进程管理作业

《操作系统》课程作业（2013年春）姓名：学号：专业：年级：学校：日期：作业一：作业管理1、有三道程序A、B、C在一个系统中运行，该系统有输入、输出设备各1台。

三道程序A、B、C构成如下：A：输入32秒，计算8秒，输出5秒B：输入21秒，计算14秒，输出35秒C：输入12秒，计算32秒，输出15秒问：（1）三道程序顺序执行的总时间是多少？（2）充分发挥各设备的效能，并行执行上述三道程序，最短需多少时间（不计系统开销）？并给出相应的示意图。

2、假设一个单CPU系统，以单道方式处理一个作业流，作业流中有2道作业，共占用CPU计算时间、输入卡片数和打印输出行数如下：其中，卡片输入机速度为1000张/分钟，打印机输出速度为1000行/分钟，试计算：（1）不采用spooling技术，计算这两道作业的总运行时间（从第1道作业输入开始到最后一个作业输出完毕）。

（2）如采用spooling技术，计算这2道作业的总运行时间（不计读/写盘时间），并给出相应的示意图。

作业二：进程管理1、 请写出两程序S1和S2可并发执行的Bernstein 条件。

2、 有以下5条语句，请画出这5条语句的前趋图。

S1：y=x+1 R(x) W(y) S2：c=f-w R(f,w) W(c) S3：d=r-y R(r,y) W(d) S4：x=a+b R(a,b) W(x) S5：r=c+y R(c,y) W(r)3、 设在教材第62页3.6.4节中所描述的生产者消费者问题中，其缓冲部分为m 个长度相等的有界缓冲区组成，且每次传输数据长度等于有界缓冲区长度以及生产者和消费者可对缓冲区同时操作。

重新描述发送过程deposit(data)和接收过程remove(data)。

P P P iP ....12ik4、 设有k 个进程共享一临界区，对于下述情况，请说明信号量的初值、含义，并用P ，V操作写出有关互斥算法。

（1） 一次只允许一个进程进入临界区；（2） 一次允许m （m<k ）个进程进入临界区。

操作系统的五大功能是什么操作系统的功能主要体现在对计算机资源――微处理器、存储器、外部设备、文件和作业五大计算机资源的管理，操作系统将这种管理功能分别设置成相应的程序管理模块，每个管理模块分管一定的功能。

即操作系统的五大功能。

1、微处理器管理功能在大型操作系统中．可存在多个微处理器，并同时可管理多个作业。

怎样选出其中一个作业进入主存储器难备运行，怎样为这个作业分配微处理器等等，都由微处理器管理模块负责。

微处理器管理模块，要对系统中各个微处理器的状态进行登记，还要登记各个作业对微处理器的要求。

管理模块还要用一个优化算法实现最佳调度规则。

把所有的微处理器分配给各个用户作业使用。

最终日的是提高微处理器的利用率。

这就是操作系统的微处理器管理功能。

2、内存管理功能内存储器的管理，主要由内存管理模块来完成。

内存管理模块对内存的管理分三步。

首先为各个用户作业分配内存空间；其次是保护已占内存空间的作业不被破坏；最后，是结合硬件实现信息的物理地址至逻辑地址的变换。

使用户在操作中不必担心信息究竟在四个具体空间――即实际物理地址，就可以操作，这样就方便了用户对计算机的使用和操作。

内存管理模块对内存的管理是使用一种优化算法对内存管理进行优化处理，以提高内存的利用率。

这就是操作系统的内存管理功能。

3、外部设备管理功能由于计算机的不断发展，其应用领域越来越广泛，应用技术越来越提高，应用方法越来越简便，与用户的界面越来越友好，随之外部设备的种类也日益增多，功能不断提高，档次日渐升级，因此，操作系统的设备管理模块的功能也必须跟上外部设备的发展而不断发展、不断升级以适应外部设备的日益发展的需要。

