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第3章处理机调度“练习与思考”解答1．基本概念和术语调度、作业调度、进程调度、吞吐量、周转时间、带权周转时间、中断调度就是选出待分派的作业或进程。
作业调度就是根据一定的算法，从输入的一批作业中选出若干个作业，分配必要的资源，如内存、外设等，为它建立相应的用户作业进程和为其服务的系统进程（如输入、输出进程），最后把它们的程序和数据调入内存，等待进程调度程序对其执行调度，并在作业完成后作善后处理工作。
进程调度就是根据一定的算法将CPU分派给就绪队列中的一个进程。
吞吐量：单位时间内CPU完成作业的数量。
周转时间：从作业提交到作业完成的时间间隔。
带权周转时间：定义为作业的周转时间除以其实际运行时间。
中断是指CPU对系统发生的某个事件做出的一种反应，它使CPU暂停正在执行的程序，保留现场后自动执行相应的处理程序，处理该事件后，如被中断进程的优先级最高，则返回断点继续执行被“打断”的程序。
2．基本原理和技术（1）处理机调度的主要目的是什么？处理机调度的主要目的就是为了分配处理机。
（2）高级调度与低级调度的主要功能是什么？为什么要引入中级调度？高级调度的主要功能是根据一定的算法，从输入的一批作业中选出若干个作业，分配必要的资源，如内存、外设等，为它建立相应的用户作业进程和为其服务的系统进程（如输入、输出进程），最后把它们的程序和数据调入内存，等待进程调度程序对其执行调度，并在作业完成后作善后处理工作。
低级调度的主要功能是根据一定的算法将CPU分派给就绪队列中的一个进程。
为了使内存中同时存放的进程数目不至于太多，有时就需要把某些进程从内存中移到外存上，以减少多道程序的数目，为此设立了中级调度。
（3）作业在其存在过程中分为哪四种状态？作业在其存在过程中分为提交、后备、执行和完成四种状态。
（4）在操作系统中，引起进程调度的主要因素有哪些？在操作系统中，引起进程调度的主要因素有：正在运行的进程完成任务，或等待资源，或运行到时；核心处理完中断或陷入事件后，发现系统中“重新调度”标志被置上。
第三章处理机调度与死锁1，高级调度与低级调度的主要任务是什么？为什么要引入中级调度？【解】（1）高级调度主要任务是用于决定把外存上处于后备队列中的那些作业调入内存，并为它们创建进程，分配必要的资源，然后再将新创建的进程排在就绪队列上，准备执行。
（2）低级调度主要任务是决定就绪队列中的哪个进程将获得处理机，然后由分派程序执行把处理机分配给该进程的操作。
（3）引入中级调度的主要目的是为了提高内存的利用率和系统吞吐量。
为此，应使那些暂时不能运行的进程不再占用宝贵的内存空间，而将它们调至外存上去等待，称此时的进程状态为就绪驻外存状态或挂起状态。
当这些进程重又具备运行条件，且内存又稍有空闲时，由中级调度决定，将外存上的那些重又具备运行条件的就绪进程重新调入内存，并修改其状态为就绪状态，挂在就绪队列上，等待进程调度。
3、何谓作业、作业步和作业流？【解】作业包含通常的程序和数据，还配有作业说明书。
系统根据该说明书对程序的运行进行控制。
批处理系统中是以作业为基本单位从外存调入内存。
作业步是指每个作业运行期间都必须经过若干个相对独立相互关联的顺序加工的步骤。
作业流是指若干个作业进入系统后依次存放在外存上形成的输入作业流；在操作系统的控制下，逐个作业进程处理，于是形成了处理作业流。
4、在什么情冴下需要使用作业控制块JCB？其中包含了哪些内容？【解】每当作业进入系统时，系统便为每个作业建立一个作业控制块JCB，根据作业类型将它插入到相应的后备队列中。
JCB 包含的内容通常有：1) 作业标识2)用户名称3)用户账户4)作业类型（CPU 繁忙型、I/O芳名型、批量型、终端型）5)作业状态6)调度信息（优先级、作业已运行）7)资源要求8)进入系统时间9) 开始处理时间10) 作业完成时间11) 作业退出时间12) 资源使用情况等5．在作业调度中应如何确定接纳多少个作业和接纳哪些作业？【解】作业调度每次接纳进入内存的作业数，取决于多道程序度。
