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并发进程方钰1Tongji University, 20152一组指令集从内存向寄存器中装入一个字；从寄存器向内存写入一个字；将寄存器中的两个操作数相加；……CPU执行指令从内存取指令解析指令CPU工作现场专用寄存器程序计数器：下一条指令的内存地址栈指针：输入参数，现场信息，局部变量，中间结果，…… 程序状态字：处理机状态字通用寄存器变量，中间计算结果, ……主要内容2.1 进程基本概念2.2 进程通信2.3 经典的进程通信问题2.4 进程调度与死锁2.5 线程2.6 UNIX V6++中的进程Tongji University, 20153Tongji University, 2015程序的顺序执行与并发执行A BC DA 输入过程计算过程输出过程A ACBC D顺序性：处理机的操作严格按照程序所规定的顺序执行。
封闭性：程序执行时独占全机，结果不受外界影响。
可再现性：只要执行时的环境和初始条件相同，结果即相同。
顺序性封闭性可再现性4Tongji University, 2015输入过程计算过程输出过程AA AC B CD间断性：相互制约导致并发程序具有“执行—暂停—执行”这种间断性的活动规律。
开放性：多个程序共享系统中的资源。
不可再现性：结果与并发程序的执行速度有关。
特征：A BCD程序的顺序执行与并发执行5程序一组指令代码的集合结构特征代码段、数据段、堆栈段、进程控制块进程静态的存放在某种介质上动态性，具有生命周期“由创建而产生，由调度而执行，由撤销而消亡”多个进程实体可同时存在于内存中并发执行独立运行、独立分配资源和独立接受调度的基本单位按不可预知（异步）的速度向前推进资源共享各种程序活动的相互依赖与制约程序的并发执行带来的问题……6Tongji University, 2015Tongji University, 2015操作系统所需的、用于描述进程的当前状况以及控制进程运行的全部信息内存P C B 区进程管理通用寄存器程序计数器（PC）程序状态字（PSW）栈指针进程状态进程优先级调度参数（算法？）事件消息队列指针信号量……处理机状态（CPU工作现场/ 虚拟CPU）进程调度信息存储管理程序和数据地址……其他资源管理文件…、设备…每个进程具有一个PCB操作系统最重要的记录型数据结构创建进程申请空白PCB需要调度进程查询参数实施进程调度恢复处理机现场找到程序和数据进程执行进程同步、通信读写文件……整个生命周期中，系统通过PCB对进程进行控制（内核原语）进程控制块（Process Control Block, PCB ）进程通信Tongji University, 2015执行指针就绪表指针阻塞表指针PCB1PCB2PCB3PCB4PCB5PCB6PCB7PCB8PCB9按索引方式组织PCB就绪索引表阻塞索引表执行队列就绪队列阻塞队列空闲队列PCB14PCB23PCB30PCB48PCB5PCB67PCB79PCB80PCB9-按队列方式组织PCB PCB组织方式高效的数据组织方式内存P C B 区每个进程具有一个PCB操作系统最重要的记录型数据结构重要性高、访问频率高、数量巨大进程控制块（Process Control Block, PCB ）8程序一组指令代码的集合结构特征代码段、数据段、堆栈段、进程控制块进程静态的存放在某种介质上动态性，具有生命周期“由创建而产生，由调度而执行，由撤销而消亡”多个进程实体可同时存在于内存中并发执行独立运行、独立分配资源和独立接受调度的基本单位按不可预知（异步）的速度向前推进资源共享各种程序活动的相互依赖与制约程序的并发执行带来的问题……9Tongji University, 2015Tongji University, 2015执行阻塞就绪24131.进程被调度2.进程由于等待某种外部事件被阻塞3.等待的外部事件发生被唤醒4.将CPU让给另一个进程进程的三种基本状态执行状态（当前正在使用CPU）就绪状态（可运行；但CPU被占用，暂时无法运行）阻塞状态（无法运行，直到某一外部事件发生）10Tongji University, 2015阻塞状态等待检查（等待外部事件发生）就绪状态排队等待叫号（就绪状态，等待调度）①就诊（分配CPU，进程执行）②等待检查（因等待外部事件阻塞）③检查完毕，重新等待（外部事件发生，重回就绪状态）④一次就诊时间到（时间片到）有急救病人（更高优先级进程）执行状态11Tongji University, 2015进程“上台”/“下台”引起进程切换调度的事件：（不同的调度算法会不同）1.