设备管理模块的任务是当用户要求某种设备时，应马亡分配给用户所要求的设备，并技用户要求驱动外部设备以供用户应用。

并且对外部设备的中断请求，设备管理模块要给以响应并处理。

这就是操作系统的外部设备管理功能。

4、文件管理功能操作系统对文件的管理主要是通过文件管理模块来实现的。

操作系统操作系统一般都具有以下功能：（1）进程管理：主要是对处理器（CPU）进行处理，又称为处理器管理。

CPU是计算机系统的核心部件，是最宝贵的资源，它的利用率高低将直接影响到计算机的处理效率。

当有一个（或多个）用户提交作业请求服务时，操作系统对进城的管理是协调各作业之间的运行，充分发挥CPU的作用，为所有的用户服务，提高计算机的使用效益，使CPU的资源得到充分利用。

（2）存储管理：是对内存储器管理，只有当程序和数据调入内存中，CPU才能直接访问和执行。

操作系统对内存储器的管理主要体现在两方面：①对内存储器资源的统一管理，以达到合理利用内存空间的目的，当程序和数据装入内存时，操作系统首先要分配存储空间，任务完成后要收回存储空间供其他程序使用。

②对内存中的程序和数据进行保护当程序和数据装入内存后，防止一个用户干扰或破坏另一个用户的程序和数据，存储管理使程序的运行和数据的访问相对对独立和安全。

（3）设备管理：设备管理是计算机外部设备与用户之间的借口。

其功能是对设备资源进行统一管理，负责分配、回收尾部设备和控制设备运行。

用户使用外部设备时不是直接调用该设备，而是通过输入命令或程序提出的要求向操作系统提出申请，由操作系统中的设备管理程序负责该任务分配设备并控制运行。

任务完成后，操作系统及时回收资源。

（4）文件管理:文件管理是对计算机系统软件资源的管理。

用户的程序和数据都是以文件的形式存放在外存储器上，使用时从外存储器中调入内存，机器才能执行。

操作系统负责对文件的组织、存取、删除、保护等管理，以便用户能方便、安全地访问文件。

（5）作业管理：作业就是用户提交给计算机的程序和处理的原始数据。

作业管理的功能表现为作业控制和作业调度，使用户的作业能顺利完成，同时为用户提供一个使用计算机系统的友好界面，使用户能方便地运行自己的作业。

操作系统五大管理功能包括哪些操作系统的五个基本管理功能你知道是什么呢?下面由店铺整理了操作系统五大管理功能包括哪些的相关知识，希望对你有帮助。

操作系统五大管理功能包括哪些1) 设备管理：主要是负责内核与外围设备的数据交互，实质是对硬件设备的管理，包括对输入输出设备的分配，初始化，维护与回收等。

例如管理音频输入输出。

2) 作业管理：这部分功能主要是负责人机交互，图形界面或者系统任务的管理。

3) 文件管理：这部分功能涉及文件的逻辑组织和物理组织，目录结构和管理等。

从操作系统的角度来看，文件系统是系统对文件存储器的存储空间进行分配，维护和回收，同时负责文件的索引，共享和权限保护。

而从用户的角度来说，文件系统是按照文件目录和文件名来进行存取的。

4) 进程管理：说明一个进程存在的唯一标志是pcb(进程控制块)，负责维护进程的信息和状态。

进程管理实质上是系统采取某些进程调度算法来使处理合理的分配给每个任务使用。

5)存储管理：数据的存储方式和组织结构。

补充：操作系统的四大类操作系统的类型也可以分为几种：批处理系统，分时操作系统，实时操作系统，网络操作系统等。

下面将简单的介绍他们各自的特点：1) 批处理系统：首先，用户提交完作业后并在获得结果之前不会再与操作系统进行数据交互，用户提交的作业由系统外存储存为后备作业;数据是成批处理的，有操作系统负责作业的自动完成;支持多道程序运行。

2) 分时操作系统：首先交互性方面，用户可以对程序动态运行时对其加以控制;支持多个用户登录终端，并且每个用户共享CPU和其他系统资源。

3) 实时操作系统：会有时钟管理，包括定时处理和延迟处理。

实时性要求比较高，某些任务必须优先处理，而有些任务则会被延迟调度完成。

4) 网络操作系统：网络操作系统主要有几种基本功能(1) 网络通信：负责在源主机与目标主机之间的数据的可靠通信，这是最基本的功能。

(2) 网络服务：系统支持一些电子邮件服务，文件传输，数据共享，设备共享等。

操作系统原理第二章作业一、应用题1、进程之间存在哪几种制约关系？各是什么原因引起的？以下活动各属于哪种制约关系？（1）若干学生去图书馆借书（2）两队学生进行篮球比赛（3）流水线生产的各道工序（4）商品生产和消费进程之间存在两种制约关系，即同步和互斥。

