操作系統(tǒng)第二章課后復(fù)習(xí)資料

操作系統(tǒng)第二章課后復(fù)習(xí)資料操作系統(tǒng)第二章課后復(fù)習(xí)資料/操作系統(tǒng)第二章課后復(fù)習(xí)資料第二章進(jìn)程管理2.試畫出下面4條語(yǔ)句的前趨圖:S1S1S4S3S4S3S2S3:;S2S4:1;3.為什么程序并發(fā)執(zhí)行會(huì)產(chǎn)生間斷性特征？程序在并發(fā)執(zhí)行時(shí)，由于它們共享系統(tǒng)資源，以與為完成同一項(xiàng)任務(wù)而相互合作，致使在這些并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程之間，形成了相互制約的關(guān)系，從而也就使得進(jìn)程在執(zhí)行期間出現(xiàn)間斷性。4.程序并發(fā)執(zhí)行時(shí)為什么會(huì)失去封閉性和可再現(xiàn)性？因?yàn)槌绦虿l(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)是由多個(gè)程序來(lái)改變，致使程序的運(yùn)行失去了封閉性。而程序一旦失去了封閉性也會(huì)導(dǎo)致其再失去可再現(xiàn)性。5.在操作系統(tǒng)中為什么要引入進(jìn)程概念？它會(huì)產(chǎn)生什么樣的影響?為了使程序在多道程序環(huán)境下能并發(fā)執(zhí)行，并能對(duì)并發(fā)執(zhí)行的程序加以控制和描述，從而在操作系統(tǒng)中引入了進(jìn)程概念。影響:使程序的并發(fā)執(zhí)行得以實(shí)行。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?a.動(dòng)態(tài)性是進(jìn)程最基本的特性，可表現(xiàn)為由創(chuàng)建而產(chǎn)生，由調(diào)度而執(zhí)行，因得不到資源而暫停執(zhí)行，以與由撤銷而消亡，因而進(jìn)程由一定的生命期；而程序只是一組有序指令的集合，是靜態(tài)實(shí)體。b.并發(fā)性是進(jìn)程的重要特征，同時(shí)也是的重要特征。引入進(jìn)程的目的正是為了使其程序能和其它建立了進(jìn)程的程序并發(fā)執(zhí)行，而程序本身是不能并發(fā)執(zhí)行的。c.獨(dú)立性是指進(jìn)程實(shí)體是一個(gè)能獨(dú)立運(yùn)行的基本單位，同時(shí)也是系統(tǒng)中獨(dú)立獲得資源和獨(dú)立調(diào)度的基本單位。而對(duì)于未建立任何進(jìn)程的程序，都不能作為一個(gè)獨(dú)立的單位來(lái)運(yùn)行。7.試說(shuō)明的作用?為什么說(shuō)是進(jìn)程存在的唯一標(biāo)志?a.是進(jìn)程實(shí)體的一部分，是操作系統(tǒng)中最重要的記錄型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。中記錄了操作系統(tǒng)所需的用于描述進(jìn)程情況與控制進(jìn)程運(yùn)行所需的全部信息。因而它的作用是使一個(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)行的基本單位，一個(gè)能和其它進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程。b.在進(jìn)程的整個(gè)生命周期中，系統(tǒng)總是通過(guò)其對(duì)進(jìn)程進(jìn)行控制，系統(tǒng)是根據(jù)進(jìn)程的而不是任何別的什么而感知到該進(jìn)程的存在的，所以說(shuō)，是進(jìn)程存在的唯一標(biāo)志。8.試說(shuō)明進(jìn)程在三個(gè)基本狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的典型原因.a.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)程便由就緒狀態(tài)變?yōu)閳?zhí)行狀態(tài)。b.