进程时间片到2.有更高优先级的进程就绪3.进程阻塞，无法继续执行进程切换调度（由系统调度程序完成）：1.保留现执行进程现场信息在其PCB中2.在就绪队列中选择另一个就绪进程3.用该进程PCB中的信息恢复现场抢占式/剥夺式调度PCB中的进程状态“执行”→“就绪”进程主动放弃PCB中的进程状态“执行”→“阻塞”“下台”进程未来某时刻会被调度程序重新选中而“上台” 调度算法 调度时机 调度过程 进程死锁进程的上下文切换进程状态的控制执行阻塞就绪241312然后，系统执行：Tongji University, 2015进程的阻塞与唤醒引起进程阻塞的事件：1.请求系统服务2.启动某个操作3.新数据尚未到达4.无新工作可做进程阻塞过程（被阻塞进程调用block原语）：1.立即停止执行2.PCB中的进程状态“执行”→“阻塞”3.PCB进入阻塞队列4.调度程序完成进程切换调度进程自身的主动行为进程唤醒过程（有关进程调用wakeup原语）：1.PCB从阻塞队列中移出2.PCB中的进程状态“阻塞”→“就绪”3.由调度算法决定是否切换调度进程不能永远“睡觉”，必须在某个时间被唤醒，两个原语必须成对出现执行阻塞就绪2413进程状态的控制13Tongji University, 2015引起进程挂起的事件：终端用户请求父进程请求操作系统负荷调节进程挂起过程（系统调用suspend原语）：1.若为当前执行进程：立即停止执行，PCB中的进程状态“执行”→“静止就绪”，调度程序进行切换调度2.若非当前执行进程：PCB中的进程状态“活动就绪”→“静止就绪”/“活动阻塞”→“静止阻塞”进程激活过程（系统调用active原语）：1.PCB 中的进程状态“静止就绪”→“活动就绪”/“静止阻塞”→“活动阻塞”2.若转入“活动就绪”，则PCB进入就绪队列，由调度算法决定是否切换调度进程状态的控制激活执行活动阻塞静止阻塞2413静止就绪活动就绪挂起3激活挂起14Tongji University, 2015激活执行活动阻塞静止阻塞2413静止就绪活动就绪挂起3激活挂起进程状态的控制创建引起进程创建的事件：用户登录作业调度提供服务应用请求进程创建过程（系统调用create原语）：1.申请空白PCB2.为进程分配资源（内存空间）3.PCB初始化（标识、处理机状态、进程调度信息）4.进入就绪队列（活动？静止？）进程的树状结构ABEC DFGH父进程创建子进程子进程拥有父进程的资源子进程撤销时，资源归还父进程父进程撤销时，撤销所有子进程15Tongji University, 2015进程状态的控制创建终止引起进程终止的事件：正常结束异常结束外界干预（人为、父进程）进程终止过程：1.从PCB中读出该进程的状态2.立即终止该进程的执行3.设置调度标志（可重新调度）4.终止其所有子孙进程5.释放全部资源6.移除该进程PCB动态性，具有生命周期“由创建而产生，由调度而执行，由撤销而消亡”进程激活执行活动阻塞静止阻塞2413静止就绪活动就绪挂起3激活挂起16本节小结：1 程序与进程的区别与联系2 进程的调度状态及状态转换E E02：进程基本概念Tongji University, 201517。
L22_E：设备管理之I/O系统概述与硬件部分一、单项选择题1.如果I/O设备与存储设备进行数据交换不经过CPU来完成，这种数据交换方式是_____________。
A. 程序查询B. 中断方式C. DMA方式D. 无条件存取方式2.在中断处理中，输入输出中断是指__________。
I. 设备出错II. 数据传输结束A. IB. IIC. I和IID. 都不是3.____________用作连接大量的低速或中速I/O设备。
A. 数据选择通道B. 字节多路通道C. 数据多路通道4.__________是直接存取的存储设备。
A. 磁盘B. 磁带C. 打印机D. 键盘显示终端5.按_____________分类可将设备分为块设备和字符设备。
A. 从属关系B. 操作特性C. 共享属性D. 信息交换单位6.通道是一种____________。
A. I/O端口B. 数据通道C. I/O专用处理器D. 软件工具7.CPU对通道的请求形式是。
A. 自陷B. 中断C. 通道命令D. 转移指令8.在配有操作系统的计算机中，用户程序通过向操作系统指出使用外部设备的要求。