2.时间片轮转法（RR）3解答①在本例中不会产生死锁，因为它不满足死锁的第3个必要条件，即不剥夺条件。
进程所获得的资源在未使用完毕之前，可以被其他进程剥夺。
这样，系统就不会产生死锁。
②这种方法会导致某些进程无限期的等待。
因为被阻塞的进程的资源可以被剥夺，所以被阻塞的进程所拥有资源数量不会因为进程的推进而逐渐增加。
这样，随着进程的向前推进，，并不能保证进程一定能获得多需要的全部资源。
例如，本题中的进程A申请（2，2，1）后再申请（0，0，1）被阻塞。
此后，进程C又剥夺了进程A的一个资源，使得进程A的资源变为（1，2，1）其需求向量为（1，0，1）。
之后，若再创建的进程总是只申请第1和第3类资源，总是占有系统所剩余的第1和第3类资源的全部，且不被阻塞，那么，进程A将会无限期地等待。
课后习题第21题1）P0发出请求向量Request(0,1,0)，系统按银行家算法检查：Request0(0,1,0)≤Need0(7,4,3)Request0(0,1,0)≤Available0(2,3,0)2)系统先假定可为P0分配资源，并修改有关数据，Allocation Need Availablep0 0,2,0 7,3,3 2,2,0p1 3,0,2 0,2,0p2 3,0,2 6,0,0p3 2,1,1 0,1,1p4 0,0,2 4,3,13）进行安全性检查，可发现一个安全序列{P1,P3,P0,P2,P4}，系统是安全的，可将 P0所申请的资源分配给它。
work aollcation need work+allocation finishP1 2,2,0 3,0,2 0,2,0 5,2,2 TRUEP3 5,2,2 2,1,1 0,1,1 7,3,3 TRUEP0 7,3,3 0,2,0 7,2,3 7,5,3 TRUEP2 7,5,3 3,0,2 0,2,0 10,5,5 TRUEP4 10,5,5 0,0,2 4,3,1 10,5,7 TRUE。
第三章一、问答题1、某系统采用响应比高者优先的处理机调度算法，某个时刻根据用户要求创建了一个进程P，进程P在其存在过程中依次经历了：进程调度选中了进程P占用处理机运行（就绪—>运行），进程P运行中提出资源申请，要求增加主存使用量，没有得到（运行—>阻塞）；进程等待一段时间后得到主存（阻塞—>就绪）；进程调度再次选中了进程P占用处理机运行（就绪—>运行）；有紧急进程Q进入，系统停止进程P的运行，将处理机分配进程Q（运行—>就绪）；进程Q运行完，进程调度再次选中了进程P占用处理机运行（就绪—>运行）；进程P运行完。
请分析进程P在其整个生命过程中的状态变化。
2、何谓进程，它与程序有哪些异同点？613、引起创建进程的事件通常有哪些？694、简述时间片轮转调度算的基本思想。
大多数时间片轮转调度算法使用一个固定大小的时间片，请给出选择小时间片的理由。
然后，再给出选择大时间片的理由。
755、进程有哪几种基本状态？试举出使进程状态发生变化的事件并描绘它的状态转换图。
636、进程创建、撤销、唤醒和阻塞原语的流程69、70、717、进程控制块的作用是什么？它主要包括哪几部分内容？658、用户级线程与内核级线程的区别是什么？819、PCB中包含哪些信息？进程状态属于哪类信息？6510、列举引起进程创建和撤销的事件69、7011、试比较进程和线程的区别。
8112、什么是操作系统的内核？6713、简述操作系统的三级调度（简述其各级调度的基本功能即可）。
72二、计算题1、就绪队列中有4个进程P1，P2，P3，P4同时进入就绪队列，它们进入就绪队列2秒之后开始进程调度，它们需要的处理器时间如表所示。
忽略进行调度等所花费的时间，且进程执行过程中不会发生阻塞，请回答下列问题：分别写出采用时间片轮转调度算法（时间片为4秒）、响应比高者优先调度算法选中进程执行的次序。
答：时间片轮转调度算法：P1，P2，P3，P4 ，P1，P2，P4，P1，P2，P2响应比高者优先调度算法：P3，P4，P1，P22、在某计算机系统中，时钟以固定的频率中断CPU，以增加日历计数或控制系统中的一些定时操作，时钟中断处理程序每次执行的时间为2ms（包括进程切换开销）。