當(dāng)前進(jìn)程因發(fā)生某事件而無(wú)法執(zhí)行，如訪問(wèn)已被占用的臨界資源，就會(huì)使進(jìn)程由執(zhí)行狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樽枞麪顟B(tài)。c.當(dāng)前進(jìn)程因時(shí)間片用完而被暫停執(zhí)行，該進(jìn)程便由執(zhí)行狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫途w狀態(tài)。9.為什么要引入掛起狀態(tài)？該狀態(tài)有哪些性質(zhì)？a.引入掛起狀態(tài)主要是出于4種需要（即引起掛起的原因）:終端用戶的請(qǐng)求，父進(jìn)程請(qǐng)求，負(fù)荷調(diào)節(jié)的需要，操作系統(tǒng)的需要。b.被掛起的進(jìn)程是處于靜止?fàn)顟B(tài)，并且不能直接被處理機(jī)調(diào)度。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？而在退出前又要執(zhí)行“退出區(qū)”代碼？為了實(shí)現(xiàn)多個(gè)進(jìn)程對(duì)臨界資源的互斥訪問(wèn)，必須在臨界區(qū)之前加一段用于檢查臨界資源是否正在被訪問(wèn)的代碼，如未被訪問(wèn)，該進(jìn)程可進(jìn)入臨界區(qū)對(duì)此臨界資源進(jìn)行訪問(wèn)；如正被訪問(wèn)，則該進(jìn)程不能進(jìn)入臨界區(qū)訪問(wèn)臨界資源。在退出臨界區(qū)后，執(zhí)行恢復(fù)訪問(wèn)標(biāo)志的代碼為“退出區(qū)”，而在退出前執(zhí)行“退出區(qū)”代碼主要是為了使其它進(jìn)程能再訪問(wèn)此臨界資源。18.同步機(jī)構(gòu)應(yīng)遵循哪些基本準(zhǔn)則？為什么？a.空閑讓進(jìn)、忙則等待、有限等待、讓權(quán)等待四條準(zhǔn)則b.為實(shí)現(xiàn)進(jìn)程能互斥地進(jìn)入到自己的臨界區(qū)19.試從物理概念上說(shuō)明記錄型信號(hào)量和。(S)：當(dāng)>0時(shí)，表示目前系統(tǒng)中這類資源還有可用的，執(zhí)行一次操作，意味著進(jìn)程請(qǐng)求一個(gè)單位的該類資源，是系統(tǒng)中可供分配的該類資源減少一個(gè)，因此描述為1；當(dāng)<0時(shí)，表示該類資源已分配完畢，因此進(jìn)程應(yīng)調(diào)用原語(yǔ)，進(jìn)行自我阻塞，放棄處理機(jī)，并插入到信號(hào)量鏈表中。(S)：執(zhí)行一次操作，意味著釋放一個(gè)單位的可用資源，使系統(tǒng)中可供分配的該類資源數(shù)增加一個(gè)，故執(zhí)行1操作。若加1后≤0，則表示在該信號(hào)量鏈表中，仍有等待該資源的進(jìn)程被阻塞，因此應(yīng)調(diào)用原語(yǔ)，將鏈表中的第一個(gè)等待進(jìn)程喚醒。22.試寫出相應(yīng)的程序來(lái)描述圖2-17所示的前驅(qū)圖。a.a,b,c,d,e,f,g,h;0,0,0,0,0,0,0,0;S1;(a);(b);;(a);S2;(c);(d);;(b);S3;(e);;(c);S4;(f);;(d);S5;(g);;(e);S6;(h);;(f);(g);(h);S7;;23.在生產(chǎn)者—消費(fèi)者問(wèn)題中，如果缺少了()或()，對(duì)執(zhí)行結(jié)果將會(huì)有何影響？如果缺少了()，那么表明從第一個(gè)生產(chǎn)者進(jìn)程開(kāi)始就沒(méi)有對(duì)信號(hào)量值改變，即使緩沖池存放的產(chǎn)品已滿了，但的值還是0，這樣消費(fèi)者進(jìn)程在執(zhí)行()時(shí)會(huì)認(rèn)為緩沖池是空的而取不到產(chǎn)品，那么消費(fèi)者進(jìn)程則會(huì)一直處于等待狀態(tài)。