操作系统第三章
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计算机操作系统第三章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?⾼级调度主要功能是根据某种算法,决定将外存上处于后备队列中的哪⼏个作业调⼊内存,为它们创建进程,分配必要的资源,并将它们放⼊就绪队列。
低级调度主要功能是根据某种算法,决定就绪队列中的哪个进程应获得处理机,并由分派程序将处理机分配给被选中的进程。
引⼊中级调度的主要⽬的是,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?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?作业:作业是⼀个⽐程序更为⼴泛的概念,它不仅包含了通常的程序和数据,⽽且还应配有⼀份作业说明书,系统根据该说明书来对程序的运⾏进⾏控制。
在批处理系统中,是以作业为基本单位从外存调⼊内存的。
作业步:通常,在作业运⾏期间,每个作业都必须经过若⼲个相对独⽴⼜相互关联的顺序加⼯步骤才能得到结果。
我们把其中的每⼀个加⼯步骤称为⼀个作业步。
各作业步之间存在着相互联系,往往是上⼀个作业步的输出作为下⼀个作业步的输⼊。
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?每当⼀个作业进⼊系统时,便由“作业注册”程序为该作业建⽴⼀个作业控制块JCB。
再根据作业类型,将它放到相应的作业后背队列中等待调度。
通常在JCB中包含的内容有:作业标识、⽤户名称、⽤户账户、作业类型(CPU繁忙型、I/O繁忙型、批量型、终端型)、作业状态、调度信息(优先级、作业运⾏时间)、资源请求(预计运⾏时间、要求内存⼤⼩等)、资源使⽤情况等。
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3章进程描述和控制复习题:什么是指令跟踪?答:指令跟踪是指为该进程而执行的指令序列。
通常那些事件会导致创建一个进程?答:新的批处理作业;交互登录;操作系统因为提供一项服务而创建;由现有的进程派生。
(详情请参考表3.1)对于图3.6中的进程模型,请简单定义每个状态。
答:运行态:该进程正在执行。
就绪态:进程做好了准备,只要有机会就开始执行。
阻塞态:进程在某些事件发生前不能执行,如I/O操作完成。
新建态:刚刚创建的进程,操作系统还没有把它加入到可执行进程组中。
退出态:操作系统从可执行进程组中释放出的进程,或者是因为它自身停止了,或者是因为某种原因被取消。
抢占一个进程是什么意思?答:处理器为了执行另外的进程而终止当前正在执行的进程,这就叫进程抢占。
什么是交换,其目的是什么?答:交换是指把主存中某个进程的一部分或者全部内容转移到磁盘。
当主存中没有处于就绪态的进程时,操作系统就把一个阻塞的进程换出到磁盘中的挂起队列,从而使另一个进程可以进入主存执行。
为什么图3.9(b)中有两个阻塞态?答:有两个独立的概念:进程是否在等待一个事件(阻塞与否)以及进程是否已经被换出主存(挂起与否)。
为适应这种2*2的组合,需要两个阻塞态和两个挂起态。
列出挂起态进程的4个特点。
答:1.进程不能立即执行。
2.进程可能是或不是正在等待一个事件。
如果是,阻塞条件不依赖于挂起条件,阻塞事件的发生不会使进程立即被执行。
3.为了阻止进程执行,可以通过代理把这个进程置于挂起态,代理可以是进程自己,也可以是父进程或操作系统。
4.除非代理显式地命令系统进行状态转换,否则进程无法从这个状态中转移。
对于哪类实体,操作系统为了管理它而维护其信息表?答:内存、I/O、文件和进程。
列出进程控制块中的三类信息。
答:进程标识,处理器状态信息,进程控制信息。
为什么需要两种模式(用户模式和内核模式)?答:用户模式下可以执行的指令和访问的内存区域都受到限制。
这是为了防止操作系统受到破坏或者修改。
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。