操作系統(tǒng)進程管理習題

1、第二、三章進程管理習題一、選擇題1.從靜態(tài)角度上看，進程是有A、B、C三部分 組成，其中C是進程存在的唯一標志。當幾個進程共享A時,A應當是可重入代碼。A，B，C:（1）JCB；（2）PCB；（3）DCB；（4）FCB;（5）程序段；（6）數(shù)據(jù)段；（7）1/0緩沖區(qū)。2.進程的三個基本狀態(tài)是A、B、C。由A到B是由進程調度所引起；由B到C是正在執(zhí)行的進程發(fā)生了 某事件，使之無法執(zhí)行而暫停。A ,B, C :掛起；（2）阻塞；（3）就緒；（4）執(zhí)行。3.產生死鎖的四個必要條件是互斥條件、A、不剝奪條件和B。A:（1）請求和阻塞條件；（2）請求和釋放條件； 請 求和保持（占有且等待）條件； 釋放和

2、阻塞條件；（5 ）釋放和請 求條件。B:（1）線性增長條件；（2）環(huán)路條件；序釋放條件；（4）有序釋放條件；（5）無序請求條件。無4. A是一種只能由P和V操作所改變的整型變量，A可用于實現(xiàn)進程的B和C，B是排它性地訪問臨界資源。A:(1)控制變量；鎖；(3)整型信號量；( (4)記錄型號量。B，C:(1)同步；(2)通信；(3)調度；( (4)互斥。5.對于記錄型信號量，在執(zhí)行次P操作時，信號量的值應當A;當其值為B時，進程應阻塞。 在執(zhí)行V操作時，信號量的值應當C;當其值為D時，應喚醒阻塞隊列中的進程。A，C :不變；( (2)加1；(3)減1；(4)加指定數(shù)值；(5)減指定數(shù)值。B，D:

3、(1)大于0；(2)小于0;(3)大于等于0;小于等于0。6.我們如果為每一個作業(yè)只建立一個進程，則為了照顧短作 業(yè)用戶，應采用A，為照顧緊急作業(yè)的用戶，應采用B，而 能使短作業(yè)、長作業(yè)及交互作業(yè)用戶都比較滿意時，應采用C。A，B，C:(1)FCFS調度算法；( (2)短作業(yè)優(yōu)先調度算法；(3)時間片輪轉法；多級反饋隊列調度算法；( (5)基于優(yōu)先權的剝奪 調度算法。二、填空題1.在單用戶單任務環(huán)境下，用戶獨占全機，此時機內資源的 狀態(tài)，只能由運行程序的操作加以改變，此時的程序執(zhí)行具有 性和 性。2.在多用戶環(huán)境下，由多個程序共享一臺計算機，機內資源 的狀態(tài)將由多個程序來改變，因此使程序失去了

4、在順序執(zhí)行時具有的 和特性。3.在操作系統(tǒng)中，進程是一個的基本單位。4.當前進程若因時間片用完而被暫停執(zhí)行時，該進程應轉變?yōu)閼B(tài)。處于就緒狀態(tài)的進程被調度應轉變?yōu)闋顟B(tài)5.每執(zhí)行一次V操作，表示；若S.value = 0，則表示，此時應。6.在利用信號量實現(xiàn)進程互斥時，應將置于和之間。7.在每個進程中訪問的那段代碼稱為臨界區(qū)。為實現(xiàn)8.解決死鎖問題的基本方法有三、問答題1、什么是進程?狀態(tài)；若因發(fā)生某事件而不被繼續(xù)運行時,該進程應轉變?yōu)閷λ墓蚕?，應保證進程進入自己的臨界區(qū)2、說明進程的結構和基本狀態(tài)343、 進程之間有哪些基本的通信方式？它們分別有什么特 點？4、 什么是臨界資源？5、 什么是臨

5、界區(qū)？6、 試說明進程互斥、同步和通信三者之間的關系。7、 在一個系統(tǒng)中，若進程之間除了信號量之外不能共享任 何變量，進程之間能互相通信嗎？四、綜合應用題1閱讀下面關于讀者與寫者問題的同步算法，并填空semaphore rmutex=1, wmutex=1,；int readerco un t=0；begi nparbegi nReader:beg inrepeatwait(rmutex)if_ 1_then_ 2_執(zhí)行讀操作;5sig nal(rmutex)un til falseendWriter:beg inrepeat_9_執(zhí)行寫操作；_10_un til false;endpare

6、ndend1、讀者與寫者同步算法填空1readercount = 0wait(wmutex)3readercount := readercount+14signal(rmutex)wait(rmutex)6readercount := readercount17readercount = 0signal(wmutex)ifthen一個作業(yè)遲到一個時間單位)Owait(wmutex)signal(wmutex)2、設有n個進程共享一臨界區(qū)，對于下述情況，說明信號量的初值、 含義，并用PV操作寫出有關進程的互斥算法：(1)一次只允許一個進程進入臨界區(qū)。(2)一次允許m(m =n)個進程進入臨界區(qū)。

