現(xiàn)代操作系統(tǒng)課后習(xí)題答案

.、為什么程序并發(fā)執(zhí)行會(huì)產(chǎn)生連續(xù)性特征？〔P36〕4、程序并發(fā)執(zhí)行，為何會(huì)失去封閉性和可再現(xiàn)性？〔P37〕【解】程序在并發(fā)執(zhí)行時(shí)，是多個(gè)程序共享系統(tǒng)中的各種資源，因而這些資源的狀態(tài)將由多個(gè)程序來(lái)改變，致使程序的運(yùn)行已失去了封閉性。同時(shí)由于失去了封閉性，也將導(dǎo)致其再失去可再現(xiàn)性。程序在并發(fā)執(zhí)行時(shí)，由于失去了封閉性，程序經(jīng)過(guò)屢次執(zhí)行后，其計(jì)算機(jī)結(jié)果已與并發(fā)程序的執(zhí)行速度有關(guān)，從而使程序的執(zhí)行失去了可再現(xiàn)性。5、在操作系統(tǒng)中為什么要引入進(jìn)程概念？〔P37〕它會(huì)產(chǎn)生什么樣的影響？【解】在操作系統(tǒng)中引入進(jìn)程的概念，是為了實(shí)現(xiàn)多個(gè)程序的并發(fā)執(zhí)行。傳統(tǒng)的程序不能與其他程序并發(fā)執(zhí)行，只有在為之創(chuàng)立進(jìn)程后，才能與其他程序〔進(jìn)程〕并發(fā)執(zhí)行。這是因?yàn)椴l(fā)執(zhí)行的程序〔即進(jìn)程〕是"停停走走〞地執(zhí)行，只有在為它創(chuàng)立進(jìn)程后，在它停下時(shí)，方能將其現(xiàn)場(chǎng)信息保存在它的PCB中，待下次被調(diào)度執(zhí)行是，再?gòu)腜CB中恢復(fù)CPU現(xiàn)場(chǎng)并繼續(xù)執(zhí)行，而傳統(tǒng)的程序卻無(wú)法滿(mǎn)足上述要求。建立進(jìn)程所帶來(lái)的好處是使多個(gè)程序能并發(fā)執(zhí)行，這極大地提高了資源利用率和系統(tǒng)吞吐量。但管理進(jìn)程也需付出一定的代價(jià)，包括進(jìn)程控制塊及協(xié)調(diào)各運(yùn)行機(jī)構(gòu)所占用的內(nèi)存空間開(kāi)銷(xiāo)，以及為進(jìn)展進(jìn)程間的切換、同步及通信等所付出的時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)。6、試從動(dòng)態(tài)性、并發(fā)性和獨(dú)立性上比較進(jìn)程和程序？〔P37〕【解】〔1〕動(dòng)態(tài)性：進(jìn)程既然是進(jìn)程實(shí)體的執(zhí)行過(guò)程，因此，動(dòng)態(tài)性是進(jìn)程最根本的特性。動(dòng)態(tài)性還表現(xiàn)為："它由創(chuàng)立而產(chǎn)生，由調(diào)度而執(zhí)行，因得不到資源而暫停執(zhí)行，以及由撤消而消亡〞?？梢?jiàn)，進(jìn)程有一定的生命期。而程序只是一組有序指令的集合，并存放在*種介質(zhì)上，本身并無(wú)運(yùn)動(dòng)的含義，因此，程序是個(gè)靜態(tài)實(shí)體?！?〕并發(fā)性：所謂進(jìn)程的并發(fā)，指的是多個(gè)進(jìn)程實(shí)體，同存于內(nèi)存中，能在一段時(shí)間內(nèi)同時(shí)運(yùn)行。并發(fā)性是進(jìn)程的重要特征，同時(shí)也成為OS的重要特征。引入進(jìn)程的目的也正是為了使其程序能和其它進(jìn)程的程序并發(fā)執(zhí)行，而程序是無(wú)法并發(fā)執(zhí)行的?！?〕獨(dú)立性：進(jìn)程實(shí)體是一個(gè)能獨(dú)立運(yùn)行的根本單位，也是系統(tǒng)中獨(dú)立獲得資源和獨(dú)立調(diào)度的根本單位。凡未建立進(jìn)程的程序，都不能作為一個(gè)獨(dú)立的單位參加運(yùn)行。試比較進(jìn)程與程序的異同。【解】進(jìn)程和程序是嚴(yán)密相關(guān)而又完全不同的兩個(gè)概念?！?〕每個(gè)進(jìn)程實(shí)體中包含了程序段和數(shù)據(jù)段這兩個(gè)局部，因此說(shuō)進(jìn)程與程序是嚴(yán)密相關(guān)的。但從構(gòu)造上看，進(jìn)程實(shí)體中除了程序段和數(shù)據(jù)段外，還必須包含一個(gè)數(shù)據(jù)構(gòu)造，即PCB。〔2〕進(jìn)程是程序的一次執(zhí)行過(guò)程，因此是動(dòng)態(tài)的；動(dòng)態(tài)性還表現(xiàn)在進(jìn)程由創(chuàng)立而產(chǎn)生、由調(diào)度而執(zhí)行、由撤消而消亡，即它具有一定的生命期。而程序則只是一組指令的有序集合，并可永久地存放在*種介質(zhì)上，其本身不具有運(yùn)動(dòng)的含義，因此是靜態(tài)的?！?〕多個(gè)進(jìn)程實(shí)體可同時(shí)存放在內(nèi)存中并發(fā)地執(zhí)行，其實(shí)這正是引入進(jìn)程的目的。程序〔在沒(méi)有為它創(chuàng)立進(jìn)程時(shí)〕的并發(fā)執(zhí)行具有不可再現(xiàn)性，因此程序不能正確地并發(fā)執(zhí)行?！?〕進(jìn)程是一個(gè)能夠獨(dú)立運(yùn)行、獨(dú)立分配資源和獨(dú)立承受調(diào)度的根本單位。程序〔在沒(méi)有為它創(chuàng)立進(jìn)程時(shí)〕因其不具有PCB，所以它是不可能在多道程序環(huán)境下獨(dú)立運(yùn)行的?！?〕進(jìn)程與程序不一一對(duì)應(yīng)。同一個(gè)程序的屢次運(yùn)行，將形成多個(gè)不同的進(jìn)程；同一個(gè)程序的一次執(zhí)行也可以產(chǎn)生多個(gè)進(jìn)程；一個(gè)進(jìn)程在其生命期的不同時(shí)候也可以執(zhí)行不同的程序。7、試說(shuō)明PCB的作用？為什么說(shuō)PCB是進(jìn)程存在的惟一標(biāo)志？〔P41〕【解】PCB是進(jìn)程實(shí)體的一局部，是OS中最重要的記錄型數(shù)據(jù)構(gòu)造。它記錄了OS所需的、用于描述進(jìn)程情況及控制進(jìn)程運(yùn)行所需的全部信息。PCB的作用，是使一個(gè)在多道程序環(huán)境下不能獨(dú)立運(yùn)行的程序〔含數(shù)據(jù)〕成為一個(gè)能獨(dú)立運(yùn)行的根本單位，一個(gè)能與其他進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程。或者說(shuō)，OS是根據(jù)PCB來(lái)對(duì)并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程進(jìn)展控制和管理的。在進(jìn)程的整個(gè)生命期中，系統(tǒng)總是通過(guò)PCB對(duì)進(jìn)程進(jìn)展控制，也就是說(shuō)，系統(tǒng)是根據(jù)進(jìn)程的PCB感知到該進(jìn)程的存在的，所以說(shuō)，PCB是進(jìn)程存在的標(biāo)志。8、試說(shuō)明進(jìn)程在三個(gè)根本狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的典型原因？〔P38〕【解】〔1〕處于就緒狀態(tài)的進(jìn)程，當(dāng)進(jìn)程調(diào)度程序?yàn)橹峙淞颂幚頇C(jī)后，該進(jìn)程就由就緒狀態(tài)變?yōu)閳?zhí)行狀態(tài)〔2〕正在執(zhí)行的進(jìn)程因發(fā)生*事件而無(wú)法執(zhí)行，如暫時(shí)無(wú)法取得所需資源，則由執(zhí)行狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樽枞麪顟B(tài)?！?〕正在執(zhí)行的進(jìn)程，如因時(shí)間片用完或被高優(yōu)先級(jí)的進(jìn)程搶占處理機(jī)而被暫停執(zhí)行，該進(jìn)程便由執(zhí)行轉(zhuǎn)變?yōu)榫途w狀態(tài)。*系統(tǒng)的進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如下列圖。〔1〕說(shuō)明引起各種狀態(tài)轉(zhuǎn)換的典型事件。〔2〕分析下述狀態(tài)轉(zhuǎn)換是否可立即引起其他的狀態(tài)轉(zhuǎn)換：1,2,3,4。執(zhí)行執(zhí)行就緒阻塞4312【解】〔1〕引起各種狀態(tài)轉(zhuǎn)換的典型事件如表所示。狀態(tài)轉(zhuǎn)換引起轉(zhuǎn)換的典型事件轉(zhuǎn)換1CPU調(diào)度轉(zhuǎn)換2執(zhí)行進(jìn)程的時(shí)間片用完，或被其他優(yōu)先權(quán)更高的進(jìn)程搶占CPU轉(zhuǎn)換3等待*種事件〔如I/O的完成，或被他人占用的臨界資源變?yōu)榭捎脿顟B(tài)轉(zhuǎn)換4進(jìn)程所等待的事件發(fā)生〔如I/O完成，或所等待的臨界資源變?yōu)榭捎脿顟B(tài)〕〔2〕狀態(tài)轉(zhuǎn)換1不會(huì)立即引起其他狀態(tài)轉(zhuǎn)換。狀態(tài)轉(zhuǎn)換2必然立即引發(fā)狀態(tài)轉(zhuǎn)換1：狀態(tài)轉(zhuǎn)換2發(fā)生后，進(jìn)程調(diào)度程序必然要選出一個(gè)新的就緒進(jìn)程投入運(yùn)行，該新進(jìn)程可能是其他進(jìn)程，也可能是剛從執(zhí)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換成就緒狀態(tài)的那個(gè)進(jìn)程。狀態(tài)轉(zhuǎn)換3可能立即引發(fā)狀態(tài)轉(zhuǎn)換1：狀態(tài)轉(zhuǎn)換3發(fā)生后，假設(shè)就緒隊(duì)列非空，則進(jìn)程調(diào)度程序?qū)⑦x出一個(gè)就緒進(jìn)程投入執(zhí)行。狀態(tài)轉(zhuǎn)換4可能引發(fā)狀態(tài)轉(zhuǎn)換1：狀態(tài)轉(zhuǎn)換4發(fā)生后，假設(shè)CPU空閑，并且沒(méi)有其他進(jìn)程競(jìng)爭(zhēng)CPU，則該進(jìn)程將被立即調(diào)度。另外，狀態(tài)轉(zhuǎn)換4還可能同時(shí)引發(fā)狀態(tài)轉(zhuǎn)換1和2：假設(shè)系統(tǒng)采用搶占調(diào)度方式，而新就緒的進(jìn)程具備搶占CPU的條件〔如其優(yōu)先權(quán)很高〕，則它可立即得到CPU轉(zhuǎn)換成執(zhí)行狀態(tài)，而原來(lái)正在執(zhí)行的進(jìn)程則轉(zhuǎn)換成就緒狀態(tài)。*系統(tǒng)的進(jìn)程狀態(tài)變遷圖，請(qǐng)說(shuō)明：執(zhí)行執(zhí)行就緒阻塞2314引起各種狀態(tài)轉(zhuǎn)換的典型事件有哪些？當(dāng)我們觀察系統(tǒng)中*些進(jìn)程時(shí)，能夠看到*一進(jìn)程產(chǎn)生的一次狀態(tài)轉(zhuǎn)換能引起另一進(jìn)程作一次狀態(tài)轉(zhuǎn)換。