如果缺少了()，例如在生產(chǎn)者進(jìn)程向n個(gè)緩沖區(qū)投滿產(chǎn)品后消費(fèi)者進(jìn)程才開(kāi)始從中取產(chǎn)品，這時(shí)0，，那么每當(dāng)消費(fèi)者進(jìn)程取走一個(gè)產(chǎn)品時(shí)并沒(méi)有被改變，直到緩沖池中的產(chǎn)品都取走了，的值也一直是0，即使目前緩沖池有n個(gè)空緩沖區(qū)，生產(chǎn)者進(jìn)程要想再往緩沖池中投放產(chǎn)品會(huì)因申請(qǐng)不到空緩沖區(qū)而被阻塞。24.在生產(chǎn)者—消費(fèi)者問(wèn)題中，如果將兩個(gè)操作即()和()互換位置，或者將()和()互換位置，結(jié)果會(huì)如何？在生產(chǎn)者—消費(fèi)者問(wèn)題中，如果將兩個(gè)操作，即()和()互換位置后，可能引起死鎖?？紤]系統(tǒng)中緩沖區(qū)全滿時(shí)，若一生產(chǎn)者進(jìn)程先執(zhí)行了()操作并獲得成功，則當(dāng)再執(zhí)行()操作時(shí)，它將因失敗而進(jìn)入阻塞狀態(tài)，它期待消費(fèi)者進(jìn)程執(zhí)行()來(lái)喚醒自己，在此之前，它不可能執(zhí)行()操作，從而使試圖通過(guò)執(zhí)行()操作而進(jìn)入自己的臨界區(qū)的其他生產(chǎn)者和所有消費(fèi)者進(jìn)程全部進(jìn)入阻塞狀態(tài)，這樣容易引起系統(tǒng)死鎖。若()和()互換位置后只是影響進(jìn)程對(duì)臨界資源的釋放次序，而不會(huì)引起系統(tǒng)死鎖，因此可以互換位置。25.我們?yōu)槟撑R界資源設(shè)置一把鎖W，當(dāng)1時(shí)表示關(guān)鎖；當(dāng)0時(shí)表示鎖已打開(kāi)，試寫出開(kāi)鎖和關(guān)鎖原語(yǔ)，并利用它們?nèi)?shí)現(xiàn)互斥。整型信號(hào)量：(W):11;(W):0;記錄型信號(hào)量：(W):1;(W>1)()(W):1;(W>0)()例子：0；(W);(W);;26.試修改下面生產(chǎn)者——消費(fèi)者問(wèn)題解法中的錯(cuò)誤：:……;();();();……();;:……();();();1;();;;27.試?yán)糜涗浶托盘?hào)量寫出一個(gè)不會(huì)出現(xiàn)死鎖的哲學(xué)家進(jìn)餐問(wèn)題的算法。三種解決方法中的任意一種即可（略）。6228.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)行計(jì)算。試寫出利用信號(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。a.,,:1,1,0;:……;();();;();();;:……();();;();();;;b.,:1,0;:……;();;();;:……();;();;;31.參考76頁(yè)32.參考91頁(yè)33.試比較進(jìn)程間的低級(jí)通信工具與高級(jí)通信工具.用戶用低級(jí)通信工具實(shí)現(xiàn)進(jìn)程通信很不方便，因?yàn)槠湫实?，通信?duì)用戶不透明，所有的操作都必須由程序員來(lái)實(shí)現(xiàn)，而高級(jí)通信工具則可彌補(bǔ)這些缺陷，用戶可直接利用操作系統(tǒng)所提供的一組通信命令，高效地傳送大量的數(shù)據(jù)。36.為什么要在中引入線程？在中引入進(jìn)程的目的，是為了使多個(gè)程序能并發(fā)執(zhí)行，以提高資源利用率和系統(tǒng)吞吐量。在中再引入線程，則是為了減少程序在并發(fā)執(zhí)行時(shí)所付出的時(shí)空開(kāi)銷，使具有更好的并發(fā)性。38.試從調(diào)度性，并發(fā)性，擁有資源與系統(tǒng)開(kāi)銷方面對(duì)進(jìn)程和線程進(jìn)行比較.a.調(diào)度性。在傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)中，擁有資源的基本單位和獨(dú)立調(diào)度、分派的基本單位都是進(jìn)程，在引入線程的中，則把線程作為調(diào)度和分派的基本單位，而把進(jìn)程作為資源擁有的基本單位；b.并發(fā)性。在引入線程的中，不僅進(jìn)程之間可以并發(fā)執(zhí)行，而且在一個(gè)進(jìn)程中的多個(gè)