7、3、某小型超級市場，可容納50個人同時購物。入口處備有籃子，每個購物者可拿一只籃子入內購物。出口處結賬，并歸還籃子( (出入口禁止多人同時通過) )。試用PV操作寫出購物者的同步算法。4、請用PV操作寫出下面前趨圖的并發(fā)程序：5、假定系統(tǒng)中有五個進程Po, Pi, P2, P3, P4和三種類型的資源A, B,C，每一種資源的數(shù)量分別為10,5,7,在T。時刻的資源分配情況 如下圖所示。進況最大需求矩陣Max分酉哋陣Allocation需求距陣Need可利用謚源向壘AvailableA0CABcABCABCpo7530107432 2 03223120I0Pl90130260022121101

8、1433002斗3IP4(i)試分析系統(tǒng)在T0時刻是否安全，為什么?(ii)在Ti時刻發(fā)出請求向量Reques3(0, 1, 0),請問可否進行分配,為什么？(iii)假設(ii)步資源分配完成后，P4在T2時刻發(fā)出請求向量Requests, 2, 0),請問可否進行分配，為什么？6、假定在單CPU條件下有下列要執(zhí)行的作業(yè)：作業(yè)運行時間優(yōu)先級1103211323414一個作業(yè)遲到一個時間單位)O552作業(yè)到來的時間是按作業(yè)編號順序進行的 (即后面作業(yè)依次比前(1)用一個執(zhí)行時間圖描述在下列算法時各自執(zhí)行這些作業(yè)的情況：FCFS、RR(時間片=1)和非搶占式優(yōu)先級。(2)對于上述每種算法，各個作

9、業(yè)的周轉時間是多少？平均周 轉時間是多少？(3)對于上述每種算法，各個作業(yè)的帶權周轉時間是多少？平均帶 權周轉時間是多少？答案 選擇題1A5B6C22A3B4C23A3B24A3B4C15A3B2C2D46A2B5C4填空題1(1)封閉性(2)可再現(xiàn)性2(1)封閉性(2)可再現(xiàn)性3(1)資源分配4(1)就緒(2)阻塞(OR等待) )(3)執(zhí)行5(1)釋放一個單位資源(2)仍有請求該資源的進程被阻塞(3)喚醒等待該資源的隊首進程，并將之插入就緒隊 列6(1)臨界區(qū)(2)進入?yún)^(qū)(3)退出區(qū)7(1)臨界資源(2)互斥地8(1)預防死鎖(2)避免死鎖(3)檢測死鎖和解除死鎖三、問答題1、 答：進程是一

10、個具有一定獨立功能的程序關于某個數(shù)據(jù)集合的一次運行活動。它是操作系統(tǒng)動態(tài)執(zhí)行的基本單元，在傳統(tǒng)的操 作系統(tǒng)中，進程既是基本的分配單元，也是基本的執(zhí)行單元。（在Windows NT等采用微內核結構的現(xiàn)代操作系統(tǒng)中， 進程的功能發(fā)生 了變化：它只是資源分配的單位，而不再是調度運行的單位，其調度 運行的基本單位是線程。）2、答：結構：PCB （進程控制塊）+程序+數(shù)據(jù)集合。 基本狀態(tài)：就緒態(tài)、執(zhí)行態(tài)、阻塞態(tài)。3、答：進程通信根據(jù)交換信息量的多少分為高級通信和低 級通信。低級通信一般只傳送一個或幾個字節(jié)的信息， 以達到控制進 程執(zhí)行速度的作用 （如PV操作）；高級通信則要傳送大量數(shù)據(jù)，目 的不是為了控

11、制進程的執(zhí)行速度，而是為了交換信息。4、 答：一次僅允許一個進程使用的資源稱為臨界資源。5、 答:每個進程中訪問臨界資源的那段程序稱為臨界區(qū) （臨 界資源是一次僅允許一個進程使用的共享資源）。每次只準許一個進 程進入臨界區(qū)，進入后不允許其他進程進入6、答：進程的同步與互斥是指進程在推進時的相互制約關系。 在多道程序系統(tǒng)中，由于資源共享與進程合作，這種進程間的制約成 為可能。為了保證進程的正確運行以及相互合作的進程之間交換信 息，需要進程之間的通信。進程之間的制約關系體現(xiàn)為：進程的同步和互斥進程同步：它主要源于進程合作，是進程間共同完成一項任務 時直接發(fā)生相互作用的關系。為進程之間的直接制約關系