A. 作业申请B. 原语C. 系统调用D. I/O指令9.CPU与通道可以并行执行，并通过实现彼此之间的通讯和同步。
A. I/O指令B. I/O中断C. I/O指令和I/O中断D. 操作员10.是直接存取设备。
A. 磁盘B. 磁带C. 打印机D. 键盘显示终端二、多项选择题11.设备管理的功能包括__________。
A. 设备的分配和回收B. 外围设备的启动及对磁盘的驱动调度C. 进程调度D. 外部设备中断处理E. 虚拟设备的实现12.从设备的使用角度可将设备分为__________。
A. 块设备B. 独占设备C. 字符设备D. 共享设备E. 慢速设备13.下列属于“通道”特征的是__________。
A. 负责数据输入输出工作B. 可以与CPU并行工作C. 比CPU工作速度快D. 一个通道可连接多个控制器E. 是一种软件14.通道是一种__________。
华东师范大学软件学院期末考试卷（2014—2015学年第二学期）得分课程名称操作系统课程性质（专业必修）学生姓名学号学生系别专业年级班级一．单项选择题（每题2分，共20分）1. 操作系统的基本功能是（A）A. 控制和管理系统内的各种资源，有效地组织多道程序的运行B. 提供用户界面，方便用户使用C. 提供方便的可视化编辑程序D. 提供功能强大的网络管理工具2. 进程控制块是描述进程状态和特性的数据结构，一个进程（D）。
A. 可以有多个进程控制块B. 可以和其他进程共用一个进程控制块C.可以没有进程控制块D. 只能有惟一的进程控制块3. 若当前进程因时间片用完而让出处理机时，该进程应转变为( A)状态。
A. 就绪B. 等待C. 运行D.完成4. 在可变分区存储管理中，最优适应分配算法要求对空闲区表项按( D)进行排列。
A. 地址从大到小B.地址从小到大C. 尺寸从大到小D.尺寸从小到大5. 在请求分页系统中，LRU算法是指（B）。
A. 最早进入内存的页先淘汰B. 近期最长时间以来没被访问的页先淘汰C. 近期被访问次数最少的页先淘汰D. 以后再也不用的页先淘汰6. 文件系统采用二级目录结构，这样可以（D ）。
A．缩短访问文件存储器时间B．实现文件共享C．节省主存空间D．解决不同用户之间的文件名的冲突问题7. 下列操作系统强调交互性的系统是（B）。
A. 批处理系统B. 分时系统C. 实时系统D. 网络操作系统8. 虚拟存储的基础是程序局部性理论，它的基本含义是（ B ）。
A．代码的顺序执行B．程序执行时对内存访问的不均匀性C．变量的连续访问D．指令的局部性9. 磁盘上的文件是以( A ）为单位读写的。
A. 块B. 记录C. 区段D. 页面10. 下面的叙述中，（D）不是设备管理中引入缓冲机制的主要原因。
A．缓和CPU和I/O设备间的速度不匹配问题B．减少对CPU的中断频率和放宽对CPU响应时间的限制C．提高CPU和I/O设备间的并行性D．节省系统内存二．填空题（每题2分，共10分）1.通常，线程的定义是进程中可执行单元。
L19_E：存储管理之内存扩充（交换、覆盖与请求分页）一、单项选择题1.虚拟存储器是。
A. 可提高计算机运算速度的设备B. 容量扩大了的主存实际空间C. 通过SPOOLING技术实现的D. 可以容纳总和超过主存容量的多个作业同时运行的一个地址空间2.在请求分页系统中，LRU算法是指。
A. 最早进入内存的页先淘汰B. 近期最长时间以来没被访问的页先淘汰C. 近期被访问次数最少的页先淘汰D. 以后再也不用的页先淘汰3.在一个请求页式存储管理中，一个程序的页面走向为4、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5，并采用LUR算法。
设分配给该程序的存储块数M分别为3和4，在该访问中发生的缺页次数F。
A. M=3，F=8；M=4，F=5B. M=3，F=10；M=4，F=8C. M=3，F=9；M=4，F=10D. M=3，F=7；M=4，F=64.请求页式管理中，缺页中断率与进程所分得的内存页面数、和进程页面流的走向等因素有关。
A. 页表的位置B. 置换算法C. 外存管理算法D. 进程调度算法5.在请求页式存储管理中，当查找的页不在中时，要产生缺页中断。
A. 外存B. 虚存C. 内存D. 地址空间6.在提供虚拟存储的系统中，用户的逻辑地址空间主要受和外存大小的限制。
A. 内存空闲块的大小B. 内存空间的大小C. 指令地址结构D. 页表大小7.对主存的研究可归纳为：主存的分配与回收、地址重定位、存贮空间的共享与保护、。
