指令、程序、进程和线程之间存在着以下关系：1.指令是程序的基本组成单位，程序是由一系列指令构成的。
程序是静态的，存储在磁盘或存储器中，通过调用执行。
2.程序是进程的载体，进程是程序的一次执行过程。
进程是动态的，是程序在计算机中运行的状态。
进程可以同时运行多个线程，完成多个任务。
3.线程是进程中的一个执行单元，多个线程共享进程的资源。
操作系统罗宇课后习题答案
操作系统罗宇课后习题答案操作系统罗宇课后习题答案操作系统作为计算机科学中的重要课程，是计算机专业学生必修的一门课程。
学习操作系统的过程中，除了理论知识的学习，还需要通过习题来巩固所学内容。
本文将针对操作系统罗宇教材中的一些习题进行解答，帮助读者更好地理解和掌握操作系统的知识。
1. 什么是进程？进程的状态有哪些？进程是指在计算机系统中正在运行的一个程序。
它是操作系统进行资源分配和调度的基本单位。
进程的状态包括：- 就绪状态（Ready）：进程已经具备运行的条件，等待系统分配资源。
- 运行状态（Running）：进程正在执行指令。
- 阻塞状态（Blocked）：进程由于等待某个事件的发生而暂停执行。
- 终止状态（Terminated）：进程执行完毕或被操作系统终止。
2. 什么是线程？线程和进程的区别是什么？线程是进程中的一个执行流程，是操作系统调度和执行的基本单位。
一个进程可以包含多个线程，它们共享进程的资源。
线程和进程的区别主要有：- 资源开销：线程的创建、切换和销毁的开销较小，而进程的开销较大。
- 并发性：不同线程可以并发执行，共享进程的资源。
而不同进程之间的并发执行需要通过进程间通信来实现。
- 独立性：线程是进程的一部分，同一进程中的线程共享进程的地址空间和文件描述符等资源。
而不同进程之间是相互独立的。
- 启动方式：线程的创建和销毁由程序员控制，而进程的创建和销毁由操作系统控制。
3. 什么是死锁？如何避免死锁？死锁是指两个或多个进程因争夺资源而无法继续执行的状态。
死锁发生时，进程无法进行下去，系统资源被浪费。
为了避免死锁，可以采取以下策略：- 预防死锁：通过破坏死锁产生的四个必要条件（互斥、占有并等待、不可剥夺、循环等待）来预防死锁的发生。
- 避免死锁：通过资源分配策略，避免系统进入可能导致死锁的状态。
例如，银行家算法可以根据系统资源的最大需求进行资源分配，避免死锁的发生。
- 检测死锁：通过系统资源的状态和进程的状态来检测死锁的发生。
指令,程序,进程,线程的概念及其之间的关系
指令,程序,进程,线程的概念及其之间的关系指令、程序、进程和线程是计算机领域常用的概念，它们之间具有明确的关系。
首先，指令是计算机中的最基本操作单位，用于执行特定的功能或操作。
计算机按照指令的顺序执行程序的每个步骤，从而完成特定的任务。
指令可以是计算、数据移动、数据存储、控制等。
通常，每条指令由操作码和操作数组成，操作码表示要执行的操作，操作数表示操作的对象。
程序是一组按照特定顺序排列的指令集合，用于实现某个特定的功能或完成一项任务。
程序通常由程序员编写，在计算机上运行。
程序可以包含多个功能模块，每个功能模块负责特定的操作或任务。
程序还可以包含各种语句、变量、函数等，用于实现复杂的逻辑和算法。
进程是计算机中正在运行的程序的实例。
在操作系统中，进程是资源分配的最小单位，它拥有自己的地址空间、代码区、数据区和文件描述符等。
每个进程都是相互独立的，拥有自己的执行环境，可以独立运行和终止。
在多任务系统中，操作系统会调度多个进程，分配给每个进程一定的CPU时间片，使得多个进程可以并发执行。
线程是进程中的一个独立执行单元，也是CPU调度的最小单位。
一个进程可以包含多个线程，这些线程共享进程的地址空间和资源。
线程间可以通过共享内存或消息等方式进行通信。
由于线程较进程更轻量级，线程的切换和调度开销较小，能更高效地并发执行。
指令、程序、进程和线程的关系如下：-一个程序由一组指令构成，指令定义了程序的操作和功能。
-一个进程是一个正在运行的程序的实例，进程拥有自己的地址空间和资源。
-一个进程可以包含多个线程，这些线程共享进程的地址空间和资源。
-一个线程是进程中的一个独立执行单元，多个线程可以并发执行。
指令、程序、进程和线程的关系可以用以下的图示来表示：程序--(编译、链接)-->进程--(调度、执行)-->线程--(执行)-->指令。
在实际应用中，指令、程序、进程和线程的概念相互依存，发挥着不同的作用：-指令定义了程序的操作和功能，是程序执行的最基本指令。
操作系统探秘之进程与线程的原理和调度
进程进程的概念进程的状态进程的控制结构进程的控制进程的上下文切换线程为什么要使用线程？线程与进程的比较线程的上下文切换线程的实现调度调度时机调度原则调度算法进程进程的概念进程就是具有独立功能的程序关于某一数据集合的一次运行活动。