12、。在多道環(huán) 境下，這種進程間在執(zhí)行次序上的協(xié)調是必不可少的。進程互斥：它主要源于資源共享，是進程之間的間接制約關系。 在多道系統(tǒng)中，每次只允許一個進程訪問的資源稱為臨界資源，進程互斥就是保證每次只有一個進程使用臨界資源。進程通信：是指進程間的信息交換。PV操作作為進程的同步 與互斥工具因信息交換量少，效率太低，稱為低級通信。而高級通信 則以較高的效率傳送大批數(shù)據(jù)。7、答：能，同步與互斥是進程通信的基本內容，P、V操作與信號量結合可以實現(xiàn)同步與互斥。四、綜合應用題2、(1)設置信號量S1,初值為1;表示臨界資源有一個可供n個 進程競爭使用。每個進程的互斥算法描述如下：S1取值的范圍是1,0,-1

13、,-2,-(n-1)，即某一時刻最多有一 個進程正在臨界區(qū)，而等待進入臨界區(qū)的進程可有1個，2個，最多 時可達n-1個。進程i入臨畀區(qū)L(2)設置信號量S2,初值為m;表示臨界資源有m個可供n個進 程競爭使用。每個進程的互斥算法描述如下：S2取值的范圍是m,m-1,1, 0,-1,-2,-(n-m)，即某一時刻 最多有m個進程正在臨界區(qū)，而等待進入臨界區(qū)的進程可有1個，2個，最多可達n-m個。3、設置信號量S,其初值為50,表示開始時允許50個購物者進入超級市場?；コ庑盘柫縨utex,初值為1,對入口處的籃子進行互斥，表示購物者互斥拿或放下一只籃子。每個顧客Pi的同步算法如下：FYS)fP(m

14、utcK)?進入口處，并取一只籃子進超市選商品P(mutex)?結帳，并歸還籃子V(mutex)；4、根據(jù)前趨圖解法，為每條有向邊設置一個信號量，初值均為0。 把每個結點作為一個進程處理，為此設計7個進程。每個進程的結構 均一樣：先為該結點的每條輸入邊分別安排相應的P操作；然后執(zhí) 行該結點對應進程的程序段；最后是為該結點的每條輸出邊分別安排 相應的V操作。并發(fā)程序描述如下:struct semaphore a,b,c,d,e,f,g,h,i=0,0,0,0,0,0,0,0；0 cobegin S1；V(a)；V(b)； P(a)；S2; V(c)；V(d)； P(b)；S3；V(e)； P(d

15、)；P(e);S4；V(f)；V(g)； P(c)；P(f)；S5; V(h)； P(g)；S6; V(i)； P(h)；P(i)；S7；coend5、基于銀行家算法的資源分配資洛進況最丸需求矩陣Max分酉晚陣Allocation需求葩陣Need可利用翌源向量Available程A0cAacABCABCpo7530107432 2 03223120I0Plg01302600222211011P243300243IP3P4(i)在To時刻存在安全序列Pl,P3,Po,P2,P4，所以系統(tǒng)是安全的。AUocatixjiiNPHIWblkAlloc ilitJLDlli+ WorkFinishABc

16、ABcAcABcAEcP132231201022u532 True電23221L0L1532743TraePo75301D7437召3753r片9D23026007531055QJTwP*43300243L10551057GfTmt(ii)P3在T1時刻發(fā)出請求向量Request3(0, 1, 0)1系統(tǒng)按銀行家算法進行檢查：(A) Request3 (0,1,0)v=Need3 (0,1,1)資源申請合理；(B) Request3 (0,1,0)v=Available(2,2,0),可利用資源總量可以滿足資源申請；2系統(tǒng)試探性地滿足P0請求，并對系統(tǒng)狀態(tài)進行修改：(1分)Available(

17、2,1,0), Allocation3 (2,2,1), Need3 (0,0,1);3系統(tǒng)調用安全性算法進行資源分配檢查:進程MAXAllocatuinWorkAHoction十十WeikFiuisliABABcABCAECAEC珂322312102L0522THBp3212221001S23743Trus%7530107斗3743753TrueJ02302007531055THB斗330024310551051TDB10111313 19由此可知，存在安全序列,所以系統(tǒng)安全，可以 執(zhí)行分配。(iii)假設(ii)步資源分配完成后，P4在T2時刻發(fā)出請求向量Request4(2, 2, 0)

18、系統(tǒng)按銀行家算法進行檢查：(A) Request4 (2,2,0)v=Need4 (4,3,1)資源申請合理；(B) Request4 (2,2,0)Available(2,1,0)可利用資源總量無法滿足資源 申請，所以，需讓P4等待，不能進行分配。6、10 1113 1419作業(yè)12134153151515151110 1 2 J 40 7 K 1U 11 12 IJ 14 n_16 17 IS 1!日E搶占式優(yōu)先級；作業(yè)1作業(yè)4作業(yè)3作業(yè)5作業(yè)2作業(yè)運行時間優(yōu)先級11032113234145521. w：(1) (1) FCFS：作業(yè)1作業(yè)2作業(yè)孑作業(yè)4作業(yè)5(2)和( (3) FCFS:作業(yè)到達時間運行時間完成時間周