A. 地址映象B. 虚拟存贮C. 分区管理D. 物理存贮器的扩充8.在存储管理中，_________可与覆盖技术配合。
A. 页式管理B. 段式管理C. 段页式管理D. 可变分区管理9.在存储管理中，采用覆盖与交换技术的目的是_________。
A. 节省主存空间B. 物理上扩充主存容量C. 提高CPU效率D. 实现主存共享10.虚拟存储器的最大容量_________________________。
L08_M: UNIX中断处理过程源代码分析1.UNIX中断响应过程UNIX外部设备的中断矢量如下表所示。
表1：外部设备的中断矢量和总线请求等级外部设备名中断矢量地址中断处理程序地址新处理机状态字总线请求级设备处理子程序电传输出064 klou br4 4 klxint纸带输入070 pcin br4 4 pcrint纸带输出074 pcou br4 4 pcpint线频时钟100 kwlp br6 6 clock程序时钟104 kwlp br6 6 clock行式打印机200 lpou br4 4 lpintRK磁盘220 rkio br5 5 rkintr关于中断向量和中断处理程序入口的定义在low.s文件中，如下所示。
0500 / low core05010502 br4 = 2000503 br5 = 2400504 br6 = 3000505 br7 = 34005060507 . = 0^.0508 br 1f0509 405100511 / trap vectors0512 trap; br7+0. / bus error0513 trap; br7+1. / illegal instruction 0514 trap; br7+2. / bpt-trace trap 0515 trap; br7+3. / iot trap 0540 . = 200^.0541 lpou; br405420543 . = 220^.0544 rkio; br505450546 . = 240^.0547 trap; br7+7. / programmed interrupt 0548 trap; br7+8. / flotaing point0549 trap; br7+9. /segmentation violation 05500551 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////0552 / interface code to C0553 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////05540555 .globl call, trapbr定义表1所示的中断矢量定义所有的中断处理程序都是一条跳转指令+ 设备处理子程序的入口以时钟中断为例：通过两条语句实现程序跳转。
2022年昌吉学院计算机科学与技术专业《操作系统》科目期末试卷A（有答案）一、选择题1、下列关于打开文件open（）操作和关闭文件close（）操作的叙述，只有（）是错误的。
A.close（）操作告诉系统，不再需要指定的文件了，可以丢弃它B.open（）操作告诉系统，开始使用指定的文件C.文件必须先打开，后使用D.目录求必须先打开，后使用2、设某文件为索引顺序文件，由5个逻辑记录组成，每个逻辑记录的大小与磁盘块的大小相等，均为512B，并依次存放在50，121，75，80，63号磁盘块上。
若要存取文件的第1569逻辑字节处的信息，则要访问（）号磁盘块。
A.3B.75C.80D.633、为多道程序提供的共享资源不足时，可能会产生死锁。
但是，不当的（）也可能产生死锁。
A.进程调度顺序B.进程的优先级C.时间片大小D.进程推进顺序4、设与某资源相关联的信号量初值为3，当前值为1，若M表示该资源的可用个数，N 表示等待该资源的进程数，则M、N分别为（）。
A.0，1B.1，0C.1，2D.2，05、进程和程序的本质区别是（）A.前者分时使用CPU，后者独占CPUB.前者存储在内存，后者存储在外存C.前者在一个文件中，后者在多个文件中D.前者为动态的，后者为静态的6、若用户进程访问内存时产生缺页，则下列选项中，操作系统可能执行的操作是（）。
I.处理越界错误 II.置换页面 II1.分配内存A.仅I、IIB.仅I、IIIC. 仅I、IIID.I，II和III7、假设一个“按需调页”虚拟存储空间，页表由寄存器保存。
