操作系统作业整理(华理的有福了)

第二章进程管理

6. 试从动态性，并发性和独立性上比较进程和程序?

a. 动态性是进程最基本的特性，可表现为由创建而产生，由调度而执行，因得不到资源而暂停执行，以及由撤销而消亡，因而进程由一定

的生命期；而程序只是一组有序指令的集合，是静态实体。

b. 并发性是进程的重要特征，同时也是OS的重要特征。引入进程的目的正是为了使其程序能和其它建立了进程的程序并发执行，而程序

本身是不能并发执行的。

c. 独立性是指进程实体是一个能独立运行的基本单位，同时也是系统中独立获得资源和独立调度的基本单位。而对于未建立任何进程的程

序，都不能作为一个独立的单位来运行。

7. 试说明PCB作用?为什么说PCB是进程存在的唯一标志?

a. PCB是进程实体的一部分，是操作系统中最重要的记录型数据结构。PCB中记录了操作系统所需的用于描述进程情况及控制进程运行所

需的全部信息。因而它的作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序(含数据)，成为一个能独立运行的基本单位，一个能和其它进程并发执行的进程。

b. 在进程的整个生命周期中，系统总是通过其PCB对进程进行控制，系统是根据进程的PCB而不是任何别的什么而感知到该进程的存在的，

所以说，PCB是进程存在的唯一标志。

18. 同步机构应遵循哪些基本准则？为什么？

a. 空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待四条准则

b. 为实现进程能互斥地进入到自己的临界区

22. 试写出相应的程序来描述图2-17所示的前驱图。

a. Var a, b, c, d, e, f, g, h; semaphore:= 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0;

begin

parbegin

begin S1; signal(a); signal(b); end;

begin wait(a); S2; signal(c); signal(d); end;

begin wait(b); S3; signal(e); end;

begin wait(c); S4; signal(f); end;

begin wait(d); S5; signal(g); end;

begin wait(e); S6; signal(h); end;

begin wait(f); wait(g); wait(h); S7; end;

parend

end

7．试利用记录型信号量写出一个丌会出现死锁的哲学家迚餐问题的算法.

Var chopstick:array[0,…,4] of semaphore;

所有信号量均被初始化为1，第i位哲学家的活动可描述为：

Repeat

Wait(chopstick[i]);

Wait(. chopstick[(i+1) mod 5]);

…

Ea.t ;

…

Signal(chopstick[i]);

Signal(chopstick[(i+1) mod 5])

…

Think;

Until false;

28．在测量控制系统中的数据采集仸务，把所采集的数据送一单缓冲区；计算仸务从该单

缓冲中叏出数据迚行计算.试写出利用信号量机制实现两者共享单缓冲的同步算法。

答：

a. Var mutex, empty, full: semaphore:=1, 1, 0;

gather:

begin

repeat

……

gather data in nextp;

wait(empty);

wait(mutex);

buffer:=nextp;

signal(mutex);

signal(full);

until false;

end

compute:

begin

repeat

……

wait(full);

wait(mutex);

nextc:=buffer;

signal(mutex);

signal(empty);

compute data in nextc;

until false;

end

36. 为什么要在OS中引入线程？

在OS中引入进程的目的，是为了使多个程序能并发执行，以提高资源利用率和系统吞吐量。

在OS中再引入线程，则是为了减少程序在并发执行时所付出的时空开销，使OS具有更好的并发性。

38. 从调度性，并发性，拥有资源、系统开销方面对进程和线程比较.

a. 调度性。在传统的操作系统中，拥有资源的基本单位和独立调度、分派的基本单位都是进程，在引入线程的OS中，则把线程作为调度

和分派的基本单位，而把进程作为资源拥有的基本单位；

b. 并发性。在引入线程的OS中，不仅进程之间可以并发执行，而且在一个进程中的多个线程之间，亦可并发执行，因而使OS具有更好的

并发性；

c. 拥有资源。无论是传统的操作系统，还是引入了线程的操作系统，进程始终是拥有资源的一个基本单位，而线程除了拥有一点在运行时

必不可少的资源外，本身基本不拥有系统资源，但它可以访问其隶属进程的资源；

d. 开销。由于创建或撤销进程时，系统都要为之分配和回收资源，如内存空间等，进程切换时所要保存和设置的现场信息也要明显地多于

线程，因此，操作系统在创建、撤消和切换进程时所付出的开销将显著地大于线程。

第三章处理机调度与死锁

1. 高级调度与低级调度的主要任务是什么？为什么要引入中级调度？

高级调度的主要任务：用于决定把外存上处于后备队列中的哪些作业调入内存，并为它们创建进程，分配必要的资源，然后，再将新创建的进程插入就绪队列上，准备执行。

低级调度的主要任务：用于决定就绪队列中的哪个进程应获得处理机，然后再由分派程序执行将处理机分配给该进程的具体操作。

引入中级调度的主要目的：是为了提高系统资源的利用率和系统吞吐量。

18. 何谓死锁？产生死锁的原因和必要条件是什么？

a.死锁是指多个进程因竞争资源而造成的一种僵局，若无外力作用，这些进程都将永远不能再向前推进；

b.产生死锁的原因有二，一是竞争资源，二是进程推进顺序非法；

c.必要条件是: 互斥，请求和保持条件，不剥夺条件和环路等待条件。

20. 请详细说明可通过哪些途径预防死锁?

a.摒弃"请求和保持"条件：系统规定所有进程开始运行之前，都必须一次性地申请其在整个运行过程所需的全部资源，但在分配资源时，只

要有一种资源不能满足某进程的要求，即使其它所需的各资源都空闲，也不分配给该进程，而让该进程等待；