在什么情況下，當(dāng)一個(gè)進(jìn)程發(fā)生轉(zhuǎn)換3時(shí)能立即引起另一個(gè)進(jìn)程發(fā)生轉(zhuǎn)換1？試說(shuō)明是否會(huì)發(fā)生下述因果轉(zhuǎn)換：213241解：當(dāng)進(jìn)程調(diào)度程序從就緒隊(duì)列中選取一個(gè)進(jìn)程投入運(yùn)行時(shí)引起轉(zhuǎn)換1；正在執(zhí)行的進(jìn)程如因時(shí)間片用完而被暫停執(zhí)行就會(huì)引起轉(zhuǎn)換2；正在執(zhí)行的進(jìn)程因等待的事件尚未發(fā)生而無(wú)法執(zhí)行〔如進(jìn)程請(qǐng)求完成I/O〕則會(huì)引起轉(zhuǎn)換3；當(dāng)進(jìn)程等待的事件發(fā)生時(shí)〔如I/O完成〕則會(huì)引起轉(zhuǎn)換4。如果就緒隊(duì)列非空，則一個(gè)進(jìn)程的轉(zhuǎn)換3會(huì)立即引起另一個(gè)進(jìn)程的轉(zhuǎn)換1。這是因?yàn)橐粋€(gè)進(jìn)程發(fā)生轉(zhuǎn)換3意味著正在執(zhí)行的進(jìn)程由執(zhí)行狀態(tài)變?yōu)樽枞麪顟B(tài)，這時(shí)處理機(jī)空閑，進(jìn)程調(diào)度程序必然會(huì)從就緒隊(duì)列中選取一個(gè)進(jìn)程并將它投入運(yùn)行，因此只要就緒隊(duì)列非空，一個(gè)進(jìn)程的轉(zhuǎn)換3能立即引起另一個(gè)進(jìn)程的轉(zhuǎn)換1。所謂因果轉(zhuǎn)換指的是有兩個(gè)轉(zhuǎn)換，一個(gè)轉(zhuǎn)換的發(fā)生會(huì)引起另一個(gè)轉(zhuǎn)換的發(fā)生，前一個(gè)轉(zhuǎn)換稱(chēng)為因，后一個(gè)轉(zhuǎn)換稱(chēng)為果，這兩個(gè)轉(zhuǎn)換稱(chēng)為因果轉(zhuǎn)換。當(dāng)然這種因果關(guān)系并不是什么時(shí)候都能發(fā)生，而是在一定條件下才會(huì)發(fā)生。21：當(dāng)*進(jìn)程發(fā)生轉(zhuǎn)換2時(shí)，就必然引起另一進(jìn)程的轉(zhuǎn)換1。因?yàn)楫?dāng)發(fā)生轉(zhuǎn)換2時(shí)，正在執(zhí)行的進(jìn)程從執(zhí)行狀態(tài)變?yōu)榫途w狀態(tài)，進(jìn)程調(diào)度程序必然會(huì)從就緒隊(duì)列中選取一個(gè)進(jìn)程投入運(yùn)行，即發(fā)生轉(zhuǎn)換1。32：*個(gè)進(jìn)程的轉(zhuǎn)換3決不可能引起另一進(jìn)程發(fā)生轉(zhuǎn)換2。這是因?yàn)楫?dāng)前執(zhí)行進(jìn)程從執(zhí)行狀態(tài)變?yōu)樽枞麪顟B(tài)，不可能又從執(zhí)行狀態(tài)變?yōu)榫途w狀態(tài)。41：當(dāng)處理機(jī)空閑且就緒隊(duì)列為空時(shí)，*一進(jìn)程發(fā)生轉(zhuǎn)換4，就意味著有一個(gè)進(jìn)程從阻塞狀態(tài)變?yōu)榫途w狀態(tài)，因而調(diào)度程序就會(huì)將就緒隊(duì)列中的此進(jìn)程投入運(yùn)行。9、為什么要引入掛起狀態(tài)？〔P39〕該狀態(tài)具有哪些性質(zhì)？10、在進(jìn)展進(jìn)程切換時(shí)，所要保存的處理機(jī)狀態(tài)信息主要有那些？〔P42〕【解】保存的處理機(jī)狀態(tài)信息主要由處理機(jī)中的各種存放器內(nèi)容組成。這些存放器包括：通用存放器，指令存放器，程序狀態(tài)字PSW，用戶(hù)棧指針。11、試說(shuō)明引起進(jìn)程創(chuàng)立的主要事件?！睵44〕【解】〔1〕用戶(hù)登錄在分時(shí)系統(tǒng)中，用戶(hù)在終端鍵入登錄命令后，假設(shè)是合法用戶(hù)，系統(tǒng)將為該終端用戶(hù)建立一個(gè)進(jìn)程，并插入到就緒隊(duì)列中?！?〕作業(yè)調(diào)度批處理程序中，作業(yè)調(diào)度程序按一定的算法調(diào)度到*個(gè)作業(yè)時(shí)，就將該作業(yè)裝入內(nèi)存，為它分配必要的資源，并立即為其創(chuàng)立進(jìn)程，插入就緒隊(duì)列中?！?〕提供效勞運(yùn)行中用戶(hù)程序提出*種請(qǐng)求，系統(tǒng)專(zhuān)門(mén)創(chuàng)立一個(gè)進(jìn)程來(lái)提供用戶(hù)所需效勞?！?〕應(yīng)用請(qǐng)求應(yīng)用進(jìn)程自己創(chuàng)立一個(gè)進(jìn)程，使自己和新進(jìn)程以并發(fā)運(yùn)行方式完成特定任務(wù)。12、試說(shuō)明引起進(jìn)程被撤消的主要事件。13、在創(chuàng)立一個(gè)進(jìn)程時(shí)所要完成的主要工作是什么？〔P44〕【解】需完成的主要工作有：〔1〕申請(qǐng)空白PCB；〔2〕為新進(jìn)程分配資源；〔3〕初始化PCB，其中包括：初始化標(biāo)識(shí)符信息。將系統(tǒng)分配的標(biāo)識(shí)符、父進(jìn)程標(biāo)識(shí)符填入新PCB中；初始化處理機(jī)狀態(tài)信息。使程序計(jì)數(shù)器指向程序入口地址，使棧指針指向棧頂；初始化處理機(jī)控制信息。將進(jìn)程狀態(tài)設(shè)置為就緒或靜止就緒，對(duì)于優(yōu)先級(jí)通常設(shè)置為最低，除非用戶(hù)提出高優(yōu)先級(jí)要求。〔4〕將新進(jìn)程插入就緒隊(duì)列。14、在撤消一個(gè)進(jìn)程時(shí)所要完成的主要工作是什么？15、試說(shuō)明引起進(jìn)程阻塞或被喚醒的主要事件是什么？〔P46〕16、進(jìn)程在運(yùn)行時(shí)，存在哪兩種形式的制約？并舉例說(shuō)明之。17、為什么進(jìn)程在進(jìn)入臨界區(qū)之前，應(yīng)先執(zhí)行"進(jìn)入?yún)^(qū)〞代碼，在退出臨界區(qū)后又執(zhí)行"退出區(qū)〞代碼？〔P50〕【解】為了保證諸進(jìn)程互斥進(jìn)入自己的臨界區(qū)，便可實(shí)現(xiàn)它們對(duì)臨界資源的互斥訪問(wèn)。為此，每個(gè)進(jìn)程在進(jìn)入臨界區(qū)之前應(yīng)先對(duì)欲訪問(wèn)的臨界資源進(jìn)展檢查，看它是否正被訪問(wèn)。如果此刻臨界資源沒(méi)被訪問(wèn)，則該進(jìn)程便可進(jìn)入臨界區(qū)，對(duì)該資源進(jìn)展訪問(wèn)，并設(shè)置它正被訪問(wèn)的標(biāo)志；如果此刻該臨界資源正被*進(jìn)程訪問(wèn)，則本進(jìn)程不能進(jìn)入臨界區(qū)。因此，必須在臨界區(qū)前增加一段用于上述檢查的代碼，把這段代碼稱(chēng)為進(jìn)入?yún)^(qū)。相應(yīng)地，在臨界區(qū)后面也要加上一段稱(chēng)為退出區(qū)的代碼，用于將臨界區(qū)正被訪問(wèn)的標(biāo)志恢復(fù)為未被訪問(wèn)標(biāo)志。18、同步機(jī)構(gòu)應(yīng)遵循哪些根本準(zhǔn)則？為什么？〔P50〕【解】同步機(jī)構(gòu)應(yīng)遵循的根本準(zhǔn)則有：〔1〕空閑讓進(jìn)無(wú)進(jìn)程處于臨界區(qū)時(shí)，相應(yīng)的臨界資源處于空閑狀態(tài)，因而可允許一個(gè)請(qǐng)求進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程立即進(jìn)入自己的臨界區(qū)，以有效利用臨界資源?！?〕忙則等待當(dāng)已有進(jìn)程進(jìn)入自己的臨界區(qū)時(shí)，意味著相應(yīng)的臨界資源正被訪問(wèn)，因而所有其他試圖進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程必須等待，以保證諸進(jìn)程互斥地訪問(wèn)臨界資源?！?〕有限等待對(duì)要求訪問(wèn)臨界資源的進(jìn)程，應(yīng)保證該進(jìn)程能在有限時(shí)間內(nèi)進(jìn)入自己的臨界區(qū)，以免陷入"死等〞狀態(tài)?！?〕讓權(quán)等待當(dāng)進(jìn)程不能進(jìn)入自己的臨界區(qū)時(shí)，應(yīng)立即釋放處理機(jī)，以免進(jìn)程陷入"忙等〞。19、試從物理概念上來(lái)說(shuō)明記錄型信號(hào)量wait和signal操作？〔P51〕【解】在記錄型信號(hào)量機(jī)制中，S.value的初值表示系統(tǒng)中*類(lèi)資源的數(shù)目，因而又稱(chēng)資源信號(hào)量，每次的wait操作，意味著進(jìn)程請(qǐng)求一個(gè)單位的資源，因此描述為S.value：=S.value-1；當(dāng)S.value<0時(shí)，表示資源已分配完畢，因而進(jìn)程調(diào)用block原語(yǔ)，進(jìn)展自我阻塞，放棄處理機(jī)，并插入到信號(hào)量鏈表中?？梢?jiàn)，該機(jī)制遵循了讓權(quán)等待準(zhǔn)則。此時(shí)S.value的絕對(duì)值表示在該信號(hào)量鏈表中已阻塞進(jìn)程的數(shù)目。每次signal操作，表示執(zhí)行進(jìn)程釋放一個(gè)單位資源，故S.value：=S.value+1操作表示資源數(shù)目加1。假設(shè)加1后仍是S.value<=0則表示該信號(hào)量鏈表中，仍有等待該資源的進(jìn)程被阻塞，故還要調(diào)用wakeup原語(yǔ)，將鏈表中的第一個(gè)等待進(jìn)程喚醒。如果S.value的初值為1，表示只允許一個(gè)進(jìn)程訪問(wèn)臨界資源，此時(shí)的信號(hào)量轉(zhuǎn)化為互斥信號(hào)量。20、你認(rèn)為整型信號(hào)量機(jī)制是否完全遵循了同步機(jī)構(gòu)的四條準(zhǔn)則？〔P52〕【解】在整型信號(hào)量機(jī)制中的wait操作，只要是信號(hào)量S<=0,就會(huì)不斷地測(cè)試，因此，該機(jī)制并未遵循"讓權(quán)等待〞的準(zhǔn)則，而是使該進(jìn)程處于"忙等〞的狀態(tài)。21、如何利用信號(hào)量機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)多個(gè)進(jìn)程對(duì)臨界資源的互斥訪問(wèn)？并舉例說(shuō)明之。22、試寫(xiě)出相應(yīng)的程序來(lái)描述圖2-17所示的前趨圖。