第3章 高级操作系统进程

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。

911、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。

二、计算题1、若程序Pa，Pb和Pc单独执行时间分别Ta，Tb和Tc，Ta=1小时，Tb=1.5小时，Tc=2小时，其中处理机工作时间分别为Ta=10分钟，Tb=15分钟，Tc=35分钟。

计算机操作系统慕课版第三章课后答案
1、高级调度与低级调度的主要任务是什么？为什么引入中级调度？
（1）、高级调度的主要任务是将外存的作业调入内存，又称作业调度。

低级调度的主要任务数为内存中处于就绪态的作业分配处理机。

（2）、为了提高内存的利用率与系统吞吐量。

ps：（中级调度是将作业调出掉回，高级调度是掉入，作业一次掉入，多次掉回，所以中级调度频次更高）
2、何谓作业和JCB？
作业是一组程序与数据和作业说明书，是高级调度的基本单位。

JCB是作业控制块，是作业存在的表示，包含管理，调度所需的全部信息。

ps：（对作业的控制是JCB和作业说明书一起的）
3、在什么情况下需要使用JCB？JCB通常包含了哪些内容？（1）作业进入系统。

（2）包含系统对作业调度，管理的全部信息。

4、在作业调度中应如何确定接纳多少作业和接纳哪些作业？
取决于多道程序度和调度算法。

5、试说明低级调度的主要功能？
从就绪队列中根据调度算法选择一个进程分配处理机。

6、简述引起进程调度的原因？
时间片完了、阻塞了、运行完了、被抢占了。

7、在抢占式调度算法中，应遵循的原则？
优先级、短进程优先、时间片原则。

8、在选择调度算法时应该遵循哪些规则？
公平性、资源利用率、平衡性、强制执行
9、何谓静态优先级？何谓动态优先级？确定优先级的依据是什么？
（1）、静态优先级创建进程时就确定，动态优先级随着时间与环境变化而改变。

（2）、用户要求，进程对cpu io等资源的要求，进程类型。

第三章死锁作业答案1，3，9，11，13，14, 161.什么是死锁？试举出一个生活中发生死锁的例子。

参考答案：所谓死锁，是指在一个进程集合中的每个进程都在等待仅由该集合中的另一个进程才能引发的事件而无限期地僵持下去的局面。

（也可以是：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。

）举例：1）书中例子“两辆汽车过窄桥发生冲突”2）公共汽车到站，车上的人要下车，车下的人要上车，挤在车门口。

结果是车上的人下不来，车下的人上不去。

3. 发生死锁的四个必要条件是什么？参考答案：发生死锁的四个必要条件是：互斥条件、占有且等待条件、不可抢占条件和循环等待条件。

9. 设想有一条带闸门的运河，其上有两座吊桥，它们在一条公路上，运河和公路的交通都是单方向的。

河上的交通工具是轮船。

当轮船距A桥100m时就鸣笛警告，若桥上无车辆，吊桥就吊起，直至轮船尾部过桥为止。

对吊桥B也做同样处理。

设轮船的长度为200m。

车辆和轮船任意前进时，是否会发生死锁？若会，说明理由。

怎样发现？并请提出一种防止死锁的办法。

参考答案：会产生死锁。

当轮船距A桥100m时鸣笛警告，此时若桥上无车辆，吊桥就吊起，但是B桥上有车辆，而且由于A桥吊起，车辆无法前进，B桥上的车辆无法下桥。

于是，轮船和车辆都不能前进，造成死锁现象。

一种防止死锁的办法是：当轮船距A桥100m时就鸣笛警告，车辆不能再上B桥。

当B桥上无车辆时，就吊起B 桥；然后，当A桥上无车辆，则吊起A桥。

轮船通过A桥和B桥后，两个吊桥放下，车辆可以通行。

（该方法相当于资源有序分配，也可以采用资源预分配策略，即同时吊起A、B两桥的方法，资源利用率相对较低。

）11. 死锁和“饥饿”之间的主要差别是什么？参考答案：①处于死锁状态的进程都占有一定的资源，而处于饥饿状态的进程永远都得不到所申请的资源②死锁是一种僵局，在无外力干预下，处于死锁状态的全部进程都不能前进，即它们都处于阻塞态，可能造成整个系统瘫痪；而出现饥饿时系统照常运行，只是某个或某几个进程永远也不能得到所需的全部服务③造成死锁的根本原因是资源有限且使用不当；而造成饥饿的原因是资源分配策略或调度策略不合适，如果采用先来先服务的资源分配策略就可以避免饥饿。

