(完整版)操作系統(tǒng)第二章作業(yè)答案

1、第二章作業(yè)1. 操作系統(tǒng)中為什么要引入進(jìn)程的概念？為了實(shí)現(xiàn)并發(fā)進(jìn)程中的合作和協(xié)調(diào)，以及保證系統(tǒng)的安全，操作系統(tǒng)在進(jìn)程管理方面要做哪些工作？答：為了從變化角度動(dòng)態(tài)地分析研究可以并發(fā)執(zhí)行的程序，真實(shí)的反應(yīng)系統(tǒng)的獨(dú)立性、并發(fā)性、動(dòng)態(tài)性和相互制約，操作系統(tǒng)中不得不引入進(jìn)程的概念。為了防止操作系統(tǒng)及其關(guān)鍵的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如：PCB等，受到用戶程序破壞，將處理機(jī)分為核心態(tài)和用戶態(tài)。對(duì)進(jìn)程進(jìn)行創(chuàng)建、撤銷以及在某些進(jìn)程狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換控制。2. 試描述當(dāng)前正在運(yùn)行的進(jìn)程狀態(tài)改變時(shí)，操作系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)程切換的步驟。答：分為兩種情況：(1):運(yùn)行狀態(tài)就牯狀態(tài)：根據(jù)進(jìn)程的自身的情況插入到就緒隊(duì)列的適當(dāng)位置，系統(tǒng)收回處理及轉(zhuǎn)入進(jìn)

2、程調(diào)度程序重新進(jìn)行調(diào)度。(2):運(yùn)行狀態(tài)一阻塞狀態(tài)：系統(tǒng)會(huì)調(diào)用進(jìn)程調(diào)度程序重新選擇一個(gè)進(jìn)程投入運(yùn)行。3. 現(xiàn)代操作系統(tǒng)一般都提供多任務(wù)的環(huán)境，是回答以下問(wèn)題。為支持多進(jìn)程的并發(fā)執(zhí)行，系統(tǒng)必須建立哪些關(guān)于進(jìn)程的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)？答：系統(tǒng)必須建立PCB。為支持進(jìn)程的狀態(tài)變遷，系統(tǒng)至少應(yīng)該供哪些進(jìn)程控制原語(yǔ)？答：阻塞、喚醒、掛起和激活原語(yǔ)。當(dāng)進(jìn)程的狀態(tài)變遷時(shí)，相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化嗎？答：會(huì)根據(jù)狀態(tài)的變遷發(fā)生相應(yīng)的變化。例如：將進(jìn)程PCB中進(jìn)程的狀態(tài)從阻塞狀態(tài)改為就緒狀態(tài)，并將進(jìn)程從阻塞隊(duì)列摘下，投入到就緒隊(duì)列中。4. 什么是進(jìn)程控制塊？從進(jìn)程管理、中斷處理、進(jìn)程通信、文件管理、設(shè)備管理及存儲(chǔ)管理的角度設(shè)計(jì)

3、進(jìn)程控制塊應(yīng)該包含的內(nèi)容。答：PCB：描述進(jìn)程本身的特征、狀態(tài)、調(diào)度信息以及對(duì)資源占有情況等的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是進(jìn)程存在的唯一標(biāo)識(shí)。進(jìn)程控制塊所包含的內(nèi)容：進(jìn)程信息描述；CPU信息狀態(tài)；進(jìn)程調(diào)度信息；進(jìn)程控制和資源占用信息。5假設(shè)系統(tǒng)就緒隊(duì)列中有10個(gè)進(jìn)程，這10個(gè)進(jìn)程輪換執(zhí)行，每隔300ms輪換一次，CPU在進(jìn)程切換時(shí)所花費(fèi)的時(shí)間是10ms，試問(wèn)系統(tǒng)化在進(jìn)程切換上的開(kāi)銷占系統(tǒng)整個(gè)時(shí)間的比例是多少？解：P=(10*10)/(300+10)*10=3.2%6. 試述線程的特點(diǎn)及其與進(jìn)程之間的關(guān)系。答：線程的特點(diǎn)：是被獨(dú)立分派和調(diào)度的基本單位。線程與進(jìn)程的關(guān)系：線程是進(jìn)程的一部分，是進(jìn)程內(nèi)的一個(gè)實(shí)體；一