SS11S3S2S51S41S71S61S81S11S21S31S41S51S61S71【解】(1)Vara,b,c,d,e,f,g,h;semaphore:=0,0,0,0,0,0,0,0;beginparbeginbeginS1;signal(a);signal(b);end;beginwait(a);S2;signal(c);signal(d);end;beginwait(b);S3;signal(e);end;beginwait(c);S4;signal(f);end;beginwait(d);S5;signal(g);end;beginwait(e);S6;singal(h);end;beginwait(f);wait(g);wait(h);S7;end;parendend(2)Vara,b,c,d,e,f,g,h,i,j;semaphore:=0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;beginparbeginbeginS1;signal(a);signal(b);end;beginwait(a);S2;signal(c);signal(d);end;beginwait(b);S3;signal(e);signal(f);end;beginwait(c);S4;signal(g);end;beginwait(d);S5;signal(h);end;beginwait(e);S6;singal(i);end;beginwait(f);S7;signal(j);end;beginwait(g);wait(h);wait(i);wait(j);S8;end;parendend23、在生產(chǎn)者—消費(fèi)者問(wèn)題中，如果缺少了signal(full)或signal(empty)，對(duì)執(zhí)行結(jié)果會(huì)有什么影響？【解】在生產(chǎn)者—消費(fèi)者問(wèn)題中，如果缺少了signal(full)，則消費(fèi)者會(huì)認(rèn)為生產(chǎn)者沒(méi)有生產(chǎn)而阻塞，而生產(chǎn)者會(huì)不斷生產(chǎn)，直到empty為0后阻塞，然后兩個(gè)進(jìn)程陷入"死等〞狀態(tài)。如果缺少了signal(empty)開(kāi)場(chǎng)兩進(jìn)程可同步運(yùn)行。但當(dāng)empty為0時(shí)生產(chǎn)者會(huì)因此而阻塞，然后消費(fèi)者進(jìn)程繼續(xù)運(yùn)行直到full也為0阻塞，然后兩個(gè)進(jìn)程陷入"死等〞狀態(tài)。24、在生產(chǎn)者—消費(fèi)者問(wèn)題中，如果將兩個(gè)wait操作即wait(full)和wait(mute*)互換位置，或者將signal(mute*)與signal(full)互換位置，結(jié)果會(huì)如何？【解】如果將wait(full)和wait(mute*)互換位置，則如果consumer先進(jìn)入臨界區(qū)，就會(huì)一直等待full，但由于沒(méi)有signal(mute*)，producer將無(wú)法進(jìn)入臨界區(qū)而等待，則兩個(gè)進(jìn)程相互等待，陷入死鎖。如果signal(full)與signal(mute*)互換位置,則會(huì)使full的值不再是等待的consumer進(jìn)程數(shù)目。varmute*,empty,full:semaphore:=1,n,0; buffer:array[0,…,n-1]ofitem;in,out:integer:=0,0;Beginparbeginproducer:begin repeat…… produceraniteminne*tp;…… wait(mute*);//前2句顛倒則死鎖wait(empty);buffer(in):=ne*tp; in:=(in+1)modn; signal(full);//后2句顛倒不死鎖signal(mute*);untilfalse;endconsumer:beginrepeatwait(full);wait(mute*);ne*tc:=buffer(out);out:=(out+1)modn;signal(mute*);signal(empty);consumetheiteminne*tc;untilfalse;endParendend由于V操作是釋放資源，因此對(duì)調(diào)V操作的次序無(wú)關(guān)緊要。而對(duì)調(diào)P操作的次序則可能導(dǎo)致死鎖。這時(shí)因?yàn)閷?duì)調(diào)P操作后，有可能出現(xiàn)這樣一種特殊情況：在*一時(shí)刻緩沖池中已裝滿(mǎn)了產(chǎn)品且緩沖池中無(wú)進(jìn)程工作〔這時(shí)信號(hào)量full的值為n，信號(hào)量empty的值為0，信號(hào)量mute*的值為1〕，假設(shè)系統(tǒng)此時(shí)調(diào)度生產(chǎn)者進(jìn)程運(yùn)行，生產(chǎn)者進(jìn)程又生產(chǎn)了一個(gè)產(chǎn)品，它執(zhí)行P(mute*)并順利進(jìn)入臨界區(qū)〔這時(shí)mute*值為0〕，隨后它執(zhí)行p(empty)時(shí)因沒(méi)有空閑緩沖區(qū)而受阻等待，等待消費(fèi)者進(jìn)程進(jìn)入緩沖池取走產(chǎn)品以釋放出緩沖區(qū)；消費(fèi)者進(jìn)程執(zhí)行p(full)后再執(zhí)行p(mute*)時(shí)，因緩沖池被生產(chǎn)者進(jìn)程占據(jù)而無(wú)法進(jìn)入。這樣就形成了生產(chǎn)者進(jìn)程在占有臨界資源的情況下，等待消費(fèi)者進(jìn)程取走產(chǎn)品，而消費(fèi)者進(jìn)程又無(wú)法進(jìn)入臨界區(qū)取走產(chǎn)品的僵局，此時(shí)兩進(jìn)程陷入死鎖。25、我們?yōu)?臨界資源設(shè)置一把鎖W，當(dāng)W=1時(shí)表示關(guān)鎖；當(dāng)W=0時(shí)表示鎖已翻開(kāi)。試寫(xiě)出開(kāi)鎖和關(guān)鎖原語(yǔ)，并利用它們?nèi)?shí)現(xiàn)互斥?！窘狻课覀儾捎靡粋€(gè)變量W作為"鎖〞，代表*個(gè)臨界資源的狀態(tài)，W=0〔false,鎖已翻開(kāi)〕表示該資源未用，W=1〔true，關(guān)鎖〕表示該資源正被使用。同時(shí)，用一段程序作為開(kāi)鎖原語(yǔ)，用另一段程序作為關(guān)鎖原語(yǔ)，要進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程首先要執(zhí)行關(guān)鎖原語(yǔ)，當(dāng)它退出臨界區(qū)時(shí)，要執(zhí)行開(kāi)鎖原語(yǔ)。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)臨界區(qū)的互斥控制。兩個(gè)原語(yǔ)的作用是：加鎖原語(yǔ)lock測(cè)試W是否為0假設(shè)W=0，讓W(xué)=1假設(shè)W=1，繼續(xù)測(cè)試開(kāi)鎖原語(yǔ)unlock使W=0可見(jiàn)，加鎖原語(yǔ)首先要判斷臨界區(qū)中有無(wú)進(jìn)程，假設(shè)W=0，表示無(wú)進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)，它可以馬上進(jìn)入，并立即將W置為1，同時(shí)制止其他進(jìn)程進(jìn)入。假設(shè)W=1，表示已經(jīng)有進(jìn)程進(jìn)入，它只得等待。這種機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單方便，但存在CPU的時(shí)間浪費(fèi)，因?yàn)榈却M(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程將不斷循環(huán)測(cè)試W，等待W變?yōu)?。26、試修改下面生產(chǎn)者-消費(fèi)者問(wèn)題解法中的錯(cuò)誤：producer:beginrepeat…produceaniteminne*tp;wait(mute*);wait(full);buffer(in):=ne*tp;signal(mute*);untilfalse;endconsumer:beginrepeatwait(mute*);wait(empty);ne*tc:=buffer(out);out:=out+1;signal(mute*);consumeiteminne*tc;untilfalse;end修改為：producer:beginrepeatproduceaniteminne*tp;wait(empty);wait(mute*);buffer(in):=ne*tp;in:=(in+1)modn;signal(mute*);signal(full)untilfalse;endconsumer：beginrepeatwait(full);wait(mute*);ne*tc:=buffer(out);out:=(out+1)modn;out:=out+1;signal(mute*);signal(empty);consumeiteminne*tc;untilfalseend27、試?yán)糜涗浶托盘?hào)量機(jī)制寫(xiě)出一個(gè)不會(huì)出現(xiàn)死鎖的哲學(xué)家進(jìn)餐問(wèn)題的算法。28、在測(cè)量控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集任務(wù)時(shí)，把所采集的數(shù)據(jù)送往一單緩沖區(qū)；計(jì)算任務(wù)從該單緩沖區(qū)中取出數(shù)據(jù)進(jìn)展計(jì)算。試寫(xiě)出利用信號(hào)量機(jī)制實(shí)現(xiàn)兩任務(wù)共享單緩沖區(qū)的同步算法?！窘狻克惴ㄈ缦拢篤armute*,empty,full:semaphore:=1,1,0;buffer:item;beginparbeginReceive:beginrepeatWait(empty);Wait(mute*);buffer:=ne*tp;Signal(mute*);Signal(full);untilfalseendGet:beginrepeatWait(full);Wait(mute*);ne*tp:=buffer;Signal(mute*);Signal(empty);untilfalseendparendend29、畫(huà)圖說(shuō)明管程由哪幾局部組成？〔P56〕為什么要引入條件變量？〔P57〕【解】如圖：初始化代碼初始化代碼條件〔不忙〕隊(duì)列進(jìn)入隊(duì)列共享數(shù)據(jù)……一組操作進(jìn)程通常，由于等待的原因可能有多個(gè)，為了區(qū)別它們，因此引入條件變量。30、如何利用管程來(lái)解決生產(chǎn)者—消費(fèi)者問(wèn)題？〔P60〕【解】首先為它們建立一個(gè)管程，描述如下：Typeproducer-consumer=monitorvarin,out,count:integer;buffer:array[0,,n-1]ofitem;notfull,notempty:condition;procedureentryput(item)beginifcount>=nthennotfull.wait;buffer(in):=ne*tp;in:=(in+1)modn;count:=count+1;ifnotempty.queuethennotempty.signal;endprocedureentryget(item)begin ifcount<=0thennotempyt.wait;ne*tc:=buffer(out);out:=(out+1)modn;count:=count-1;ifnotfull.queuethennotfull.signal;endbeginin:=out:=0;count:=0;end生產(chǎn)者和消費(fèi)者可描述為：producer:beginrepeatproduceaniteminne*tp;PC.put(item);untilfalse;endconsumer:beginrepeatPC.get(item);consumetheiteminne*tcuntilfalse;end31、什么是AND信號(hào)量？