【文章內(nèi)容簡介】 進程在單 CPU 系統(tǒng)中必須依次執(zhí)行，即一個進程完成后，另一個進程才能開始工作。 答案： D（難） 5 多道程序環(huán)境下，操作系統(tǒng)分配資源以（ ）為基本單位。 A、程序 B、指令 C、 進程 D、作業(yè) 答案 ： C（較難） 二、是非題 (正確的劃“√”，錯誤的劃“” ) （ ） 多用戶操作系統(tǒng)離開了多終端硬件支持，則無法使用。 （ ） 具有多道功能的操作系統(tǒng)一定是多用戶操作系統(tǒng)。 （ √ ） 多用戶操作系統(tǒng)在單一硬件終端硬件支持下仍然可以工作。 （ √ ） 多用戶操作系統(tǒng)一定是具有多道功能的操作系統(tǒng)。 （ √ ） 進程的相對速度不能由自己來控制。 （ ） 進程的并發(fā)執(zhí)行是指同一時刻有兩個以上的程序，它們的指令在同一個處理器上執(zhí)行。 （ ） 并發(fā)進程在訪問共享資源時，不可能出現(xiàn)與時間有 關(guān)的錯誤 。 （ ） 并發(fā)是并行的不同表述，其原理相同 。 （ √ ） 臨界資源是指每次僅允許一個進程訪問的資源。 （ ） 進程的互斥和同步是進程通信的基本內(nèi)容。 （ ） 1進程的互斥和同步的相互制約一般不會同時發(fā)生。 （ ） 1進程的互斥和同步總是因相互制約而同時引起。 （ √ ） 1 作業(yè)同步面向用戶而進程同步面向計算機內(nèi)部資源管理控制。 （ ） 1 進程之間的同步，主要源于進程之間的資源競爭，是指對多個相關(guān)進程在執(zhí)行次序上的協(xié)調(diào) 。 （ √ ） 1 P操作和 V 操作都是原 語操作。 （ ） 1 利用信號量的 PV操作可以交換大量的信息 。 （ √ ） 1 信號量機制是一種有效的實現(xiàn)進程同步與互斥的工具。信號量只能由 PV 操作來改變 。 （ ） 1 V 操作是對信號量執(zhí)行加 1 操作，意味著釋放一個單位資源，加 1 后如果信號量的值等于零，則從等待隊列中喚醒一個進程，現(xiàn)進程變?yōu)榈却隣顟B(tài)，否則現(xiàn)進程繼續(xù)進行。 。 （ ） 1 死鎖是指因相互競爭資源使得系統(tǒng)中有多個阻塞進程的情況 。 （ √ ） 產(chǎn)生死鎖的原因可歸結(jié)為競爭資源和進程推進順序不當(dāng)。 （ √ ） 2死鎖是指兩個或多個進程 都處于互等狀態(tài)而無法繼續(xù)工作。 （ ） 2計算機的死鎖俗稱 “ 死機 ” 。 三、填空題 進程的三個基本狀態(tài)是 運行態(tài) 、 就緒態(tài) 和 阻塞態(tài) 。 程序的 ___并發(fā) _____執(zhí)行是現(xiàn)代操作系統(tǒng)的基本特征之一，為了更好地描述這一特征而引入了 ___進程 _____這一概念。 進程存在的標(biāo)志是 __PCB__。 一個程序運行在不同的數(shù)據(jù)集上就構(gòu)成了不同的 進程 ，分別得到不同的結(jié)果。 進程是一個 動態(tài) 的實體，它有自己的生命周期。它因 創(chuàng)建 而產(chǎn)生，因 調(diào)度 而 運行，因 等待某一件事情 而被阻塞（進入等待態(tài)），因 執(zhí)行完畢 而被撤消。 進程在運行過程中不斷 變化 ，但在某一時刻，進程當(dāng)且僅當(dāng)處于 3 種基本狀態(tài)之一。 進程的靜態(tài)實體由 ___程序段 _____、 __相關(guān)數(shù)據(jù)段 __和 __PCB__三部分組成。 用于進程控制的原語主要有 建立原語 、 撤消原語 、 掛起原語 和 _激活原語 。 