操作系統(tǒng)進程管理習(xí)題

1、第二、三章 進程管理習(xí)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(biāo)志。當(dāng)幾個進程共享A時，A應(yīng)當(dāng)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)I/O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(diào)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：(1)掛起；(2)阻塞；(3)就緒；(4)執(zhí)行。 3.產(chǎn)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；(3)請求和保持（占有且等待

2、）條件；(4)釋放和阻塞條件；(5)釋放和請求條件。 B：(1)線性增長條件；(2)環(huán)路條件；(3)無序釋放條件；(4)有序釋放條件；(5)無序請求條件。 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；(2)鎖；(3)整型信號量；(4)記錄型號量。 B，C：(1)同步；(2)通信；(3)調(diào)度；(4)互斥。 5.對于記錄型信號量，在執(zhí)行一次P操作時，信號量的值應(yīng)當(dāng)A；當(dāng)其值為B時，進程應(yīng)阻塞。在執(zhí)行V操作時，信號量的值應(yīng)當(dāng)C；當(dāng)其值為D時，應(yīng)喚醒阻塞隊列中的進程。 A，C：(1)不變；(2)加1；(3)減1；(4)加指定數(shù)

3、值；(5)減指定數(shù)值。 B，D：(1)大于0；(2)小于0；(3)大于等于0；(4)小于等于0。 6.我們?nèi)绻麨槊恳粋€作業(yè)只建立一個進程，則為了照顧短作業(yè)用戶，應(yīng)采用A，為照顧緊急作業(yè)的用戶，應(yīng)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(yīng)采用C。 A，B，C：(1)FCFS調(diào)度算法；(2)短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法；(3)時間片輪轉(zhuǎn)法；(4)多級反饋隊列調(diào)度算法；(5)基于優(yōu)先權(quán)的剝奪調(diào)度算法。 二、填空題 1. 在單用戶單任務(wù)環(huán)境下，用戶獨占全機，此時機內(nèi)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(nèi)資源的狀態(tài)將

4、由多個程序來改變，因此使程序失去了在順序執(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(dāng)前進程若因時間片用完而被暫停執(zhí)行時，該進程應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)闋顟B(tài)；若因發(fā)生某事件而不被繼續(xù)運行時，該進程應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)闋顟B(tài)。處于就緒狀態(tài)的進程被調(diào)度應(yīng)轉(zhuǎn)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(yīng)。 6.在利用信號量實現(xiàn)進程互斥時，應(yīng)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)對它的共享，應(yīng)保證進程進入自己的臨界區(qū)。 8.解決死鎖問題的基本方法有、。 三、問答題 1、 什么是進程？ 2、 說明進程的結(jié)構(gòu)和基本狀態(tài)。 3、 進程之

5、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、 什么是臨界區(qū)？ 6、 試說明進程互斥、同步和通信三者之間的關(guān)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(yīng)用題 1、閱讀下面關(guān)于讀者與寫者問題的同步算法，并填空。semaphore rmutex=1, wmutex=1,；int readercount=0；begin parbeginReader: begin repeat wait(rmutex)； if _1_ then _2_； _3_； _4_； 執(zhí)行讀操作； _5_； _6_； if _7_ then

6、_8_； signal(rmutex)； until false； endWriter: begin repeat _9_； 執(zhí)行寫操作； _10_； until false； end parendend 1、 讀者與寫者同步算法填空 readercount = 0 wait(wmutex) readercount := readercount 1 signal(rmutex) wait(rmutex) readercount := readercount 1 readercount = 0 signal(wmutex) wait(wmutex) signal(wmutex)2、設(shè)有n個進程共

7、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(guān)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(mn)個進程進入臨界區(qū)。 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(nèi)購物。出口處結(jié)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P0, P1, 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T0時刻的資源分配情況如下圖所示。（i）試分析系統(tǒng)在T0時刻是否安全，為什么？（ii

8、）P3在T1時刻發(fā)出請求向量Request3(0, 1, 0), 請問可否進行分配，為什么？（iii）假設(shè)（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), 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1103211323414552 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)依次比前一個作業(yè)遲到一個時間單位）。（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，各個作業(yè)的周轉(zhuǎn)時間是多少？平均周轉(zhuǎn)時間是多少？（3）對于上述每種算法

9、，各個作業(yè)的帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間是多少？平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間是多少？ 答案 選擇題 5 6 2 3 4 2 3 3 2 4 3 C 1 5 2 C 2 D 6 2 5 填空題 （）封閉性 （）可再現(xiàn)性 （）封閉性 （）可再現(xiàn)性 3（）資源分配 4（）就緒 （）阻塞(OR 等待) （）執(zhí)行 5（）釋放一個單位資源 （）仍有請求該資源的進程被阻塞 （）喚醒等待該資源的隊首進程,并將之插入就緒隊列 6（）臨界區(qū) （）進入?yún)^(qū) （）退出區(qū) 7（）臨界資源 （）互斥地 8（）預(yù)防死鎖 （）避免死鎖 （）檢測死鎖和解除死鎖 三、問答題 1、 答：進程是一個具有一定獨立功能的程序關(guān)于某個數(shù)據(jù)集合的一次運行活動。它是操作系

10、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(nèi)核結(jié)構(gòu)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(diào)度運行的單位，其調(diào)度運行的基本單位是線程。） 2、 答：結(jié)構(gòu)： 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(dá)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

11、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(zhǔn)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(guān)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(guān)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(wù)時直接發(fā)生相互作用的關(guān)系。為進程之間的直接制約關(guān)系。在多道環(huán)境下，這種進程間在執(zhí)行次序上的協(xié)調(diào)是必不可少的。 進程互斥：它

12、主要源于資源共享，是進程之間的間接制約關(guān)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(nèi)容， P、V操作與信號量結(jié)合可以實現(xiàn)同步與互斥。 四、綜合應(yīng)用題 2、(1) 設(shè)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，-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

13、入臨界區(qū)的進程可有1個，2個，最多時可達(dá)n-1個。(2) 設(shè)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(dá)n-m個。3、設(shè)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：4、 根據(jù)前趨圖解法，為每條有向邊設(shè)置一個信號量，初值均為0。把每個結(jié)點作為一個進程處理，為此設(shè)

14、計7個進程。每個進程的結(jié)構(gòu)均一樣：先為該結(jié)點的每條輸入邊分別安排相應(yīng)的P操作；然后執(zhí)行該結(jié)點對應(yīng)進程的程序段；最后是為該結(jié)點的每條輸出邊分別安排相應(yīng)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)；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（i）在T0時刻存在安全序

15、列< P1, P3, P0, P2, P4>，所以系統(tǒng)是安全的。（ii）P3在T1時刻發(fā)出請求向量Request3(0, 1, 0) 系統(tǒng)按銀行家算法進行檢查：(A) Request3 (0,1,0)<=Need3 (0,1,1)，資源申請合理；(B) Request3 (0,1,0)<=Available(2,2,0)，可利用資源總量可以滿足資源申請； 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(2,1,0)，Allocation3 (2,2,1)，Need3 (0,0,1)； 系統(tǒng)調(diào)用安全性算法進行資源分配檢查：由此可知，存在安全序列

16、< P1, P3, P0, P2, P4>，所以系統(tǒng)安全，可以執(zhí)行分配。（iii）假設(shè)（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)系統(tǒng)按銀行家算法進行檢查：(A) Request4 (2,2,0)<=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、作業(yè)運行時間優(yōu)先級1103211323414552（2）和(3) FCFS: 作業(yè)到達(dá)時間運行時間完成時間周轉(zhuǎn)時間帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間101010101.0211111010.0