試?yán)肁ND信號(hào)量寫(xiě)出生產(chǎn)者—消費(fèi)者問(wèn)題的解法。【解】AND信號(hào)量是指：將進(jìn)程在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中所需的所有臨界資源一次性地全局部配給進(jìn)程，待該進(jìn)程使用完后再一起釋放。只要尚有一個(gè)資源未能分配給該進(jìn)程，其他所有可能為之分配的資源，也不分配給他，即：對(duì)假設(shè)干臨界資源分配，采取原子操作方式，要么全局部配到進(jìn)程，要么一個(gè)也不分配。叫AND信號(hào)量。解法如下：varmute*,empty,full:semaphore:=1,n,0;buffer:array[0,,n-1]ofitem;in,out:integer:=0,0;beginparbeginproducer:beginrepeatproduceaniteminne*tpSwait(empty,mute*);buffer(in):=ne*tp;in:=(in+1)modn;Ssignal(mute*,full);untilfalse;endconsumer:beginrepeatSwait(full,mute*);ne*tc:=buffer(out);out:=(out+1)modn;Ssignal(mute*,empty);consumetheiteminne*tc;untilfalseend;32、什么是信號(hào)量集？試?yán)眯盘?hào)量集寫(xiě)出讀者-寫(xiě)者問(wèn)題的解法。33、試比較進(jìn)程間的低級(jí)與高級(jí)通信工具?！睵65〕34、當(dāng)前有哪幾種高級(jí)通信機(jī)制？〔P65〕【解】共享存儲(chǔ)器系統(tǒng)，消息傳遞系統(tǒng)，管道通信系統(tǒng)。35、消息隊(duì)列通信機(jī)制有哪幾方面功能？〔P66〕【解】發(fā)送進(jìn)程利用send原語(yǔ)，將消息直接發(fā)送給接收進(jìn)程；接收進(jìn)程利用receive原語(yǔ)接收消息。36、為什么要在OS中引入線程？〔P72〕37、試說(shuō)明線程具有哪些屬性？〔P73〕38、試從調(diào)度性、并發(fā)性、擁有資源及系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)幾個(gè)方面，對(duì)進(jìn)程和線程進(jìn)展比較。【解】〔1〕調(diào)度性在傳統(tǒng)的OS中，擁有資源的根本單位和獨(dú)立調(diào)度、分派的根本單位都是進(jìn)程。而在引入線程的OS中，則把線程作為調(diào)度和分派的根本單位，而把進(jìn)程作為資源擁有的根本單位，使傳統(tǒng)進(jìn)程的兩個(gè)屬性分開(kāi)，線程便能輕裝運(yùn)行，從而顯著提高系統(tǒng)并發(fā)程度。在同一進(jìn)程中，線程的切換不會(huì)引起進(jìn)程切換，在由一個(gè)進(jìn)程中的線程切換到另一個(gè)進(jìn)程中的線程時(shí)，將會(huì)引起進(jìn)程切換。〔2〕并發(fā)性多線程的操作系統(tǒng)中，不僅進(jìn)程可以并發(fā)執(zhí)行，而且一個(gè)進(jìn)程的多個(gè)線程也可并發(fā)執(zhí)行。從而能更有效的使用系統(tǒng)資源和提高系統(tǒng)吞吐量?！?〕擁有資源進(jìn)程是擁有資源的獨(dú)立單位。線程自己使不擁有系統(tǒng)資源，但可訪問(wèn)隸屬進(jìn)程的資源?！?〕系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)在創(chuàng)立和撤消進(jìn)程時(shí)，系統(tǒng)要為之分配或回收資源，所以系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)要顯著大于在創(chuàng)立和撤消線程的開(kāi)銷(xiāo)。在進(jìn)展進(jìn)程切換時(shí)，涉及到整個(gè)當(dāng)前進(jìn)程CPU環(huán)境的保存以及新被調(diào)度運(yùn)行的進(jìn)程的CPU環(huán)境的設(shè)置。而線程切換只須保存和設(shè)置少量存放器的內(nèi)容，并不涉及存儲(chǔ)器管理方面的操作?？梢?jiàn)，進(jìn)程切換的開(kāi)銷(xiāo)也遠(yuǎn)大于線程切換的開(kāi)銷(xiāo)。此外，由于同一進(jìn)程中的多個(gè)線程具有一樣的地址空間，致使它們之間的同步和通信的實(shí)現(xiàn)也變得比較容易。39、為了在多線程O(píng)S中實(shí)現(xiàn)進(jìn)程之間的同步與通信，通常提供了哪幾種同步機(jī)制？【解】互斥鎖，條件變量，計(jì)數(shù)信號(hào)量，多讀、單寫(xiě)鎖。40、用于實(shí)現(xiàn)線程同步的私用信號(hào)量和公用信號(hào)量之間有何差異？〔P76〕41、何謂用戶(hù)級(jí)線程和內(nèi)核支持線程？〔P77〕【解】用戶(hù)級(jí)線程僅存在于用戶(hù)級(jí)中，它的創(chuàng)立、撤消和切換都不利用系統(tǒng)調(diào)用實(shí)現(xiàn)，與內(nèi)核無(wú)關(guān)，相應(yīng)的，內(nèi)核也不知道有用戶(hù)級(jí)線程存在。內(nèi)核級(jí)線程依賴(lài)于內(nèi)核，無(wú)論用戶(hù)進(jìn)程中的線程還是系統(tǒng)進(jìn)程中的線程，其創(chuàng)立、撤消、切換都由內(nèi)核實(shí)現(xiàn)。在內(nèi)核中保存了一張線程控制塊，內(nèi)核根據(jù)控制塊感知線程的存在并對(duì)其進(jìn)展控制。比較：〔1〕線程的調(diào)度與切換速度內(nèi)核支持線程的調(diào)度和切換與進(jìn)程的調(diào)度和切換十分相似。例如，在線程調(diào)度時(shí)的調(diào)度方式，同樣也是搶占方式和非搶占方式兩種。在線程的調(diào)度算法上，也同樣可采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)、優(yōu)先權(quán)算法等。當(dāng)由線程調(diào)度選中一個(gè)線程后，再將處理機(jī)分配給它。當(dāng)然，線程在調(diào)度和切換上所花費(fèi)的開(kāi)銷(xiāo)要比進(jìn)程的小得多。對(duì)于用戶(hù)級(jí)線程的切換，通常是發(fā)生在一個(gè)應(yīng)用程序的多線程之間，這時(shí)，不僅無(wú)須通過(guò)中斷進(jìn)入OS的內(nèi)核，而且切換的規(guī)則也遠(yuǎn)比進(jìn)程調(diào)度和切換的規(guī)則簡(jiǎn)單。例如，當(dāng)一個(gè)線程阻塞后會(huì)自動(dòng)切換到下一個(gè)具有一樣功能的線程，因此，用戶(hù)級(jí)線程的切換速度特別快?！?〕系統(tǒng)調(diào)用當(dāng)傳統(tǒng)的用戶(hù)進(jìn)程調(diào)用一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用時(shí)，要由用戶(hù)態(tài)轉(zhuǎn)入核心態(tài)，用戶(hù)進(jìn)程將被阻塞。當(dāng)內(nèi)核完成系統(tǒng)調(diào)用而返回時(shí)，才將該進(jìn)程喚醒，繼續(xù)執(zhí)行。而在用戶(hù)級(jí)線程調(diào)用一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用時(shí)，由于內(nèi)核并不知道有該用戶(hù)級(jí)線程的存在，因而把系統(tǒng)調(diào)用看作是整個(gè)進(jìn)程的行為，于是使該進(jìn)程等待，而調(diào)度另一個(gè)進(jìn)程執(zhí)行，同樣是在內(nèi)核完成系統(tǒng)調(diào)用而返回時(shí)，進(jìn)程才能繼續(xù)執(zhí)行。如果系統(tǒng)中設(shè)置的是內(nèi)核支持線程，則調(diào)度是以線程為單位。當(dāng)一個(gè)線程調(diào)用一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用時(shí)，內(nèi)核把系統(tǒng)調(diào)用只看作是該線程的行為，因而阻塞該線程，于是可以再調(diào)度該進(jìn)程中的其他線程執(zhí)行?！?〕線程執(zhí)行時(shí)間對(duì)于只設(shè)置了用戶(hù)級(jí)線程的系統(tǒng)，調(diào)度是以進(jìn)程為單位進(jìn)展的。在采用輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法時(shí)，各個(gè)進(jìn)程輪流執(zhí)行一個(gè)時(shí)間片，這對(duì)諸進(jìn)程而言，似是公平。但假設(shè)在進(jìn)程A中包含了一個(gè)用戶(hù)級(jí)線程，而進(jìn)程B中含有100個(gè)線程，這樣，進(jìn)程A中線程的運(yùn)行時(shí)間，將是進(jìn)程B中各線程運(yùn)行時(shí)間的100倍；相應(yīng)地，速度就快100倍。假設(shè)系統(tǒng)中設(shè)置的是內(nèi)核支持線程，其調(diào)度是以線程為單位進(jìn)展的，這樣，進(jìn)程B可以獲得的CPU時(shí)間是進(jìn)程A的100倍，進(jìn)程B可使100個(gè)系統(tǒng)調(diào)用并發(fā)工作。42、試說(shuō)明用戶(hù)級(jí)線程的實(shí)現(xiàn)方法?！睵77〕43、試說(shuō)明內(nèi)核支持線程的實(shí)現(xiàn)方法?！睵77〕如何保證諸進(jìn)程互斥地訪問(wèn)臨界資源？答：為了互斥地訪問(wèn)臨界資源，系統(tǒng)必須保證進(jìn)程互斥地進(jìn)入臨界區(qū)。為此，必須在臨界區(qū)前增加一段稱(chēng)為進(jìn)入?yún)^(qū)的代碼，以檢查是否有其他進(jìn)程已進(jìn)入臨界區(qū)使用臨界資源。假設(shè)有，則進(jìn)程必須等待；否則，允許進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)，同時(shí)設(shè)置標(biāo)志表示有進(jìn)程正在臨界區(qū)內(nèi)。