進程被創(chuàng)建后，最初處于 __就緒 __狀態(tài)，然后經(jīng) _進程調(diào)度程序______選中后進入 ___執(zhí)行 _____狀態(tài)。 進程在運行中申請資源得不到滿足，則它從 ___執(zhí)行 _____態(tài)變 成 ___等待 __態(tài)。 1 處于等待態(tài)的進程，其外圍設(shè)備工作結(jié)束，則它變成 __就緒 __態(tài)。 1 進程從運行態(tài)變成就緒態(tài)，主要原因是 _運行時間到 _和 __出現(xiàn)更高優(yōu)先權(quán)進程 _。 1 有多個進程等待分配 CPU 時，系統(tǒng)按一定的 _ 優(yōu)先級 _______，從處于就緒態(tài)的進程中選擇 _ 第一 _ 個進程，讓它占有 CPU，并把它的狀態(tài)變成 __運行 __態(tài)。 1 進程的特征主要有 _并發(fā)性 _、 _異步性 _、獨立性，制約性和結(jié)構(gòu)性。 1 PCB 的含義是 _操作系統(tǒng)用于記錄和刻畫進程狀態(tài)及有關(guān)信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 。 1 操作系統(tǒng)依據(jù) ___PCB_____對進程控制 和管理。 1 進程創(chuàng)建工作主要完成的是創(chuàng)建進程控制塊，并把它掛到 __就緒 __隊列中。 1 一個進程完成自己的任務(wù)后，操作系統(tǒng)則要收回該進程占有的 ___地址空間 __和撤消該進程的 __控制塊 __。 1 如果系統(tǒng)中有 N 個進程，則在就緒隊列中進程的個數(shù)最多為___N1_____。 操作系統(tǒng)中用于完成一些特定功能的、不可中斷的過程稱為 _原語 _。 2 用于控制進程的原語有創(chuàng)建原語、撤消原語、 _掛起原語 _和 __激活原語 ______。 2 進程有兩種基本隊列： __就緒隊列 __和 __等待隊列 __。 2 進程調(diào)度程序負(fù)責(zé) CPU 的分配，它按照某種 __算法 ___，從 就緒 的進程中選擇一個進程，將其 __PCB__中的有關(guān)現(xiàn)場信息送入處理器相應(yīng)的寄存器中，使它占有處理器運行。 2 常用的進程調(diào)度算法有先來先服務(wù)、 時間片輪轉(zhuǎn)法 和 優(yōu)先級法 。 2 先來先服務(wù)調(diào)度算法是按照進程進入就緒列隊的 __先后次序 __來選擇其占用的 CPU，在進程調(diào)度時總是把 CPU 分配給就緒列隊的 __隊首 __進程。 2 時間片是指允許進程一次性占用處理器的 __CPU__。時間片輪轉(zhuǎn)算法常用于 ___分時 _____操作系統(tǒng)。 2 我們把一個進程讓出 CPU，由另一個進程占用 CPU 的過程稱為 ___進程切換 _____。 2 當(dāng)一個進程獨占處理器順序執(zhí)行時，具有 __封閉性 __和 _可再現(xiàn)性 。 2 并發(fā)進程執(zhí)行時，執(zhí)行結(jié)果與它執(zhí)行的 _初始條件 _有關(guān)；進程的并發(fā)執(zhí)行會破壞 ___封閉性 _____和 __可再現(xiàn)性 ___。 我們把并發(fā)過程中與 _臨界資源進行操作 _有關(guān)的程序段稱為臨界區(qū)。 3 對 __共享資源 __的若干臨界區(qū)必須互斥執(zhí)行，而對 __非共享資源______的臨界區(qū)是不必互斥的。 