操作系统章节练习第3章处理机调度一、单项选择题题目11．为了使系统中各部分资源得到均衡使用，就必须选择对资源需求不同的作业进行合理搭配，这项工作是由（）完成的。
A. 中级调度B. 进程调度C. 作业调度D. 对换题目22．操作系统中必不可少的调度是（）。
A. 中级调度B. 作业调度C. 对换D. 进程调度题目33．作业生存期共经历四个状态，它们是提交、后备、（）和完成。
a. 等待b. 开始c. 就绪d. 执行题目44．作业调度程序从处于（）状态的队列中选取适当的作业调入主存运行。
A. 后备B. 执行C. 提交D. 完成题目55．放在输入井中的作业处于（）状态。
A. 完成B. 提交C. 执行D. 后备题目66．在操作系统中，JCB是指（）。
A. 作业控制块B. 程序控制块C. 进程控制块D. 文件控制块题目77．作业调度的关键在于（）。
A. 选择恰当的进程管理程序B. 有一个较好的操作环境C. 选择恰当的作业调度算法D. 用户作业准备充分题目88．作业调度选择一个作业装入主存后，该作业能否占用处理器必须由（）来决定。
A. 驱动调度B. 设备管理C. 作业控制D. 进程调度题目99．在操作系统中，作业处于（）状态时，已处于进程的管理之下。
A. 阻塞B. 执行C. 后备D. 完成题目1010．作业一旦进入内存即为执行状态，与之相关的进程在作业进入内存时予以创建，该进程的初始状态为（）。
A. 提交态B. 阻塞态C. 就绪态D. 运行态题目1111．进程调度是根据一定的调度算法，从（）队列中挑选出合适的进程。
A. 运行B. 就绪C. 等待D. 阻塞题目1212．在批处理系统中，周转时间是（）。
A. 作业的相对等待时间B. 作业等待时间和运行时间之和C. 作业运行时间D. 作业被调度进入主存到运行完毕的时间题目1313．从系统的角度出发，希望批处理控制方式下进入输入井的作业（）尽可能小。
A. 周转时间B. 等待装入主存时间C. 执行时间D. 平均周转时间题目1414．设某作业进入输入井的时间为S，开始运行的时间为R，得到计算结果的时间为E，则该作业的周转时间T为（）。
第三章处理机调度与死锁1. 高级调度与低级调度的主要任务是什么？为什么要引入中级调度？高级调度的主要任务：用于决定把外存上处于后备队列中的哪些作业调入内存，并为它们创建进程，分配必要的资源，然后，再将新创建的进程插入就绪队列上，准备执行。
低级调度的主要任务：用于决定就绪队列中的哪个进程应获得处理机，然后再由分派程序执行将处理机分配给该进程的具体操作。
引入中级调度的主要目的：是为了提高系统资源的利用率和系统吞吐量。
10. 试比较FCFS和SPF两种进程调度算法相同点：两种调度算法都是既可用于作业调度，也可用于进程调度；不同点：FCFS调度算法每次调度都是从后备队列中选择一个或是多个最先进入该队列的作业，将它们调入内存，为它们分配资源，创建进程，然后插入到就绪队列中。
该算法有利于长作业/进程，不利于短作业/进程。
SPF调度算法每次调度都是从后备队列中选择一个或若干个估计运行时间最短的作业，将它们调入内存中运行。
该算法有利于短作业/进程，不利于长作业/进程。
15. 按调度方式可将实时调度算法分为哪几种？按调度方式不同，可分为非抢占调度算法和抢占调度算法两种。
18. 何谓死锁？产生死锁的原因和必要条件是什么？a.死锁是指多个进程因竞争资源而造成的一种僵局，若无外力作用，这些进程都将永远不能再向前推进；b.产生死锁的原因有二，一是竞争资源，二是进程推进顺序非法；c.必要条件是: 互斥条件，请求和保持条件，不剥夺条件和环路等待条件。
19．在解决死锁问题的几个方法中，哪种方法最易于实现？哪种方法是资源利用率最高？解决/处理死锁的方法有预防死锁、避免死锁、检测和解除死锁，其中预防死锁方法最容易实现，但由于所施加的限制条件过于严格，会导致系统资源利用率和系统吞吐量降低；而检测和解除死锁方法可是系统获得较好的资源利用率和系统吞吐量。