就如我下面的截图，比如WeChat（微信桌面版），这其实就是针对具体功能的运行活动称为进程，但是可以看到进程内还有很多细项在运行，所以也可以称这是一个WeChat的进程树。
进程的状态大家都知道CPU运算是非常快的，但是程序呢不一定都是一泻千里一口气运行到底的，就像我拿个热水壶烧水一样，我已经执行完“接水”==》放热水壶==》插电==》摁开关，但是烧水是需要时间的，我不能在这呆呆的等着，我还可以干点别的，一直到热水壶发出声音提醒我，我去“倒开水”这才完成。
那么我烧水这一连串的动作就可以看作一个进程，那么在这个过程中，就有个“运行”==》“暂停”==》“运行”这样的一种情况。
这种“间断”的特性，也就决定了进程有的三种基本状态：•就绪–进程准备好了除CPU之外的所有资源，就等CPU执行了。
•运行–CPU正在执行当前进程。
•阻塞–进程需要达到某种条件才可以继续执行，在条件满足之前即使得到了CPU资源也无法执行下去。
从头开始到结束呢就还有两个状态•新建–从一无所有创建一个进程，进入就绪状态。
•结束–进程活动完成（正常结束、异常结束）。
另外还有就是常说的挂起状态：进程不再占用内存空间了•就绪挂起–进程在硬盘上，除了CPU之外的资源准备好了，只要加载进内存立马进入就绪状态。
•阻塞挂起–进程在硬盘上，需要满足某种条件，满足条件后被加载进内存进入就绪状态，没有满足条件被加载进内存则进入阻塞状态。
进程的控制结构上面提到进程有这么些状态，那又是怎么控制的呢？在操作系统中，是用进程控制块（process control block，PCB）数据结构来描述进程的。
系统用PCB来记录进程的外部特征，描述进程的运动变化，是感知进程存在的唯一标志。
《操作系统原理》课件(北大)05
生活中类比例子：
进程的分类： 系统进程 用户进程
系统进程优先于用户进程 daemon: 守护进程/精灵进程
2.进程的基本状态及其转换
进程的三种基本状态： 进程在生命消亡前处于且仅处于三种基本 状态之一
运行
1
2
3
就绪
4
等待
进程的状态及其转换
进程状态转换：
在进程运行过程中，由于进程自身进展情况及外 界环境的变化，这三种基本状态可以依据一定 的条件相互转换 1 就绪—运行 2 运行—就绪 3 运行—等待 4 等待—就绪
进程转换
就绪 --> 运行
调度程序选择一个新的进程运行
运行 --> 就绪
七状态进程模型（续3）
活动
挂起 事件 发生
活动
挂起
挂起 调度
超时
事件 发生
等待 事件
释放
Linux进程状态
Linux的进程状态有五种 TASK_RUNNING：表示进程具备运行的资格，正在运
行或等待被调度执行。进程控制块中有一个run_list成 员，所有处于TASK_RUNNING状态的进程都通过该成 员链在一起，称之为可运行队列
get;
copy;
put;
f
s
t
g
Coend
与时间有关的错误（续2）
f
st g
初始状态 3,4,...,m 2 2 (1,2)
g,c,p
4,5,...,m 3 3 (1,2,3) √
g,p,c
4,5,...,m 3 3 (1,2,2) X
操作系统经典习题(含答案)part2
一、选择题1．在进程的组成部分之中，进程在运行中不可修改的部分是______。
A．私用程序段B．共享程序段C．数据段D．进程控制块2．响应比高者优先作业调度算法是以计算时间和______来考虑的。
A．输入时间B．完成时间C．周转时间D．等待时间3．在消息缓冲通信中，消息队列属于______资源。
A．临界B．共享C．永久D．可剥夺4．进程间的同步是指进程间在逻辑上的相互______关系。
A．联接B．制约C．继续D．调用5．最适合于分时系统的进程调度算法是______。
A．先来先服务（FCFS）B．最短作业优先（SSJF）C．优先数法D．轮转法（RR）6．进程A和进程B通过共享缓冲区协作完成数据处理，进程A负责生产数据并放入缓冲区，进程B从缓冲区中读数据并输出。
进程A和进程B之间的关系是______。
A．互斥关系B．同步关系C．互斥和同步D．无制约关系相交进程之间的关系主要有两种，同步与互斥。
所谓互斥，是指散步在不同进程之间的若干程序片断，当某个进程运行其中一个程序片段时，其它进程就不能运行它们之中的任一程序片段，只能等到该进程运行完这个程序片段后才可以运行。
所谓同步，是指散步在不同进程之间的若干程序片断，它们的运行必须严格按照规定的某种先后次序来运行，这种先后次序依赖于要完成的特定的任务。
显然，同步是一种更为复杂的互斥，而互斥是一种特殊的同步。
也就是说互斥是两个线程之间不可以同时运行，他们会相互排斥，必须等待一个线程运行完毕，另一个才能运行，而同步也是不能同时运行，但他是必须要安照某种次序来运行相应的线程（也是一种互斥）！总结：互斥：是指某一资源同时只允许一个访问者对其进行访问，具有唯一性和排它性。