3 一次至多 ___一 ____個進程能夠進入臨界區(qū)，當(dāng)有進程在臨界區(qū) __執(zhí)行 ___時，其他想進入臨界區(qū)的進程必須 ___等待 _____。 3 任一個進入臨界區(qū)的進程必須 在 __有限 ___時間內(nèi) ___進入 _ 臨界區(qū)。 3 每執(zhí)行一次 V 操作，信號量的數(shù)值 S 加 1。若 __S=0______，則該進程繼續(xù)執(zhí)行；否則，從對應(yīng)的 ___就緒 _____隊列中移出一個進程并將 _執(zhí) 行狀態(tài)賦予該進程。 3 利用信號量實現(xiàn)進程的 _互斥與同步 _，應(yīng)為臨界區(qū)設(shè)置一個信號量MUTEX，其初值為 1，表示該資源尚未使用，臨界區(qū)應(yīng)置于 _P(mutex)_和____V(mutex)____原語之間。 3 操作系統(tǒng)中信號量的值與 _相應(yīng)資源 _的使用情況有關(guān)，它的值僅能由 _P、 V操作 _來改變。 3 _PV 操作 _能夠?qū)崿F(xiàn)臨界區(qū)的 管理要求。 3 PV操作由 ___P 操作 __和 __V操作 __組成，是對 __資源 __進行操作。 3 P 操作信號的值 __S： =S1__，若結(jié)果小于 0，則該進程值為 __等待__狀態(tài)。 V 操作將信號量的值 __ S： =S+1___，若結(jié)果 _ 大于 0__，則釋放一個等待信號量的進程。 當(dāng)并發(fā)進程存在競爭關(guān)系時必 須 排它 地使用資源；當(dāng)并發(fā)進程存在協(xié)作關(guān)系時必須 _共享資源 _。分別稱為 __進程的互斥 __和 _進程的同步 _。 4 __互斥 __是指當(dāng)有若干個進程都要使用某一共享資源時，任何時刻最多只允許 ___一 _____個進程去使用，其他要 只用該資料的進程必須 _等待 _，直到占用資源者 __釋放 __該資源。 4 進程的同步是指并發(fā)進程之間的一種 __直接的協(xié)同工作 __關(guān)系，一個進程的執(zhí)行依賴另一個進程的 __信息或信號 ___，當(dāng)一個進程沒有得到它時應(yīng) __等待 __，直到被 ___喚醒 _____。 4 進程的同步和互斥反映了進程間 __同步 __和 __互斥 __的關(guān)系。 4 用 PV操作是實現(xiàn) ___同步 __ 和 __互斥 __的有效工具，但若使用不當(dāng)則不僅 __會出現(xiàn)與時間相關(guān)的錯誤 __而且會 ___產(chǎn)生死鎖 ____。 4 并發(fā)進程之間通過 ___信號量 _____交換的是少量的信息，這是 一種 _低級 _通信方式；而大量信息的傳遞要 __消息傳遞 __來實現(xiàn)，這是一種 __高級__的通信方式，稱為 ___消息傳遞機制 ___。 4 實際上， _進程互斥 _是進程同步的一種特例。 4 目前常用的高級通信方式有共享存儲器、 _消息傳遞通信機制 _、 管道通信 _等。 4 形成死鎖的起因是 _競爭資源 _和 _進程間推進順序非法 _。 4 避免死鎖的一個著名的算法是 __銀行家算法 ___。 50、 死鎖產(chǎn)生的四個必要條件是 __互斥條件 _、 _請求和保持條件 、 _不剝奪條件 _和 _循環(huán)等待條件 _四種。 5 檢測死鎖后可采用剝奪進程占有的資源、 _進程回退 _、 __進程撤 銷 _和 _系統(tǒng)重啟 _等辦法來解除死鎖。 5 在實際使用中，為了操作系統(tǒng)的安全和可靠，往往采用死鎖的 __預(yù)防 __、 ___避免 _____和 ____檢測與解除 ____的混合策略，這樣既可保證整個系統(tǒng)不出現(xiàn)死鎖，又可以盡可能地提高資源利用率。 