4、個(gè)進(jìn)程可以有多個(gè)線程，但至少必須有一個(gè)線程。7. 根據(jù)圖2-18，回答以下問(wèn)題。進(jìn)程發(fā)生狀態(tài)變遷1、3、4、6、7的原因。答：變遷1原因：創(chuàng)建進(jìn)程后，將其按高優(yōu)先級(jí)插入就緒隊(duì)列；變遷3原因：進(jìn)程請(qǐng)求I/O或等待某事件而阻塞；變遷4原因：時(shí)間片用完；變遷6原因：進(jìn)程I/O完成或時(shí)間完成；變遷7原因：進(jìn)程完成而退出。系統(tǒng)中常常由于某一進(jìn)程的狀態(tài)變遷引起另一進(jìn)程也產(chǎn)生狀態(tài)變遷，這種變遷稱為因果變遷。下述變遷是否為因果變遷：3-2,4-5,7-2,3-6,是說(shuō)明原因。答：為因果變遷的變遷有：3-2,因?yàn)楫?dāng)一個(gè)進(jìn)程從運(yùn)行態(tài)變?yōu)樽枞麘B(tài)時(shí),此時(shí)CPU空閑，系統(tǒng)首先到高優(yōu)先級(jí)隊(duì)列中選擇一個(gè)進(jìn)程投入運(yùn)行。根據(jù)此

5、進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，說(shuō)明該系統(tǒng)CPU調(diào)度的策略和效果。時(shí)間片500ms運(yùn)行退出創(chuàng)達(dá)阻寡高優(yōu)先級(jí)就緒時(shí)間片100ms2最陸優(yōu)先級(jí)就緒8. 回答以下問(wèn)題。若系統(tǒng)中沒(méi)有運(yùn)行進(jìn)程，是否一定沒(méi)有就緒進(jìn)程？為什么？答：是，因?yàn)橐坏┫到y(tǒng)中沒(méi)有運(yùn)行程序，就會(huì)馬上從就緒隊(duì)列中調(diào)度就緒進(jìn)程，只有就緒進(jìn)程隊(duì)列為空時(shí)，系統(tǒng)中才沒(méi)有進(jìn)程。若系統(tǒng)中既沒(méi)有運(yùn)行進(jìn)程，也沒(méi)有就緒進(jìn)程，系統(tǒng)中是佛就沒(méi)有阻塞進(jìn)程？解釋。答：不是，因?yàn)槿绻到y(tǒng)采用優(yōu)先級(jí)調(diào)度策略，運(yùn)行的進(jìn)程是否一定是系統(tǒng)中優(yōu)先級(jí)最高的進(jìn)程？為什么？9. 假如有以下程序段，回答下面的問(wèn)題。S1:a=3-x;S2:b=2*a;S3:c=5+a;(1)并發(fā)程序執(zhí)行的Bernstein條件是什么？答：P1和P2并發(fā)執(zhí)行的條件是：當(dāng)且僅當(dāng)：R(Pl)CW(P2)UR(P2)GW(Pl)UW(Pl)GW(P2)=。(2)是畫(huà)圖表示它們執(zhí)行時(shí)的先后次序。執(zhí)行次序?yàn)椋簊lfs2s3(3)利用Bernstein條件證明，S1、S2和S3哪兩個(gè)可以并發(fā)執(zhí)行，哪兩個(gè)不能。答：R(S1)=xW(S2)=aR(S2)=aW(S2)=bR(S3)=aW(S3)=c因?yàn)椋篧(S1)GR(S2)=a,所以S1和S2不