操作系统-第3章习题解析第三章习题解析1.⾼级调度不低级调度的主要任务是什么？为什么要引⼊中级调度？答：⾼级调度的主要任务是根据某种算法，把外存上处于后备队列中的那些作业调⼊内存。

低级调度是保存处理机的现场信息，按某种算法先取进程，再把处理器分配给进程。

引⼊中级调度的主要⽬的是为了提⾼内存利⽤率和系统吞吐量。

使那些暂时不能运⾏的进程不再占⽤内存资源，将它们调⾄外存等待，把进程状态改为就绪驻外存状态或挂起状态。

2.处理机调度算法的共同⽬标是什么？批处理系统的调度⽬标⼜是什么？答：共同⽬标：资源利⽤率，公平性，平衡性，策略强制执⾏。

批处理系统的调度⽬标：平均周转时间短，系统吞吐量⾼，处理机利⽤率⾼。

3.何谓作业、作业步和作业流？答：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.在什么情况下需要使⽤作业控制块JCB?其中包含了哪些内容？答：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/0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？答：作业调度每次接纳进⼊内存的作业数，取决于多道程序度。

应将哪些作业从外存调⼊内存，取决于采⽤的调度算法。

最简单的是先来服务调度算法，较常⽤的是短作业优先调度算法和基于作业优先级的调度算法。

3. 习题答案一. 填空题1. “复制”、“剪切”、“粘贴”命令的快捷键分别是Ctrl+ C、Ctrl+X、Ctrl+ V。

2. 关闭当前窗口的快捷键是Alt+F4。

3. 输入法之间循环切换的快捷键是Ctrl+Shift。

4. 将当前活动窗口作为图像存入剪贴板，应按Alt+PrintScreen键。

5. 按Ctrl+Alt+Delete键，打开切换用户窗口。

6. 回收站用于临时删除的文件，单击清空回收站按钮，彻底删除选定的文件。

7. 控制面板是用来进行系统设置和设备管理的一个工具集，通过它可更改显示器、键盘、鼠标、桌面等设置。

8. 按快捷键Win+D切换到桌面。

9. 按___Alt+Tab_____键可在当前打开的各窗口之间进行切换。

10.按Ctrl+Alt+ESC键，打开Windows任务管理器窗口。

二. 选择题1. 在搜索文件时，“？”代表所在位置的( A )个字符。

A. 1B. 2C. 3D. 42. 删除桌面上某个程序的快捷图标，意味着____A____。

A. 并不删除与其链接的程序B. 删除与其链接的程序C. 快捷图标与链接的应用程序一起隐藏D. 快捷图标被删除，链接的应用程序被隐藏3. 移动窗口时，应将鼠标放在___C_____，然后按住鼠标拖动。

A. 窗口边框线B. 窗口的工作区C. 窗口的标题栏D. 窗口工具栏4. 操作系统管理计算机系统的___A_____。

A. 软件和硬件资源B. 网络资源C. 软件资源D. 硬件资源5. 在Windows 7中，若鼠标指针形状为时，表示____C____。

A. 系统忙，处于等待状态B. 可以改变窗口大小C. 可移动窗口或其他对象D. 超级链接6. 在“计算机”窗口中，若选定不连续的多个文件或文件夹，正确的操作是___B_____。

A. 按住Alt键，分别单击要选定的文件或文件夹B. 按住Ctrl键，分别单击要选定的文件或文件夹C. 按住Shift键，分别单击要选定的文件或文件夹D. 按住Shift键，单击要选定的始末文件或文件夹7. 打开任务管理器的快捷键是____D____。