5 通常，線程的定義是 __是進程中執(zhí)行運算的最小單位 __。在現(xiàn)代操作系統(tǒng)中，資源的分配單位是 _進程 _，而處理機的調(diào)度單位是 __線程 __，一個進程可以有 ___多個 ___線程。 5 利用 優(yōu)先級調(diào)度算法進行進程調(diào)度時，即從就緒隊列中選擇優(yōu)先級高的進程 有兩種不同的處理方式： 非搶占式優(yōu)先權(quán)算法 和 搶占式優(yōu)先權(quán)算法 。 四、簡答題 什么是進程？它與程序相比有哪些特征 ？ 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。 進程與程序的主要區(qū)別：（ 1）程序是永存的；進程是暫時的，是程序在數(shù)據(jù)集上的一次執(zhí)行，有創(chuàng)建有撤銷，存在是暫時的；（ 2）程序是靜態(tài)的觀念，進程是動態(tài)的觀念；（ 3）進程具有并發(fā)性，而程序沒有；（ 4）進程是競爭計算機資源的基本單位，程序不是。（ 5）進程和程序不是 一一對應(yīng)的： 一個程序可對應(yīng)多個進程即多個進程可執(zhí)行同一程序； 一個進程可以執(zhí)行一個或幾個程序 一個進程進入臨界區(qū)的調(diào)度原則是什么？ 答：進程進入臨界區(qū)的調(diào)度原則是：① 如果有若干進程要求進入空閑的臨界區(qū)，一次僅允許一個進程進入。②任何時候，處于臨界區(qū)內(nèi)的進程不可多于一個。如已有進程進入自己的臨界區(qū)，則其它所有試圖進入臨界區(qū)的進程必須等待。③進入臨界區(qū)的進程要在有限時間內(nèi)退出，以便其它進程能及時進入自己的臨界區(qū)。④如果進程不能進入自己的臨界區(qū)，則應(yīng)讓出 CPU，避免進程出現(xiàn)“忙等”現(xiàn)象。 在一個單 CPU 的多道程 序設(shè)計系統(tǒng)中，若在某一時刻有 N個進程同時存在，那么處于運行態(tài)、等待態(tài)和就緒態(tài)進程的最小和最大值分別可能是多少？ 答：狀態(tài) 最大值 最小值 運行態(tài) 1 1 等待態(tài) N1 0 就緒態(tài) N1 0 為什么并發(fā)進程執(zhí)行時可能會產(chǎn)生與時間有關(guān)的錯誤，如何避免？ 答： 由于進程運行時會隨時被中斷（包括時間片到、申請資源等），不僅斷點不固定，而且中斷多長時間也不固定，即進程是走走停停且它向前推進的相對速度無法由自身控制 。 有交往的并發(fā)進程可能會同時使用共享資源，如果對這種情況不加控制，由于進程占用處理器的時間、執(zhí)行的速度和外界的影響等，就會引起與時間有關(guān)的錯誤。只要使若干并發(fā)進程的相關(guān)臨界區(qū)互斥執(zhí)行，就可避免造成這類錯誤。 什么是 PV 操作，它有什么作用？ 答： PV 操作能夠?qū)崿F(xiàn)對臨界區(qū)的管理要求。它由 P 操作原語和 V 操作原語組成，對信號量進行操作，具體定義如下： P（ S）：①將信號量 S 的值減 1，即 S=S1； ②如果 S 0，則該進程繼續(xù)執(zhí)行；否則該進程置為等待狀態(tài)，排入等待隊列。 V（ S）： ①將信號量 S 的值加 1，即 S=S+1； ②如果 S0，則該進程繼續(xù)執(zhí)行；否則釋放隊列中第一個等待信號量的進程 。 假設(shè) PV 操作用信號量管理某個共享資源，請問當(dāng) S0， S=0 和 S0時，它們