計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)第二版答案(郁紅英)

1、習(xí)題二習(xí)題二1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)程之間的合作和協(xié)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)程之間的合作和協(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？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：（1）為了從變化的角度動(dòng)態(tài)地分析研究可以并發(fā)執(zhí)行的程序，真實(shí)地反應(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)中就不得不引入“進(jìn)程”的概念；（2）為了防止操作系統(tǒng)及其關(guān)鍵

2、的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，受到用戶程序有意或無(wú)意的破壞，通常將處理機(jī)的執(zhí)行狀態(tài)分成核心態(tài)和用戶態(tài)；對(duì)系統(tǒng)中的全部進(jìn)程實(shí)行有效地管理，其主要表現(xiàn)是對(duì)一個(gè)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。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：（1）就緒狀態(tài)→運(yùn)行狀態(tài)。處于就緒狀態(tài)的進(jìn)程，具備了運(yùn)行的條件，但由于未能獲得處理機(jī)，故沒(méi)有運(yùn)行。（2）運(yùn)行狀態(tài)→就緒

3、狀態(tài)。正在運(yùn)行的進(jìn)程，由于規(guī)定的時(shí)間片用完而被暫停執(zhí)行，該進(jìn)程就會(huì)從運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫途w狀態(tài)。（3）運(yùn)行狀態(tài)→阻塞狀態(tài)。處于運(yùn)行狀態(tài)的進(jìn)程，除了因?yàn)闀r(shí)間片用完而暫停執(zhí)行外還有可能由于系統(tǒng)中的其他因素的影響而不能繼續(xù)執(zhí)行下去。3現(xiàn)代操作系統(tǒng)一般都提供多任務(wù)的環(huán)境，試回答以下問(wèn)題?，F(xiàn)代操作系統(tǒng)一般都提供多任務(wù)的環(huán)境，試回答以下問(wèn)題。（1）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)？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)

4、程的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)？答：為支持進(jìn)程的并發(fā)執(zhí)行，系統(tǒng)必須建立“進(jìn)程控制塊（PCB）”，PCB的組織方式常用的是鏈接方式。（2）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)？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：進(jìn)程的阻塞與喚醒原語(yǔ)和進(jìn)程的掛起與激活原語(yǔ)。（3）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？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：創(chuàng)建原語(yǔ)：建立進(jìn)程的PCB，并將進(jìn)程投入就緒隊(duì)列。；撤銷原語(yǔ)：刪

5、除進(jìn)程的PCB，并將進(jìn)程在其隊(duì)列中摘除；阻塞原語(yǔ)：將進(jìn)程PCB中進(jìn)程的狀態(tài)從運(yùn)行狀態(tài)改為阻塞狀態(tài)，并將進(jìn)程投入阻塞隊(duì)列；喚醒原語(yǔ)：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)程從則色隊(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)備管理管理及存儲(chǔ)管理的角度設(shè)計(jì)進(jìn)程控制塊應(yīng)該包含的內(nèi)容。及存儲(chǔ)管理的角度設(shè)計(jì)進(jìn)程控制塊應(yīng)該

6、包含的內(nèi)容。答：（1）進(jìn)程控制塊是用來(lái)描述進(jìn)程本身的特性、進(jìn)程的狀態(tài)、進(jìn)程的調(diào)度信息及對(duì)資源的占有情況等的一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；（2）為了進(jìn)程管理，進(jìn)程控制塊包括以下幾方面。a)進(jìn)程的描述信息，包括進(jìn)程標(biāo)識(shí)符、進(jìn)程名等。b)進(jìn)程的當(dāng)前狀況。c)當(dāng)前隊(duì)列鏈接指針。d)進(jìn)程的家族關(guān)系。為了中斷處理，進(jìn)程控制塊的內(nèi)容應(yīng)該包括處理機(jī)狀態(tài)信息和各種寄存器的內(nèi)容。為了內(nèi)存管理的需要，進(jìn)程控制塊的內(nèi)容應(yīng)該包括進(jìn)程使用的信號(hào)量、答：當(dāng)進(jìn)程調(diào)度時(shí)，首先從高優(yōu)先級(jí)