同步是由于并发进程之间需要协调完成同一个任务时引起的一种关系，为一个进程等待另一个进程向它直接发送消息或数据时的一种制约关系。

互斥是由于并发进程之间竞争系统的临界资源引起的，为一个进程等待另一个进程已经占有的必须互斥使用的资源时的一种制约关系。

1)是互斥关系，同一本书只能被一个学生借阅，或者任何时刻只能有一个学生借阅一本书。

2)是互斥关系，篮球是互斥资源。

3)是同步关系，一个工序完成后开始下一个工序。

4)是同步关系，生产商品后才能消费。

2、设P、Q、R共享一个缓冲区，P、Q构成一对生产者-消费者，R既为生产者又为消费者，使用P、V操作实现其同步。

The P,V code Using Pascalvar mutex,full,empty:semaphore; full:=1; empty:=0; mutex:=1; cobeginProcedure P Procedure Q Procedure R begin begin begin while true while true if empty:=1 then p(empty); p(full); begin P(mutex); P(mutex); p(empty); Product one；consume one； P(mutex); v(mutex); v(mutex); product； v(full); v(empty); v(mutex);end end v(full); endif full:=1 thenbeginp(full); p(mutex);消费一个产品；v(mutex);v(empty); endcoend3、某工厂有两个生产车间和一个装配车间，两个生产车间分别生产A、B两种零件，装配车间的任务是把A、B两种零件组装成产品，两个生产车间每生产一个零件后都要分别把他们送到专配车间的货架F1、F2上，F1存放零件A，F2存放零件B，F1和F2的容量均可以存放10个零件。

操作系统的功能通过内部命令和外部命令，操作系统可以为用户提供5种主要功能，即任务管理、存储管理、文件管理、设备管理和作业管理。

1. 任务管理操作系统提供的任务管理有进程管理、分时处理和并行处理3种不同的方式。

(1) 进程管理进程是操作系统调度的基本单位，它可反映程序的一次执行过程(包括启动、运行并在一定条件下中止或结束)。

进程管理主要是对处理机资源进行管理。

由于CPU是计算机系统中最宝贵的硬件资源，为了提高CPU的利用率，一般采用多进程技术。

如果一个进程因等待某一条件而不能运行下去时，就将处理机占用权转给另一个可运行进程。

或者，当出现了一个比当前运行进程优先权更高的可运行进程时，后者应能抢占CPU资源。

操作系统按照一定的调度策略，通过进程管理来协调多个程序之间的关系，解决CPU资源的分配和回收等问题，使CPU资源得到最充分的利用。

(2) 分时处理在较大型的计算机系统中，如有上百个远程的或本地的用户同时执行存取操作，操作系统可采用分时方式进行处理。

分时的基本思想是将CPU时间划分成许多小片，称为"时间片"，轮流去为多个用户程序服务。

如果在时间片结束时该用户程序尚未完成，它就被中断，等待下一轮再处理，同时让另一个用户程序使用CPU下一个时间片。

由于CPU速度很快，用户程序的每次要求都能得到快速的响应。

因此，每个用户都感觉好像自己在"独占"计算机一样。

不难看出，这是操作系统使用户轮流"分时"共享了CPU。

(3) 并行处理配置较高的一些计算机系统，都有不止一个处理器。

并行处理操作系统可以充分利用计算机系统中提供的所有处理器，让多个处理器同时工作，一次执行几条指令，以提高计算机系统的效率。

很明显，实现并行处理需要操作系统作合理的调度，并行处理系统能够把多项任务分配给不同的CPU同时执行，且保持系统正常有效地工作。

例如，有一个作业含有3个计算。

计算x:A + B计算y:C + D计算z:x + y这时，操作系统就可以安排CPU 1执行计算x，CPU2同时执行计算y，然后由CPU2执行计算z，这样的并行调度将比按序执行3个计算快大约33%。