20. 请详细说明可通过哪些途径预防死锁?a.摒弃"请求和保持"条件：系统规定所有进程开始运行之前，都必须一次性地申请其在整个运行过程所需的全部资源，但在分配资源时，只要有一种资源不能满足某进程的要求，即使其它所需的各资源都空闲，也不分配给该进程，而让该进程等待；b.摒弃"不剥夺"条件：系统规定，进程是逐个地提出对资源的要求的。
第三章一、问答题1、用户级线程与内核级线程的区别是什么？2、PCB 中包含哪些信息？进程状态属于哪类信息？3、什么是操作系统的内核？4、简述时间片轮转调度算法的基本思想。
5、某系统采用时间片轮转调度算法的处理机调度算法，某个时刻根据用户要求创建了一个进程P，进程P 在其存在过程中依次经历了：进程调度选中了进程P 占用处理机运行，进程P 运行中提出资源申请，要求增加内存使用量，没有得到；进程等待一段时间后得到内存；进程调度再次选中了进程P 占用处理机运行；进程P 的时间片到；一段时间后，进程P 再次占用处理机；有紧急进程Q 进入，系统停止进程P 的运行，将处理机分配进程Q；进程Q 运行完，进程调度再次选中了进程P 占用处理机运行；进程P 运行完。
请分析进程P 在其整个生命过程中的状态变化。
进程调度选中了进程P 占用处理机运行（就绪→运行），进程P 运行中提出资源申请，要求增加内存使用量，没有得到（运行→阻塞）；进程等待一段时间后得到内存（阻塞→就绪）；进程调度再次选中了进程P 占用处理机运行（就绪→运行）；进程P 的时间片到（运行→就绪）；一段时间后，进程P 再次占用处理机（就绪→运行）；有紧急进程Q 进入，系统停止进程P 的运行，将处理机分配进程Q（运行→就绪）；进程Q 运行完，进程调度再次选中了进程P 占用处理机运行（就绪→运行）；进程P 运行完。
请分析进程P 在其整个生命过程中的状态变化。
6、试比较进程与程序的异同。
7、引起创建进程的事件通常有哪些？简述进程的创建过程。
8、简述进程的阻塞过程。
910、进程控制块的作用是什么？它主要包括哪几部分内容？11、简述操作系统的三级调度。
12、为什么要了解进程间的家族关系？因为父进程和子进程之间是隶属关系，子进程可以继承使用父进程的资源；如果父进程被撤销，还应撤销其所有的子孙进程。
13、什么是进程？。
14、试比较进程和线程的区别。
15、简述进程的基本状态，画出其状态转换图。
第三章处理机调度与死锁1，高级调度与低级调度的主要任务是什么？为什么要引入中级调度？【解】（1）高级调度主要任务是用于决定把外存上处于后备队列中的那些作业调入内存，并为它们创建进程，分配必要的资源，然后再将新创建的进程排在就绪队列上，准备执行。
（2）低级调度主要任务是决定就绪队列中的哪个进程将获得处理机，然后由分派程序执行把处理机分配给该进程的操作。
（3）引入中级调度的主要目的是为了提高内存的利用率和系统吞吐量。
为此，应使那些暂时不能运行的进程不再占用宝贵的内存空间，而将它们调至外存上去等待，称此时的进程状态为就绪驻外存状态或挂起状态。
当这些进程重又具备运行条件，且内存又稍有空闲时，由中级调度决定，将外存上的那些重又具备运行条件的就绪进程重新调入内存，并修改其状态为就绪状态，挂在就绪队列上，等待进程调度。
3、何谓作业、作业步和作业流？【解】作业包含通常的程序和数据，还配有作业说明书。
系统根据该说明书对程序的运行进行控制。
批处理系统中是以作业为基本单位从外存调入内存。
作业步是指每个作业运行期间都必须经过若干个相对独立相互关联的顺序加工的步骤。
作业流是指若干个作业进入系统后依次存放在外存上形成的输入作业流；在操作系统的控制下，逐个作业进程处理，于是形成了处理作业流。
4、在什么情冴下需要使用作业控制块J CB？其中包含了哪些内容？【解】每当作业进入系统时，系统便为每个作业建立一个作业控制块JCB，根据作业类型将它插入到相应的后备队列中。
JCB 包含的内容通常有：1) 作业标识2)用户名称3)用户账户4)作业类型（CPU繁忙型、I/O芳名型、批量型、终端型）5)作业状态6)调度信息（优先级、作业已运行）7)资源要求8)进入系统时间9) 开始处理时间10) 作业完成时间11) 作业退出时间12) 资源使用情况等5．在作业调度中应如何确定接纳多少个作业和接纳哪些作业？【解】作业调度每次接纳进入内存的作业数，取决于多道程序度。