同樣地，在臨界區(qū)后必須增加一段稱(chēng)作退出區(qū)的代碼，用于將已有進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)訪問(wèn)臨界資源的標(biāo)志改為無(wú)進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)使用臨界資源。進(jìn)入?yún)^(qū)、退出區(qū)具體可用多種同步機(jī)制實(shí)現(xiàn)，如鎖、信號(hào)量機(jī)制等。何謂"忙等〞？它有什么缺點(diǎn)？答：所謂"忙等〞是指"不讓權(quán)〞的等待，即進(jìn)程因*事件的發(fā)生而無(wú)法繼續(xù)執(zhí)行時(shí)，它仍占有CPU，并通過(guò)不斷地執(zhí)行循環(huán)測(cè)試指令來(lái)等待該事件的完成。"忙等〞的主要缺點(diǎn)是浪費(fèi)CPU的時(shí)間，另外，它還可能引起預(yù)料不到的后果。例如，考慮*個(gè)采取高優(yōu)先權(quán)優(yōu)先調(diào)度原則的系統(tǒng)，目前有2個(gè)進(jìn)程A和B共享*個(gè)臨界資源，A的優(yōu)先權(quán)較高，B的優(yōu)先權(quán)較低，且B已處于臨界區(qū)內(nèi)，而A欲進(jìn)入自己的臨界區(qū)，則A、B都不可能繼續(xù)向前推進(jìn)，陷入"死等〞狀態(tài)。進(jìn)程之間存在著哪幾種制約關(guān)系？各是什么原因引起的？以下活動(dòng)分別屬于哪種制約關(guān)系？假設(shè)干同學(xué)去圖書(shū)館借書(shū)；兩隊(duì)舉行籃球比賽；流水線生產(chǎn)的各道工序；商品生產(chǎn)和社會(huì)消費(fèi)。答：進(jìn)程之間存在著直接制約和間接制約兩種制約關(guān)系，其中直接制約〔同步〕是由于進(jìn)程間的相互合作而引起的，而間接制約〔互斥〕則是由于進(jìn)程間共享臨界資源而引起的。假設(shè)干同學(xué)去圖書(shū)館借書(shū)是間接制約，其中書(shū)是臨界資源。兩隊(duì)舉行籃球比賽是間接制約，其中籃球是臨界資源。流水線生產(chǎn)的各道工序是直接制約，各道工序間需要相互合作，每道工序的開(kāi)場(chǎng)都依賴(lài)于前一道工序的完成。商品生產(chǎn)和社會(huì)消費(fèi)是直接制約，兩者也需要相互合作：商品生產(chǎn)出來(lái)后才可以被消費(fèi)；商品被消費(fèi)后才需要再生產(chǎn)。第二局部選擇題1．在進(jìn)程管理中，當(dāng)C時(shí)，進(jìn)程從阻塞狀態(tài)變?yōu)榫途w狀態(tài)。2．分配到必要的資源并獲得處理機(jī)時(shí)的進(jìn)程狀態(tài)是B。3．P、V操作是A。4．設(shè)系統(tǒng)中有n〔n>2〕個(gè)進(jìn)程，且當(dāng)前不在執(zhí)行進(jìn)程調(diào)度程序，試考慮下述4種情況，不可能發(fā)生的情況是A。A．沒(méi)有運(yùn)行進(jìn)程，有2個(gè)就緒進(jìn)程，n個(gè)進(jìn)程處于等待狀態(tài)。B．有1個(gè)運(yùn)行進(jìn)程，沒(méi)有就緒進(jìn)程，n-1個(gè)進(jìn)程處于等待狀態(tài)。C．有1個(gè)運(yùn)行進(jìn)程，有1個(gè)就緒進(jìn)程，n-2個(gè)進(jìn)程處理等待狀態(tài)。D．有1個(gè)運(yùn)行進(jìn)程，n-1個(gè)就緒進(jìn)程，沒(méi)有進(jìn)程處于等待狀態(tài)。5．假設(shè)P、V操作的信號(hào)量S初值為2，當(dāng)前值為-1，則表示有B等待進(jìn)程。A.0個(gè) B.1個(gè) C.2個(gè) D.3個(gè)6．進(jìn)程的三個(gè)根本狀態(tài)在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化，進(jìn)程由就緒狀態(tài)變?yōu)檫\(yùn)行狀態(tài)的條件是D。7．進(jìn)程的三個(gè)根本狀態(tài)在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化，進(jìn)程由運(yùn)行狀態(tài)變?yōu)樽枞麪顟B(tài)的條件是B。8．以下的進(jìn)程狀態(tài)變化中，C變化是不可能發(fā)生的。A．運(yùn)行就緒B．運(yùn)行就緒C．等待運(yùn)行D．等待就緒9．一個(gè)運(yùn)行的進(jìn)程用完了分配給它的時(shí)間片后，它的狀態(tài)變?yōu)锳。10．用V操作喚醒一個(gè)等待進(jìn)程時(shí)，被喚醒進(jìn)程的狀態(tài)變?yōu)锽。11．操作系統(tǒng)通過(guò)B對(duì)進(jìn)程進(jìn)展管理。A.JCB B.PCB C.DCT D.CHCT12．用P、V操作可以解決A互斥問(wèn)題。A.一切 B.*些 C.正確 D.錯(cuò)誤13．一個(gè)進(jìn)程被喚醒意味著D。A.該進(jìn)程重新占有了CPU B.它的優(yōu)先權(quán)變?yōu)樽畲驝.其PCB移至等待隊(duì)列隊(duì)首 D.進(jìn)程變?yōu)榫途w狀態(tài)14．多道程序環(huán)境下，操作系統(tǒng)分配資源以C為根本單位。A.程序 B.指令 C.進(jìn)程 D.作業(yè)15.從靜態(tài)的角度看，進(jìn)程是由〔A〕、〔B〕、〔C〕三局部組成的，其中〔C〕是進(jìn)程存在的唯一標(biāo)志。當(dāng)幾個(gè)進(jìn)程共享〔A〕時(shí)，〔A〕應(yīng)當(dāng)是可重入代碼。A：程序段；B：數(shù)據(jù)段；C：PCB；16.進(jìn)程的三個(gè)根本狀態(tài)是〔A〕、〔B〕、〔C〕。由〔A〕到〔B〕是由進(jìn)程調(diào)度所引起的；由〔B〕到〔C〕是正在執(zhí)行的進(jìn)程發(fā)生了*事件，使之無(wú)法繼續(xù)執(zhí)行而引起的。A：就緒；B：執(zhí)行；C：阻塞；17.正在等待他人釋放臨界資源的進(jìn)程處于〔A〕狀態(tài)，已分配到除CPU外的所有資源的進(jìn)程處于〔B〕狀態(tài)，已獲得CPU的進(jìn)程處于〔C〕狀態(tài)。A：阻塞；B：就緒；C：執(zhí)行；18.以下進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換中，絕對(duì)不可能發(fā)生的狀態(tài)轉(zhuǎn)換是〔A〕；一般不會(huì)發(fā)生的狀態(tài)轉(zhuǎn)換是〔B〕。A：就緒阻塞；B：阻塞執(zhí)行；19.在一個(gè)單處理機(jī)系統(tǒng)中，存在5個(gè)進(jìn)程，最多可有〔A〕個(gè)進(jìn)程處于就緒隊(duì)列；如果這5個(gè)進(jìn)程中有一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)程IDLE〔也叫空轉(zhuǎn)進(jìn)程，因?yàn)樗皇遣粩嘌h(huán)地執(zhí)行空語(yǔ)句〕，則最多可有〔B〕個(gè)進(jìn)程處于阻塞狀態(tài)。A，B：〔1〕5；〔2〕4；〔3〕3；〔4〕2；〔5〕1；〔6〕0。20.正在執(zhí)行的進(jìn)程由于其時(shí)間片用完被暫停執(zhí)行，此時(shí)進(jìn)程應(yīng)從執(zhí)行狀態(tài)變?yōu)椤睞〕狀態(tài)；處于靜止阻塞狀態(tài)的進(jìn)程，在進(jìn)程等待的事件出現(xiàn)后，應(yīng)變?yōu)椤睟〕狀態(tài)；假設(shè)進(jìn)程正處于執(zhí)行狀態(tài)時(shí)，因終端的請(qǐng)求而暫停下來(lái)以便研究其運(yùn)行情況，這時(shí)進(jìn)程應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)椤睠〕狀態(tài)，假設(shè)進(jìn)程已處于阻塞狀態(tài)；則此時(shí)應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)椤睤〕狀態(tài)。A：〔1〕靜止阻塞；〔2〕活動(dòng)阻塞；〔3〕靜止就緒；〔4〕活動(dòng)就緒；〔5〕執(zhí)行。B：〔1〕靜止阻塞；〔2〕活動(dòng)阻塞；〔3〕靜止就緒；〔4〕活動(dòng)就緒；〔5〕執(zhí)行。C：〔1〕靜止阻塞；〔2〕活動(dòng)阻塞；〔3〕靜止就緒；〔4〕活動(dòng)就緒；〔5〕執(zhí)行。D：〔1〕靜止阻塞；〔2〕活動(dòng)阻塞；〔3〕靜止就緒；〔4〕活動(dòng)就緒；〔5〕執(zhí)行。21.為使進(jìn)程由活動(dòng)就緒轉(zhuǎn)變?yōu)殪o止就緒，應(yīng)利用〔A〕原語(yǔ)；為使進(jìn)程由執(zhí)行狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樽枞麪顟B(tài)，應(yīng)利用〔B〕原語(yǔ)；為使進(jìn)程由靜止就緒變?yōu)榛顒?dòng)就緒，應(yīng)利用〔C〕原語(yǔ)；從阻塞狀態(tài)變?yōu)榫途w狀態(tài)應(yīng)利用〔D〕原語(yǔ)。A：〔1〕create；〔2〕suspend；〔3〕active；〔4〕block；〔5〕wakeup。B：〔1〕create；〔2〕suspend；〔3〕active；〔4〕block；〔5〕wakeup。C：〔1〕create；〔2〕suspend；〔3〕active；〔4〕block；〔5〕wakeup。D：〔1〕create；〔2〕suspend；〔3〕active；〔4〕block；〔5〕wakeup。22.在分時(shí)系統(tǒng)中，導(dǎo)致進(jìn)程創(chuàng)立的典型事件是〔A〕；在批處理系統(tǒng)中，導(dǎo)致進(jìn)程創(chuàng)立的典型事件是〔B〕；由系統(tǒng)專(zhuān)門(mén)為運(yùn)行中的應(yīng)用進(jìn)程創(chuàng)立新進(jìn)程的事件是〔C〕。在創(chuàng)立進(jìn)程時(shí)，〔D〕不是創(chuàng)立所必需的步驟。A：〔1〕用戶(hù)注冊(cè)；〔2〕用戶(hù)登錄；〔3〕用戶(hù)記賬；〔4〕用戶(hù)通信。B：〔1〕作業(yè)錄入；〔2〕作業(yè)調(diào)度；〔3〕進(jìn)程調(diào)度；〔4〕中級(jí)調(diào)度。C：〔1〕分配資源；〔2〕進(jìn)展通信；〔3〕共享資源；〔4〕提供效勞。D：〔1〕為進(jìn)程建立PCB；〔2〕為進(jìn)程分配內(nèi)存等資源；〔3〕為進(jìn)程分配CPU；〔4〕將進(jìn)程插入就緒隊(duì)列。23.從下面對(duì)臨界區(qū)的論述中，選出一條正確的論述?！?〕臨界區(qū)是指進(jìn)程中用于實(shí)現(xiàn)進(jìn)程互斥的那段代碼?！?〕臨界區(qū)是指進(jìn)程中用于實(shí)現(xiàn)進(jìn)程同步的那段代碼。〔3〕臨界區(qū)是指進(jìn)程中用于實(shí)現(xiàn)進(jìn)程通信的那段代碼?！?〕臨界區(qū)是指進(jìn)程中用于訪問(wèn)共享資源的那段代碼?！?〕臨界區(qū)是指進(jìn)程中訪問(wèn)臨界資源的那段代碼。24.