实验四进程管理1.目的和要求（1）练习Linux进程管理命令（2）了解如何监视系统运行状态（3）掌握查看、删除进程的正确方法（4）掌握命令在后台运行的用法（5）掌握进程手工、调度启动的方法2.实验环境硬件：PC机软件：ubuntu操作系统、虚拟机3.实验步骤1)进入系统，用top命令察看当前系统的状态，并识别各进程的有关说明信息，给出相应截图和解释说明2)用ps命令察看系统当前的进程，并把系统当前的进程保存到文件process中。

ps aux>process 或者ps -ef3)查看当前进程树ps axf4)查看系统当前有没有init进程？用ps –aux|grep init查看5)找出bash进程的父进程是哪个进程。

6)杀死bash进程，发生了什么事？7)输入“cat <回车>”按<Ctrl>-z 键，出现什么情况？输入fg命令出现什么情况？按<Ctrl>-c 键，出现什么情况？按<Ctrl>-z 键转入后台运行，fg把后台命令移回前台按<Ctrl>-c 键终止命令8)输入“find / -name ls*>temp &”，该命令的功能是什么？再次查看该进程，有什么结果？接着输入killall find命令后,再查看该进程，有什么结果？查找所有硬盘中ls开头的文件，并把文件名定向到temp中9)在前台运行2个睡眠进程后，均挂起；列出所有正在运行的作业：jobs在前台运行睡眠进程sleep 100000使用Ctrl-z 挂起进程在前台运行睡眠进程sleep 200000使用Ctrl-z 挂起进程10)在前台运行1个vi进程后，挂起；ViCtrl-z11)在后台运行1个睡眠进程。

sleep 300000 &12)列出所有正在运行的作业，并查看进程PIDjobs -l13)将第二默认作业在后台继续运行。

查看当前作业情况。

OS概述、进程管理练习答案一、单项选择题（OS概述部分）1、UNIX O.S. 属于一种（ A ）操作系统。

A.分时B.批处理C.实时D.分布式2、计算机软件中，最靠近硬件层次的一类软件是（C ）。

A.应用软件B.支撑软件C.系统软件D.编译软件3、下列四个操作系统中，是分时系统的为（C ）。

A.CP/MB.MS-DOSC.UNIXD.WINDOWS NT4、在操作系统中，设计者往往编制了许多完成不同功能的子程序供用户程序中使用，这些子程序被称为（B ）。

A.作业控制语言B.系统调用C.操作控制命令D.访管命令5、个人计算机操作系统也被称为（ B ）。

A.多用户操作系统B.单用户操作系统C.实时操作系统D.批处理操作系统6、批处理系统的主要缺点是（ B ）。

A.CPU的利用率不高B.失去了交互性C.不具备并行性D.以上都不是7、DOS操作系统主要的功能是（A ）。

A.文件管理功能B.中断处理功能C.作业管理功能D.打印管理功能8、第一个在计算机上实现的操作系统是（C ）。

A.分时操作系统B.实时操作系统C.单道批处理系统D.单用户操作系统9、操作系统的功能是进行处理器管理、作业管理、（ B ）管理、设备管理和文件管理。

A.进程B.存储器C.硬件D.软件10、设计实时操作系统时，首先应该考虑系统的（B ）。

A.可靠性和灵活性B.实时性和可靠性C.灵活性和可靠性D.优良性和分配性11、操作系统是计算机系统的（B ）。

A.应用软件B.系统软件C.硬件D.固件12、从工作的角度看操作系统，可以分为：单用户操作系统、批处理系统、（B ）和实时系统。

A.单机操作系统B.分时操作系统C.面向过程的操作系统D.网络操作系统13、下列系统中，（ B ）是实时系统。

A.计算机激光照排系统B.航空定票系统C.办公自动化系统D.计算机辅助设计系统14、工业过程控制系统中运行的操作系统最好是（ B ）。

A.分时系统B. 实时系统C.分布式操作系统D.网络操作系统15、计算机发展到第三代，操作系统已成为软件的一个重要分支，最早的操作系统是（D ）。