7、就緒隊(duì)列選擇一個(gè)進(jìn)程，賦予它的時(shí)間片為100ms。如果高優(yōu)先級(jí)就緒隊(duì)列為空，則從低優(yōu)先級(jí)就緒隊(duì)列選擇進(jìn)程，并且賦予該進(jìn)程的時(shí)間片為500ms。這種策略一方面照顧了短進(jìn)程，一個(gè)進(jìn)程如果在100ms運(yùn)行完畢它將退出系統(tǒng)，更主要的是照顧了IO量大的進(jìn)程，進(jìn)程因IO進(jìn)入阻塞隊(duì)列，當(dāng)IO完成后它就進(jìn)入了高優(yōu)先級(jí)就緒隊(duì)列，在高優(yōu)先級(jí)就緒隊(duì)列等待的進(jìn)程總是優(yōu)于低優(yōu)先級(jí)就緒隊(duì)列的進(jìn)程。而對(duì)于計(jì)算量較大的進(jìn)程，它的計(jì)算如果在100ms的時(shí)間內(nèi)不能完成，它

8、將進(jìn)入低優(yōu)先級(jí)就緒隊(duì)列，在這個(gè)隊(duì)列的進(jìn)程被選中的機(jī)會(huì)要少，只有當(dāng)高優(yōu)先級(jí)就緒隊(duì)列為空，才從低優(yōu)先級(jí)就緒隊(duì)列選擇進(jìn)程，但對(duì)于計(jì)算量大的進(jìn)程，系統(tǒng)給予的適當(dāng)照顧時(shí)間片增大為500ms。8回答以下問(wèn)題。回答以下問(wèn)題。（1）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？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)楫?dāng)CPU空閑時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)在就緒隊(duì)列里調(diào)度進(jìn)程，只有當(dāng)就緒隊(duì)列為空時(shí)，系統(tǒng)中才沒(méi)有運(yùn)行程序。（2）若系統(tǒng)中既沒(méi)

9、有運(yùn)行進(jìn)程，也沒(méi)有就緒進(jìn)程，系統(tǒng)中是否就沒(méi)有阻塞若系統(tǒng)中既沒(méi)有運(yùn)行進(jìn)程，也沒(méi)有就緒進(jìn)程，系統(tǒng)中是否就沒(méi)有阻塞進(jìn)程？解釋。進(jìn)程？解釋。答：不一定，當(dāng)運(yùn)行的程序都因?yàn)檎?qǐng)求IO或等待事件時(shí)而進(jìn)入阻塞，系統(tǒng)中就沒(méi)有就緒進(jìn)程。（3）如果系統(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)如果系統(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？最高的進(jìn)程？為什么？答：不一定，若優(yōu)先級(jí)高的進(jìn)程進(jìn)入阻塞狀態(tài)時(shí)，而且優(yōu)先級(jí)高的

10、就緒隊(duì)列里沒(méi)有等待的進(jìn)程，這時(shí)就會(huì)調(diào)度優(yōu)先級(jí)低的就緒隊(duì)列的進(jìn)程。9假如有以下程序段，回答下面的問(wèn)題。假如有以下程序段，回答下面的問(wèn)題。S1:a=3xS2:b=2aS3:c=5a(1)并發(fā)程序執(zhí)行的并發(fā)程序執(zhí)行的Bernstein條件是什么？條件是什么？答：若P1與P2R并發(fā)執(zhí)行，當(dāng)且僅當(dāng)R(P1)∩W(P2)∪R(P2)∩W(P1)∪W(P1)∩W(P2)=時(shí)才滿足。(2)試畫圖表示它們執(zhí)行時(shí)的先后次序。試畫圖表示它們執(zhí)行時(shí)的先后次序。