進(jìn)程A和B共享同一臨界資源，并且進(jìn)程A正處于對(duì)應(yīng)的臨界區(qū)內(nèi)執(zhí)行。請(qǐng)從以下描述中選擇一條正確的描述。CA.進(jìn)程A的執(zhí)行不能被中斷，即臨界區(qū)的代碼具有原子性。B.進(jìn)程A的執(zhí)行能被中斷，但中斷A后，不能將CPU調(diào)度給進(jìn)程B。C.進(jìn)程A的執(zhí)行能被中斷，而且只要B進(jìn)程就緒，就可以將CPU調(diào)度給進(jìn)程B。D.進(jìn)程A的執(zhí)行能被中斷，而且只要B進(jìn)程就緒，就必定將CPU調(diào)度給進(jìn)程B。25.〔A〕是一種只能由wait和signal操作所改變的整型變量，〔A〕可用于實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的〔B〕和〔C〕，〔B〕是排他性訪問(wèn)臨界資源。A：〔1〕控制變量；〔2〕鎖；〔3〕整型信號(hào)量；〔4〕記錄型信號(hào)量。B：〔1〕同步；〔2〕通信；〔3〕調(diào)度；〔4〕互斥。C：〔1〕同步；〔2〕通信；〔3〕調(diào)度；〔4〕互斥。26.對(duì)于記錄型信號(hào)量，在執(zhí)行一次wait操作時(shí)，信號(hào)量的值應(yīng)當(dāng)〔A〕，當(dāng)其值為〔B〕時(shí)，進(jìn)程阻塞。在執(zhí)行signal操作時(shí)，信號(hào)量的值應(yīng)當(dāng)為〔C〕，當(dāng)其值為〔D〕時(shí)，應(yīng)喚醒阻塞隊(duì)列中的進(jìn)程。A：〔1〕不變；〔2〕加1；〔3〕減1；〔4〕加指定數(shù)值；〔5〕減指定數(shù)值。B：〔1〕大于0；〔2〕小于0；〔3〕大于等于0；〔4〕小于等于0.C：〔1〕不變；〔2〕加1；〔3〕減1；〔4〕加指定數(shù)值；〔5〕減指定數(shù)值。D：〔1〕大于0；〔2〕小于0；〔3〕大于等于0；〔4〕小于等于0.27.用信號(hào)量S實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)中4臺(tái)打印機(jī)的互斥使用，S.value的初值應(yīng)設(shè)置為〔A〕，假設(shè)S.value的初值為-1，則表示S.L隊(duì)列中有〔B〕個(gè)等待進(jìn)程。A：〔1〕1；〔2〕0；〔3〕-1；〔4〕4；〔5〕-4B：〔1〕1；〔2〕2；〔3〕3；〔4〕4；〔5〕5；〔6〕6；〔7〕0。28.設(shè)有10個(gè)進(jìn)程共享一個(gè)互斥段，如果最多允許有1個(gè)進(jìn)程進(jìn)入互斥段，則所采用的互斥信號(hào)量初值應(yīng)設(shè)置為〔A〕，而該信號(hào)量的取值范圍為〔B〕；如果最多允許有3個(gè)進(jìn)程同時(shí)進(jìn)入互斥段，則所采用的互斥信號(hào)量初值應(yīng)設(shè)置為〔C〕。A：〔1〕10；〔2〕；3；〔3〕1；〔4〕0。B：〔1〕0~1；〔2〕-1~0；〔3〕1~-9；〔4〕0~-9。C：〔1〕10；〔2〕；3；〔3〕1；〔4〕0。29.在生產(chǎn)者-消費(fèi)者問(wèn)題中，應(yīng)設(shè)置互斥信號(hào)量mute*、資源信號(hào)量full和empty。它們的初值應(yīng)分別為〔A〕、〔B〕、〔C〕。A：〔1〕0；〔2〕1；〔3〕-1；〔4〕-n；〔5〕+n。B：〔1〕0；〔2〕1；〔3〕-1；〔4〕-n；〔5〕+n。C：〔1〕0；〔2〕1；〔3〕-1；〔4〕-n；〔5〕+n。30.對(duì)生產(chǎn)者-消費(fèi)者問(wèn)題的算法描述如下，請(qǐng)選擇正確的答案填入方框中。..>Producer:beginRepeat(A);(B);Buffer(in):=m;In:=(in+1)modn;(C);(D);UntilfalseEndConsumer:beginRepeat(E);(B);M:=buffer(out);Out:=(out+1)modn;(C);(F);UntilfalseendA:(1)wait(mute*);(2)signal(mute*);(3)wait(empty);(4)signal(full);(5)wait(full);(6)signal(empty)。B:(1)wait(mute*);(2)signal(mute*);(3)wait(empty);(4)signal(full);(5)wait(full);(6)signal(empty)。C:(1)wait(mute*);(2)signal(mute*);(3)wait(empty);(4)signal(full);(5)wait(full);(6)signal(empty)。D:(1)wait(mute*);(2)signal(mute*);(3)wait(empty);(4)signal(full);(5)wait(full);(6)signal(empty)。E:(1)wait(mute*);(2)signal(mute*);(3)wait(empty);(4)signal(full);(5)wait(full);(6)signal(empty)。F:(1)wait(mute*);(2)signal(mute*);(3)wait(empty);(4)signal(full);(5)wait(full);(6)signal(empty)。31.試選擇〔A〕~〔D〕，以便能正確地描述圖2.12所示的前趨關(guān)系。S1S2S3S1S2S3S4abcBeginParbeginBeginS1;(A);end;BeginS2;(B);end;BeginWait(a);wait(b);S3;(C);EndBegin(D);S4endParendEndA:(1)signal(a);(2)signal(b);(3)wait(c);(4)signal(c)。B:(1)signal(a);(2)signal(b);(3)wait(c);(4)signal(c)。C:(1)signal(a);(2)signal(b);(3)wait(c);(4)signal(c)。D:(1)signal(a);(2)signal(b);(3)wait(c);(4)signal(c)。32．有兩個(gè)程序：A程序按順序使用CPU10秒、設(shè)備甲5秒、CPU5秒、設(shè)備乙10秒、CPU10秒；B程序按順序使用設(shè)備甲10秒、CPU10秒、設(shè)備乙5秒、CPU5秒、設(shè)備乙10秒。在順序環(huán)境下，執(zhí)行上述程序，CPU的利用率約為〔A〕。假設(shè)允許它們采用非搶占方式并發(fā)執(zhí)行，并且不考慮切換等開(kāi)銷(xiāo)，則CPU的利用率約為〔B〕。A〔1〕30%；〔2〕40%；〔3〕50%；〔4〕60%；〔5〕70%；〔6〕80%；〔7〕90%。B〔1〕30%；〔2〕40%；〔3〕50%；〔4〕60%；〔5〕70%；〔6〕80%；〔7〕90%。33.從下面的表達(dá)中選出一條正確的表達(dá)：〔1〕操作系統(tǒng)的一個(gè)重要概念是進(jìn)程，不同的進(jìn)程所執(zhí)行的代碼也不同。〔2〕操作系統(tǒng)通過(guò)PCB來(lái)控制和管理進(jìn)程，用戶(hù)進(jìn)程可從PCB中讀出與本身運(yùn)行狀態(tài)相關(guān)的信息?！?〕當(dāng)進(jìn)程由執(zhí)行狀態(tài)變?yōu)榫途w狀態(tài)時(shí)，CPU現(xiàn)場(chǎng)信息必須被保存在PCB中?！?〕當(dāng)進(jìn)程申請(qǐng)CPU得不到滿(mǎn)足時(shí)，它將處于阻塞狀態(tài)?！?〕進(jìn)程是可與其他程序并發(fā)執(zhí)行的程序在一個(gè)數(shù)據(jù)集合上的運(yùn)行過(guò)程，所以程序段是進(jìn)程存在的唯一標(biāo)志。34.從下面的表達(dá)中選出4條正確的表達(dá)：〔1〕一個(gè)進(jìn)程的狀態(tài)發(fā)生變化總會(huì)引起其它一些進(jìn)程的狀態(tài)發(fā)生變化?！?〕進(jìn)程被掛起〔suspend〕后，狀態(tài)變?yōu)樽枞麪顟B(tài)?！?〕信號(hào)量的初值不能為負(fù)數(shù)。〔4〕線程是CPU調(diào)度的根本單位，但不是資源分配的根本單位?！?〕在進(jìn)程對(duì)應(yīng)的代碼中使用wait、signal操作后，可以防止系統(tǒng)發(fā)生死鎖?！?〕管程每次只允許一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入。〔7〕wait、signal操作可以解決一切互斥問(wèn)題?！?〕程序的順序執(zhí)行具有不可再現(xiàn)性。35.在引入線程的操作系統(tǒng)中，資源分配和調(diào)度的根本單位是〔A〕，CPU調(diào)度和分配的根本單位是〔B〕。A：〔1〕程序；〔2〕進(jìn)程；〔3〕線程；〔4〕作業(yè)。B：〔1〕程序；〔2〕進(jìn)程；〔3〕線程；〔4〕作業(yè)。36.在三種根本類(lèi)型的操作系統(tǒng)中，都設(shè)置了〔A〕，在批處理系統(tǒng)中還應(yīng)設(shè)置〔B〕；在分時(shí)系統(tǒng)中除了〔A〕以外，通常還設(shè)置了〔C〕，在多處理機(jī)系統(tǒng)中則還需設(shè)置〔D〕。A：〔1〕剝奪調(diào)度；〔2〕作業(yè)調(diào)度；〔3〕進(jìn)程調(diào)度；〔4〕中級(jí)調(diào)度；〔5〕多處理機(jī)調(diào)度。B：〔1〕剝奪調(diào)度；〔2〕作業(yè)調(diào)度；〔3〕進(jìn)程調(diào)度；〔4〕中級(jí)調(diào)度；〔5〕多處理機(jī)調(diào)度。C：〔1〕剝奪調(diào)度；〔2〕作業(yè)調(diào)度；〔3〕進(jìn)程調(diào)度；〔4〕中級(jí)調(diào)度；〔5〕多處理機(jī)調(diào)度。D：〔1〕剝奪調(diào)度；〔2〕作業(yè)調(diào)度；〔3〕進(jìn)程調(diào)度；〔4〕中級(jí)調(diào)度；〔5〕多處理機(jī)調(diào)度。37.在面向用戶(hù)的調(diào)度準(zhǔn)則中，〔A〕是選擇實(shí)時(shí)調(diào)度算法的重要準(zhǔn)則，〔B〕是選擇分時(shí)系統(tǒng)中進(jìn)程調(diào)度算法的重要準(zhǔn)則，〔C〕是批處理系統(tǒng)中選擇作業(yè)調(diào)度算法的重要準(zhǔn)則，而〔D〕準(zhǔn)則則是為了照顧緊急作業(yè)用戶(hù)的要求而設(shè)置的。A：〔1〕響應(yīng)時(shí)間快；〔2〕平均周轉(zhuǎn)時(shí)間短；〔3〕截止時(shí)間的保證；〔4〕優(yōu)先權(quán)高的作業(yè)能獲得優(yōu)先效勞；〔5〕效勞費(fèi)低。B：〔1〕響應(yīng)時(shí)間快；〔2〕平均周轉(zhuǎn)時(shí)間短；〔3〕截止時(shí)間的保證；〔4〕優(yōu)先權(quán)高的作業(yè)能獲得優(yōu)先效勞；〔5〕效勞費(fèi)低。C：〔1〕響應(yīng)時(shí)間快；〔2〕平均周轉(zhuǎn)時(shí)間短；〔3〕截止時(shí)間的保證；〔4〕優(yōu)先權(quán)高的作業(yè)能獲得優(yōu)先效勞；〔5〕效勞費(fèi)低。