在存在空闲页帧的条件，下，处理一次缺页的时间是8ms。
如果没有空闲页面，但待换出页面并未更改，处理一次缺页的时间也是8ms。
若待换出页面已被更改，则需要20ms。
访问一次内存的时间是100ns。
假设70%的待换出页面已被更改，请问缺页率不超过（）才能保证有效访问时间小于或等于200ns？A.0.6×10-4B.1.2×10-4C.0.6×10-5D.1.2×10-58、下列关于操作系统的论述中，正确的是（）。
L02_H：进程基本概念EH1.1：进程概念的提出一、单项选择题1.进程的并发执行是指若干个进程_________。
A. 同时执行B. 在执行的时间上是重叠的C. 在执行的时间上是不可重叠的D. 共享系统资源2.程序的顺序执行通常在①的工作环境中，具有②特征；程序的并发执行在③的工作环境中，具有④特征。
A. 单道程序B. 多道程序C. 程序可再现D. 资源共享3.下面对进程的描述中，错误的是__________。
A. 进程是动态的概念B. 进程执行需要处理机C. 进程是有生命期的D. 进程是指令的集合4.在操作系统中，进程是一个具有一定独立功能的程序在某个数据集上的一次______。
A. 等待活动B. 运行活动C. 单独操作D. 关联操作5.多道程序环境下，操作系统分配资源以为基本单位。
A. 程序B. 指令C. 进程D. 作业6.进程和程序的本质区别是。
A. 存储在内存和外存B. 顺序和非顺序执行机器指令C. 分时使用和独占使用计算机资源D. 动态和静态特征7.多道系统环境下，操作系统分配资源是以为基本单位。
A. 作业B. 指令C. 程序D. 进程8.操作系统通过__________对进程进行管理。
A. 进程B. 进程控制块C. 进程启动程序D. 进程控制区9.系统感知进程的唯一实体是。
A. JCBB. FCBC. PCBD. SJT二、多项选择题10.进程所具有的基本特征包括_________。
A. 动态性B. 顺序性C. 并发性D. 封闭性E. 异步性三、填空题11.进程的基本特征有①、②、独立、异步及结构特征。
12.进程（的静态描述）主要由①、②、③三部分内容组成，其中④是进程存在的唯一标志。
而⑤部分也可以为其他进程共享。
13.将进程的________链接在一起就形成了进程队列。
14.程序顺序执行时有顺序性、________和可再现性的特点。
15.进程是一个①态概念，而程序是一个②态概念。
2022年同济大学计算机科学与技术专业《操作系统》科目期末试卷B（有答案）一、选择题1、某硬盘有200个磁道（最外侧磁道号为0），磁道访问请求序列为：130，42，180，15，199.当前磁头位于第58号磁道并从外侧向内侧移动。
按照SCAN调度方法处理完上述请求后，磁头移过的磁道数是（）。
A.208B.287C.325D.3822、文件系统采用两级索引分配方式。
若每个磁盘块的大小为1KB.每个盘块号占4B，则该系统中单个文件的最大长度是（）A.64MBB.128MBC.32MBD.都不对3、下列关于管程的叙述中，错误的是（）。
A.管程只能用于实现进程的互斥B.管程是由编程语言支持的进程同步机制C.任何时候只能有一个进程在管程中执行D.管程中定义的变量只能被管程内的过程访问4、对进程的管理和控制使用（）。
A.指令B.原语C.信号量D.信箱通信5、通常用户进程被建立后（）A.使一直存在于系统中，直到被操作人员撤销B.随着作业运行正常或不正常结束而撤销C.随着时间片轮转而撤销与建立D.随着进程的阻塞或唤醒而撤销与建立6、下面关于虚拟存储器的论述中，正确的是（）。
A.在段页式系统中以段为单位管理用户的逻辑地址空间，以页为单位管理内存的物理地址空间，有了虚拟存储器才允许用户使用比内存更大的地址空间B.为了提高请求分页系统中内存的利用率，允许用户使用不同大小的页面C.为了能让更多的作业同时运行，通常只装入10%~30%的作业即启动运行D.最佳置换算法是实现虚拟存储器的常用算法7、在空白表中，空白区按其长度由小到大进行查找的算法称为（）算法。
A.最佳适应B.最差适应C.最先适应D.先进先出8、（）不是操作系统的功能。
A.CPU管理B.存储管理C.网络管理D.数据管理9、操作系统提供给编程人员的接口是（）。
A.库函数B.高级语言C.系统调用D.子程序10、某进程的段表内容见表，当访问段号为2、段内地址为400的逻辑地址时，进行地址转换的结果是（）。