但互斥无法限制访问者对资源的访问顺序，即访问是无序的。
同步：是指在互斥的基础上（大多数情况），通过其它机制实现访问者对资源的有序访问。
在大多数情况下，同步已经实现了互斥，特别是所有写入资源的情况必定是互斥的。
操作系统原理与多任务调度
操作系统原理与多任务调度操作系统是计算机系统中的核心软件，它负责管理和控制计算机的硬件和软件资源。
操作系统的设计与实现涉及多个方面，其中任务调度是操作系统中的关键概念之一。
在本文中，我们将探讨操作系统的原理以及多任务调度的相关内容。
一、操作系统原理1.1 内核与外壳操作系统主要由内核和外壳两部分组成。
内核是操作系统的核心部分，直接与硬件交互并提供各种基本服务，如进程管理、内存管理等。
而外壳则是用户与操作系统之间的接口，提供了一个用户友好的环境，用户可以通过外壳与操作系统进行交互。
1.2 进程与线程进程是指程序在执行过程中分配和管理资源的基本单位。
每个进程都有独立的地址空间和执行环境，可以同时执行多个进程，彼此之间相互独立。
线程是进程的执行单元，一个进程可以包含多个线程，共享进程的资源。
线程之间的切换开销较小，可以实现更高效的多任务调度。
1.3 内存管理操作系统负责管理计算机的内存资源，包括内存的分配和回收。
常见的内存管理技术包括分页管理、分段管理和虚拟内存管理等。
通过合理管理内存资源，操作系统可以提高计算机系统的运行效率。
1.4 文件系统文件系统是操作系统中用于管理和组织文件存储的一种机制。
它提供了对文件的增删改查等操作，并负责文件的存储和检索。
不同的文件系统有不同的实现方式和特性，如FAT、NTFS等。
二、多任务调度2.1 单任务与多任务在单任务系统中，只能同时执行一个任务，任务按照顺序依次执行。
而在多任务系统中，可以同时执行多个任务，操作系统通过任务调度算法来决定任务的执行顺序。
多任务系统能够提高系统的利用率和响应能力。
2.2 任务调度算法任务调度算法决定了任务在系统中的执行顺序和调度方式。
常见的任务调度算法包括先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）、轮转调度（RR）等。
不同的算法适用于不同的应用场景，可以根据实际需求选择合适的算法。
2.3 调度策略调度策略指的是操作系统中对任务调度的具体管理策略。
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1
计算机操作系统(Operating Systems)
进程原理之线程
Chen Genlang Email:cgl@
Institute of Computer Application
2009/9/1
2
线程的出现
每个人在人生的某个时间，都希望自己能够分身，从而完成某件不可能完成的事。
而进程也是一样，它也希望在某些时候能够分身，从而完成更加复杂的使命。
线程就诞生了！
3
一般来说，当运行一个应用程序的时候，就启动了一个进程，当然有些会启动多个进程。
启动进程的时候，操作系统会为进程分配资源，其中最主要的资源是内存空间，因为程序是在内存中运行的。
在进程中，有些程序流程块是可以乱序执行的，并且这个代码块可以同时被多次执行。
实际上，这样的代码块就是线程体。
线程是进程中乱序执行的代码流程。
当多个线程同时运行的时候，这样的执行模式成为并发执行。
4
假如我们把整条道路看成是一个“进程”的话，那么
图中由白色虚线分隔开来的各个车道就是进程中的各个“线程”了：
这些线程(车道)共享了进程(道路)的公共资源(土地资源) 这些线程(车道)必须
依赖于进程(道路)，
也就是说，线程不能
脱离于进程而存在(就
像离开了道路，车道
也就没有意义了)。
5
这些线程(车道)之间可以并发执行(各个车道你走你的，我走我的)，也可以互相同步(某些车道在交通灯亮时禁止继续前行或转弯，必须等待其它车道的车辆通行完毕)；
这些线程(车道)之间依靠代码逻辑(交通灯)来控制运行，一旦代码逻辑控制有误(死锁，多个线程同时竞争唯一资源)，那么线程将陷入混乱，无序之中。
这些线程(车道)之间谁先运行是未知的，只有在线程刚好被分配到CPU时间片(交通灯变化)的那一刻才能知道。
总之：一个进程至少有一个线程，但也可以有多个线程。
6
线程管理
与进程管理类似：要维持线程的各种信息。
线程控制块
共享和独享资源划分
共享资源：地址空间、全局变量、打开的文件、子进程、记账信息等
独享资源：程序计数器、寄存器、栈、状态字；
7
线程的困惑
线程的优点：分身术 线程的问题：
运行的不确定性 管理十分复杂
可靠性很难保证
8Thank You !。