D：〔1〕響應(yīng)時(shí)間快；〔2〕平均周轉(zhuǎn)時(shí)間短；〔3〕截止時(shí)間的保證；〔4〕優(yōu)先權(quán)高的作業(yè)能獲得優(yōu)先效勞；〔5〕效勞費(fèi)低。38.支持多道程序設(shè)計(jì)的操作系統(tǒng)，在運(yùn)行過(guò)程中不斷地選擇新進(jìn)程運(yùn)行來(lái)實(shí)現(xiàn)CPU的共享，但其中〔A〕不是引起操作系統(tǒng)選擇新進(jìn)程的直接原因。A：〔1〕執(zhí)行進(jìn)程的時(shí)間片用完；〔2〕執(zhí)行進(jìn)程出錯(cuò)；〔3〕執(zhí)行進(jìn)程要等待*一事件發(fā)生；〔4〕有新進(jìn)程進(jìn)入就緒隊(duì)列。39、一般情況下，互斥信號(hào)量的初值為B。A.0 B.1 C.2 D.4第三局部是非題1．進(jìn)程是動(dòng)態(tài)的概念〔對(duì)〕2．進(jìn)程執(zhí)行需要處理機(jī)〔對(duì)〕3．進(jìn)程是有生命期的〔對(duì)〕4．進(jìn)程是指令的集合〔錯(cuò)〕5．操作系統(tǒng)的一重要概念是進(jìn)程，因此不同進(jìn)程所執(zhí)行的代碼也一定不同〔錯(cuò)〕7．操作系統(tǒng)用PCB管理進(jìn)程，用戶(hù)進(jìn)程可以從PCB中讀出與本身運(yùn)行狀況有關(guān)的信息〔錯(cuò)〕8．進(jìn)程同步是指*些進(jìn)程之間在邏輯上的相互制約關(guān)系〔對(duì)〕9.在一個(gè)只有單個(gè)CPU的計(jì)算機(jī)中，進(jìn)程不能并行操作。錯(cuò)。一個(gè)進(jìn)程在利用CPU運(yùn)行，另一個(gè)進(jìn)程可以同時(shí)進(jìn)展I/O操作，它們是并行的。10.線程可以分為內(nèi)核級(jí)〔KernelThread〕和用戶(hù)級(jí)〔UserThread〕兩種，操作系統(tǒng)不可以直接調(diào)度用戶(hù)級(jí)的線程。對(duì)。第四局部填空題1．信號(hào)量的物理意義是當(dāng)信號(hào)量值大于零時(shí)表示可用資源的數(shù)目；當(dāng)信號(hào)量值小于零時(shí)，其絕對(duì)值為因請(qǐng)求該資源而被阻塞的進(jìn)程數(shù)目。2．臨界資源的概念是一次僅允許一個(gè)進(jìn)程訪問(wèn)的資源，而臨界區(qū)是指進(jìn)程中訪問(wèn)臨界資源的那段程序代碼。3．進(jìn)程在運(yùn)行過(guò)程中有三種根本狀態(tài)，它們是運(yùn)行、就緒、等待。4．進(jìn)程主要由程序段、數(shù)據(jù)段、PCB三局部?jī)?nèi)容組成，其中PCB是進(jìn)程存在的唯一標(biāo)志。而程序段局部也可以為其他進(jìn)程共享。5．系統(tǒng)中各進(jìn)程之間邏輯上的相互制約關(guān)系稱(chēng)為進(jìn)程同步。6．假設(shè)一個(gè)進(jìn)程已進(jìn)入臨界區(qū)，其他欲進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程必須等待。7．將進(jìn)程的PCB鏈接在一起就形成了進(jìn)程隊(duì)列。8．用P、V操作管理臨界區(qū)時(shí)，任何一個(gè)進(jìn)程在進(jìn)入臨界區(qū)之前應(yīng)調(diào)用P操作，退出臨界區(qū)時(shí)應(yīng)調(diào)用V操作。9．在多道程序系統(tǒng)中，進(jìn)程之間存在著的不同制約關(guān)系可以劃分為兩類(lèi)：同步與互斥。同步指進(jìn)程間具有的一定邏輯關(guān)系；互斥是指進(jìn)程間在使用共享資源方面的約束關(guān)系。10．程序順序執(zhí)行時(shí)有順序性、封閉性和可再現(xiàn)性的特點(diǎn)。11．有m個(gè)進(jìn)程共享同一臨界資源，假設(shè)使用信號(hào)量機(jī)制實(shí)現(xiàn)對(duì)臨界資源的互斥訪問(wèn)，則信號(hào)量值的變化范圍是1~-〔m-1〕。12．在一個(gè)單處理機(jī)系統(tǒng)中，假設(shè)有5個(gè)用戶(hù)進(jìn)程，且假設(shè)當(dāng)前時(shí)刻為用戶(hù)態(tài)，則處于就緒狀態(tài)的用戶(hù)進(jìn)程最多有4個(gè)，最少有0個(gè)。13、在單用戶(hù)單任務(wù)環(huán)境下，用戶(hù)獨(dú)占全機(jī)，此時(shí)機(jī)內(nèi)資源的狀態(tài)，只能由運(yùn)行程序的操作加以改變，此時(shí)的程序執(zhí)行具有封閉性性和可再現(xiàn)性性特征。14、并發(fā)進(jìn)程之間的相互制約，是由于它們的共享資源和相互合作而產(chǎn)生的，因而導(dǎo)致程序在并發(fā)執(zhí)行時(shí)具有連續(xù)性或異步性特征。15、程序并發(fā)執(zhí)行與順序執(zhí)行時(shí)相比產(chǎn)生了一些新特征，分別是、和。連續(xù)性、失去封閉性、不可再現(xiàn)性16、引入進(jìn)程的目的是，而引入線程的目的是。使程序能正確地并發(fā)執(zhí)行，以提高資源利用率和系統(tǒng)吞吐量；減少并發(fā)執(zhí)行的開(kāi)銷(xiāo)，提高程序執(zhí)行的并發(fā)程度。17、進(jìn)程由、和組成，其中是進(jìn)程存在的唯一標(biāo)志。PCB、程序段、數(shù)據(jù)段、PCB18、進(jìn)程最根本的特征是和，除此之外，它還有、和特征。動(dòng)態(tài)性、并發(fā)性、獨(dú)立特征、異步性、構(gòu)造19、由于進(jìn)程的實(shí)質(zhì)是程序的一次執(zhí)行，故進(jìn)程有的根本特征，該特征還表現(xiàn)在進(jìn)程由而產(chǎn)生，由而執(zhí)行，由而消亡，即進(jìn)程具有一定的生命期。動(dòng)態(tài)性，創(chuàng)立，調(diào)度，撤銷(xiāo)20、引入進(jìn)程帶來(lái)的好處是和。提高資源利用率，增加系統(tǒng)吞吐量21、當(dāng)前正在執(zhí)行的進(jìn)程由于時(shí)間片用完而暫停執(zhí)行時(shí)，該進(jìn)程應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)闋顟B(tài)；假設(shè)因發(fā)生*種事件而不能繼續(xù)執(zhí)行時(shí)，應(yīng)轉(zhuǎn)為狀態(tài)；假設(shè)應(yīng)終端用戶(hù)的請(qǐng)求而暫停執(zhí)行時(shí)，它應(yīng)轉(zhuǎn)為狀態(tài)。就緒，阻塞，靜止就緒22、用戶(hù)為阻止進(jìn)程繼續(xù)運(yùn)行，應(yīng)利用原語(yǔ)，假設(shè)進(jìn)程正在執(zhí)行，應(yīng)轉(zhuǎn)為狀態(tài)；以后，假設(shè)用戶(hù)要恢復(fù)其運(yùn)行，應(yīng)利用原語(yǔ)，此時(shí)進(jìn)程應(yīng)轉(zhuǎn)為狀態(tài)。 掛起；靜止就緒；激活；活動(dòng)就緒23、系統(tǒng)中共有5個(gè)用戶(hù)進(jìn)程，且當(dāng)前CPU在用戶(hù)態(tài)下執(zhí)行，則最多可有個(gè)用戶(hù)進(jìn)程處于就緒狀態(tài)，最多可有個(gè)用戶(hù)進(jìn)程處于阻塞狀態(tài)；假設(shè)當(dāng)前在核心態(tài)下執(zhí)行，則最多可有個(gè)用戶(hù)進(jìn)程處于就緒狀態(tài)，最多可有個(gè)用戶(hù)進(jìn)程處于阻塞狀態(tài)。4，4，5，524、同步機(jī)制應(yīng)遵循的準(zhǔn)則：、、和。空閑讓進(jìn)、忙則等待、有限等待、讓權(quán)等待25、在記錄型信號(hào)量機(jī)制中，S.value>0時(shí)的值表示；每次wait操作意味著，因此應(yīng)將S.value，當(dāng)S.value時(shí)，進(jìn)程應(yīng)阻塞?？捎玫呐R界資源數(shù)量；申請(qǐng)一個(gè)臨界資源；減1；小于026、在記錄型信號(hào)量機(jī)制中，每次signal操作意味著，因此應(yīng)將S.value，當(dāng)S.value<=0時(shí)，表示，此時(shí)應(yīng)。釋放一個(gè)臨界資源，加1，仍有請(qǐng)求該資源的進(jìn)程被阻塞；喚醒相應(yīng)阻塞隊(duì)列中的首進(jìn)程27、在利用信號(hào)量實(shí)現(xiàn)進(jìn)程互斥時(shí)，應(yīng)將置于和之間。臨界區(qū)，wait操作，signal操作28、在每個(gè)進(jìn)程中訪問(wèn)的那段代碼稱(chēng)為臨界區(qū)。為實(shí)現(xiàn)對(duì)它的共享，應(yīng)保證進(jìn)程進(jìn)入自己的臨界區(qū)，為此，在每個(gè)進(jìn)程的臨界區(qū)前應(yīng)設(shè)置，臨界區(qū)后應(yīng)設(shè)置。臨界資源，互斥，進(jìn)入?yún)^(qū)，退出區(qū)29、進(jìn)程通信的類(lèi)型有、、三類(lèi)，其中利用共享文件進(jìn)展通信。共享存儲(chǔ)器、消息系統(tǒng)、管道通信、管道通信30、為實(shí)現(xiàn)消息緩沖隊(duì)列通信，應(yīng)在PCB中增加、、三個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)。消息隊(duì)列首指針mq；消息隊(duì)列互斥信號(hào)量mute*;消息隊(duì)列資源信號(hào)量sm31.在直接通信方式中，系統(tǒng)通常提供的兩條通信原語(yǔ)如下，請(qǐng)選擇適當(dāng)?shù)膮?shù)填入。Send((A),(B));Receive((C),(B));A：〔1〕sender；〔2〕receiver；〔3〕te*t；〔4〕message；〔5〕mailbo*。B：〔1〕sender；〔2〕receiver；〔3〕te*t；〔4〕message；〔5〕mailbo*。C：〔1〕sender；〔2〕receiver；〔3〕te*t；〔4〕message；〔5〕mailbo*。32.使用mail命令的信箱通信屬于〔A〕，因?yàn)樾畔⑹潜话l(fā)送到接收方的〔B〕中；使用write命令，實(shí)現(xiàn)的是〔C〕通信，因?yàn)樾畔⑹潜话l(fā)送到接收方的〔D〕中；使用共享文件進(jìn)展通信的方式屬于〔E〕通信。A：〔1〕共享存儲(chǔ)器；〔2〕實(shí)時(shí)通信；〔3〕消息緩沖通信；〔4〕非實(shí)時(shí)通信；〔5〕管道通信。B：〔1〕消息緩沖隊(duì)列；〔2〕內(nèi)存；〔3〕信箱；〔4〕消息緩沖區(qū)；〔5〕屏幕；〔6〕共享存儲(chǔ)器。C：〔1〕共享存儲(chǔ)器；〔2〕實(shí)時(shí)通信；〔3〕消息緩沖通信；〔4〕非實(shí)時(shí)通信；〔5〕管道通信。D：〔1〕消息緩沖隊(duì)列；〔2〕內(nèi)存；〔3〕信箱；〔4〕消息緩沖區(qū)；〔5〕屏幕；〔6〕共享存儲(chǔ)器。E：〔1〕共享存儲(chǔ)器；〔2〕實(shí)時(shí)通信；〔3〕消息緩沖通信；〔4〕非實(shí)時(shí)通信；〔5〕管道通信。