第3章调度与死锁一、单项选择题1. 在为多道程序所提供的可共享的系统资源不足时，可能出现死锁。

但是，不适当的______也可能产生死锁。

A. 进程优先权B. 资源的线性分配 =C. 进程推进顺序D. 分配队列优先权2. 采用资源剥夺法可解除死锁，还可以采用_____方法解除死锁。

A. 执行并行操作=B. 撤消进程C. 拒绝分配新资源D. 修改信号量3. 产生死锁的四个必要条件是：互斥、________、循环等待和不剥夺。

A. 请求与阻塞=B. 请求与保持C. 请求与释放D. 释放与阻塞4. 发生死锁的必要条件有四个，要防止死锁的发生，可以破坏这四个必要条件，但破坏________条件是不太实际的。

=A. 互斥 B. 不可抢占 C. 部分分配 D. 循环等待5. 在分时操作系统中，进程调度经常采用________算法。

A. 先来先服务B. 最高优先权 =C. 时间片轮转D. 随机6. 资源的按序分配策略可以破坏________条件。

A. 互斥使用资源B. 占有且等待资源C. 非抢夺资源=D. 环路等待资源7. 银行家算法是一种________算法。

A. 死锁解除＝B. 死锁避免C. 死锁预防D. 死锁检测8. ________优先权是在创建进程时确定的，确定之后在整个进程运行期间不再改变。

A. 先来先服务 =B. 静态C. 动态D. 短作业9. 某系统中有3个并发进程，都需要同类资源4个，试问该系统不会发生死锁的最少资源数是________。

A. 9 ＝B. 10C. 11D. 1210. 以优先级为基础的进程调度算法可以保证在任何时候正在运行的进程总是诸就绪进程中优先级最高的进程。

上述描述是________。

A. 正确的＝B. 错误的11. 当检测出发生死锁时，可以通过撤消一个进程解除死锁。

上述描述是________。

A. 正确的＝B. 错误的12. 在下列解决死锁的方法中，属于死锁预防策略的是____。

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。

1、高级调度也叫作业调度（或宏观调度），是将已进入系统并处于后备状态的作业按某种算法选择一个或一批，为其建立进程，让其进入主机。

中级调度负责进程在内存和辅存对换区之间的对换。

低级调度也叫进程调度（或微观调度），我们所说的CPU调度，主要就是指的这一级调度。

2、（1）不一定。

（2）可能。

（3）不一定。

3、CPU调度使得多个进程能有条不紊地共享一个CPU。

而且，由于调度的速度很快，使每个用户产生一个错觉，就好象他们每人都有一个专用CPU。

这就把“物理上的一个变成了逻辑上的多个”——为每个用户提供了一个虚拟处理机。

功能：保留原运行进程的现场信息；分配CPU；为新选中进程恢复现场。

4、(1)FCFS:P1---P2---P3---P4---P5SBF:P2---P4---P3----P5----P1非剥夺优先级：P4---P1---P3---P5---P2(2)FCFS:(10+11+13+14+19)/5=13.4SBF:(1+2+4+9+19)/5=7非剥夺优先级：(1+11+13+18+19)/5=12.45、剥夺方式是在现运行进程正在执行的CPU周期尚未结束之前，系统有权按某种原则剥夺它的CPU并把CPU分给另一进程。

剥夺CPU的原则有很多，视不同的调度算法而异。

其中最主要的是优先权原则和时间片原则。

在优先权原则下，只要在就绪队列中出现了比现运行进程优先权更高的进程，便立即剥夺现行进程的CPU并分给优先权最高的进程。

时间片原则是，当时间片到时后，便立即重新进行CPU调度。

非剥夺方式是，一旦CPU分给某进程的一个CPU周期，除非该周期到期并主动放弃，否则系统不得以任何方式剥夺现行进程的CPU。

6、引起进程调度的原因:a.进程自动放弃CPUi)进程运行结束ii)执行P、V操作等原语将自己封锁iii)进程提出I/O请求而等待完成b.CPU被抢占i）时间片用完ii）有更高优先级进程进入就绪状态7、不相同。