33、在采用用戶(hù)級(jí)線程的系統(tǒng)中，OS進(jìn)展CPU調(diào)度的對(duì)象是；在采用內(nèi)核支持線程的系統(tǒng)中，CPU調(diào)度的對(duì)象是。進(jìn)程，線程34、線程之所以能減少并發(fā)執(zhí)行的開(kāi)銷(xiāo)是因?yàn)?。線程根本不擁有資源35、進(jìn)程通信的常用方式有直接通信和間接通信等。36、如果P(S1)和P(S2)兩個(gè)操作在一起，則P操作的順序至關(guān)重要，一個(gè)同步P操作與一個(gè)互斥P操作在一起時(shí)同步P操作在互斥P操作前。而兩個(gè)V操作的次序無(wú)關(guān)緊要。37、P(S)：表示申請(qǐng)一個(gè)資源；V(S)表示釋放一個(gè)資源。信號(hào)量的初值應(yīng)該大于等于0。38、P、V操作當(dāng)為互斥操作時(shí)，它們同處于同一進(jìn)程；當(dāng)為同步操作時(shí)，則不在同一進(jìn)程中出現(xiàn)。39、臨界資源是指系統(tǒng)中一次只允許一個(gè)進(jìn)程使用的資源，而臨界區(qū)是指涉及到臨界資源的代碼段。40、I/O型進(jìn)程是指花費(fèi)I/O時(shí)間多于計(jì)算的進(jìn)程，而CPU型進(jìn)程是指花費(fèi)計(jì)算多于I/O時(shí)間的進(jìn)程。41、當(dāng)時(shí)間片輪轉(zhuǎn)算法的時(shí)間片足夠大時(shí)，這個(gè)算法就等同于FIFO算法。42、P\V操作必須成對(duì)出現(xiàn)，有一個(gè)P操作就一定有一個(gè)V操作。43、臨界資源是指系統(tǒng)中一次只允許一個(gè)進(jìn)程使用的資源，而臨界區(qū)是指涉及到臨界資源的代碼段。第五局部解析題1.進(jìn)程的定義是什么？它最少有哪幾種狀態(tài)？2.進(jìn)程與線程的主要區(qū)別是什么？3、 什么是進(jìn)程的互斥與同步？同步和互斥這兩個(gè)概念有什么聯(lián)系和區(qū)別？解：〔1〕 同步：兩個(gè)事件的發(fā)生有著*種時(shí)序上的關(guān)系，進(jìn)程間的同步關(guān)系是指系統(tǒng)中往往有幾個(gè)進(jìn)程共同完成一個(gè)任務(wù)；〔2〕 互斥是進(jìn)程間的另外一種關(guān)系。由于各進(jìn)程要共享資源。而有些資源往往要求排他性地使用；〔3〕 互斥是一種特殊的同步關(guān)系。S4S3S4S3S2S1解：圖說(shuō)明任務(wù)啟動(dòng)后S1先執(zhí)行。當(dāng)S1完畢后，S2、S3可以開(kāi)場(chǎng)執(zhí)行。S2、S3完成后，S4才能開(kāi)場(chǎng)執(zhí)行。為了確保這一執(zhí)行順序，設(shè)3個(gè)同步信號(hào)量b2、b3、b4分別表示進(jìn)程S2、S3、S4是否可以開(kāi)場(chǎng)執(zhí)行，其初值均為0。進(jìn)程同步描述如下：//可用兩種方法來(lái)解決//S1不必判斷能否開(kāi)場(chǎng)//b2、b3、b4起初全部為0，表示都不可開(kāi)場(chǎng)intb2=0;//表示進(jìn)程S2是否可以開(kāi)場(chǎng)執(zhí)行intb3=0;//表示進(jìn)程S3是否可以開(kāi)場(chǎng)執(zhí)行intb4=0;//表示進(jìn)程S4是否可以開(kāi)場(chǎng)執(zhí)行//也可分為b42、b43main(){ cobegin S1();S2();S3();S4();Coend}S1(){…v(b2);v(b3);}S2(){ p(b2);…v(b4);//v(b42)}S3(){ p(b3);…v(b4);//v(b43)}S4(){//因?yàn)樵赟2及S3完成時(shí)均對(duì)b4做了v操作，因此這里要用兩個(gè)p操作 p(b4);//p(b42) p(b4);//p(b43)…}5.桌上有一空盤(pán)，允許存放一只水果。爸爸可向盤(pán)中放蘋(píng)果，也可向盤(pán)中放桔子，兒子專(zhuān)等吃盤(pán)中的桔子，女兒專(zhuān)等吃盤(pán)中的蘋(píng)果。規(guī)定當(dāng)盤(pán)空時(shí)一次只能放一只水果供吃者取用，請(qǐng)用P、V原語(yǔ)實(shí)現(xiàn)爸爸、兒子、女兒三個(gè)并發(fā)進(jìn)程的同步。解：設(shè)置3個(gè)信號(hào)量S、SO、SA，信號(hào)量S表示盤(pán)子是否為空，其初值為1；信號(hào)量SO表示盤(pán)中是否有桔子，其初值為0；信號(hào)量SA表示盤(pán)中是否有蘋(píng)果，其初值為0。同步描述：intS=1;intSA=0;intSO=0;main(){ cobegin father(); son(); daughter(); coend}father(){ while(1){ p(S);//盤(pán)子是否空將水果放入盤(pán)中; if(放入的是桔子)v(SO);//變形 elsev(Sa)//很少有學(xué)生如此做！而這卻是此題的關(guān)鍵}}son(){ while(1){ p(SO);//盤(pán)子中有無(wú)桔子從盤(pán)中取出桔子; v(S);吃桔子;}}daughter(){ while(1){ p(SA);//盤(pán)子中有無(wú)蘋(píng)果從盤(pán)中取出蘋(píng)果; v(S);吃蘋(píng)果;}}6.在單處理機(jī)的分時(shí)系統(tǒng)中，分配給進(jìn)程P的時(shí)間片用完后，系統(tǒng)進(jìn)展切換，結(jié)果調(diào)度到的仍然是進(jìn)程P。有可能出現(xiàn)上述情形嗎？如果可能請(qǐng)說(shuō)明理由。解：有可能出現(xiàn)上述情況。例如，假設(shè)在進(jìn)程P時(shí)間片用完后，被迫回到就緒隊(duì)列時(shí)，就緒隊(duì)列為空，這樣進(jìn)程P就是就緒隊(duì)列中唯一的一個(gè)進(jìn)程，于是調(diào)度程序選中的進(jìn)程必然是進(jìn)程P；又如在按優(yōu)先級(jí)調(diào)度的系統(tǒng)中，就緒隊(duì)列按進(jìn)程優(yōu)先級(jí)排列，在進(jìn)程P時(shí)間片用完之后回到就緒隊(duì)列時(shí)，假設(shè)其優(yōu)先級(jí)高于當(dāng)前隊(duì)列中的其他進(jìn)程，則它將排在就緒隊(duì)列之首，從而再次被調(diào)度程序選中并投入運(yùn)行。7.哲學(xué)家甲請(qǐng)哲學(xué)家乙、丙、丁到*處討論問(wèn)題，約定全體到齊后開(kāi)場(chǎng)討論問(wèn)題；在討論的間隙4位哲學(xué)家進(jìn)餐，每人進(jìn)餐時(shí)都需使用刀、叉各一把，餐桌上的布置如圖。請(qǐng)用信號(hào)量及P、V操作說(shuō)明這4位哲學(xué)家的同步、互斥過(guò)程。解：在此題中，應(yīng)設(shè)置4個(gè)信號(hào)量fork1、fork2、knife1、knife2，其初值均為1，分別表示資源叉1、叉2、刀1、刀2是否可用。同步描述如下：intfork1=1;intfork2=1;intknife1=1;intknife2=1;main(){ cobegin Pa(); Pb(); Pc(); Pd(); Coend}Pa(){ while(1) { p(knife1); p(fork1);進(jìn)餐；v(knife1); v(fork1);討論問(wèn)題； }}Pb(){ while(1) { p(knife2); p(fork1);進(jìn)餐；v(knife2); v(fork1);討論問(wèn)題； }}Pc(){ while(1) { p(knife2); p(fork2);進(jìn)餐；v(knife2); v(fork2);討論問(wèn)題； }}Pd(){ while(1) { p(knife1); p(fork2);進(jìn)餐；v(knife1); v(fork2);討論問(wèn)題； }}8.請(qǐng)用信號(hào)量實(shí)現(xiàn)對(duì)*數(shù)據(jù)庫(kù)的讀者－寫(xiě)者互斥。要求：〔1〕讀者與寫(xiě)者之間互斥，寫(xiě)者與寫(xiě)者之間互斥?！?〕讀者之間不互斥。解：此題是讀者－寫(xiě)者問(wèn)題。在此題中，允許讀進(jìn)程同時(shí)讀數(shù)據(jù)庫(kù)，但寫(xiě)進(jìn)程正在寫(xiě)數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)不允許其他進(jìn)程讀該數(shù)據(jù)庫(kù)，也不允許其他進(jìn)程寫(xiě)該數(shù)據(jù)庫(kù)。為了解決讀、寫(xiě)進(jìn)程之間的同步，應(yīng)該設(shè)置2個(gè)信號(hào)量和一個(gè)共享變量：讀互斥信號(hào)量rmute*，用于使讀進(jìn)程互斥地訪問(wèn)共享變量count，其初值為1；寫(xiě)互斥信號(hào)量wmute*，用于實(shí)現(xiàn)寫(xiě)進(jìn)程與讀進(jìn)程的互斥及寫(xiě)進(jìn)程與寫(xiě)進(jìn)程的互斥，其初值為1；共享變量count，用于記錄當(dāng)前正在讀數(shù)據(jù)庫(kù)的讀進(jìn)程數(shù)目，初值為0。其工作過(guò)程描述如下：Semaphorermute*=1;Semaphorewmute*=1;Intcount=0;Main(){CobeginReader();Writer();Coend}Reader(){While(true){P(rmute*);If(count==0)p(wmute*);Count++;V(rmute*);讀數(shù)據(jù)庫(kù)；P(rmute*);Count--;If(count==0)v(wmute*);V(rmute*);}}Writer(){While(true){P(wmute*);寫(xiě)數(shù)據(jù)庫(kù)；V(wmute*);}}注意：正確理解信號(hào)量rmute*的意義是理解讀者－寫(xiě)者問(wèn)題的關(guān)鍵。Rmute*是一個(gè)互斥信號(hào)量，用于使讀進(jìn)程互斥地訪問(wèn)共享變量count。信號(hào)量rmute*并不表示讀進(jìn)程的數(shù)目，表示讀進(jìn)程數(shù)目的是共享變量count。當(dāng)一個(gè)讀進(jìn)程要讀數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，應(yīng)將讀進(jìn)程計(jì)數(shù)count增加1；如果此前〔count加1以前〕數(shù)據(jù)庫(kù)中無(wú)讀進(jìn)程，還應(yīng)對(duì)寫(xiě)互斥信號(hào)量wmute*做p操作，這樣，假設(shè)數(shù)據(jù)庫(kù)中無(wú)寫(xiě)進(jìn)程則通過(guò)p操作阻止后續(xù)寫(xiě)進(jìn)程寫(xiě)，假設(shè)數(shù)據(jù)庫(kù)中有寫(xiě)進(jìn)程，則通過(guò)p操作讓讀進(jìn)程等