操作系统第二章课后答案.doc

1、第二章第二章 进程管理进程管理2. 试画出下面 4 条语句的前趋图:S1: a:=x+y; S2: b:=z+1; S3: c:=a-b; S4: w:=c+1; 3. 为什么程序并发执行会产生间断性特征？程序在并发执行时，由于它们共享系统资源，以及为完成同一项任务而相互合作，致使在这些并发执行的进程之间，形成了相互制约的关系，从而也就使得进程在执行期间出现间断性。4. 程序并发执行时为什么会失去封闭性和可再现性？因为程序并发执行时，是多个程序共享系统中的各种资源，因而这些资源的状态是由多个程序来改变，致使程序的运行失去了封闭性。而程序一旦失去了封闭性也会导致其再失去可再现性。5. 在操作系统

2、中为什么要引入进程概念？它会产生什么样的影响?为了使程序在多道程序环境下能并发执行，并能对并发执行的程序加以控制和描述，从而在操作系统中引入了进程概念。影响: 使程序的并发执行得以实行。6. 试从动态性，并发性和独立性上比较进程和程序?a. 动态性是进程最基本的特性，可表现为由创建而产生，由调度而执行，因得不到资源而暂停执行，以及由撤销而消亡，因而进程由一定的生命期；而程序只是一组有序指令的集合，是静态实体。b. 并发性是进程的重要特征，同时也是 OS 的重要特征。引入进程的目的正是为了使其程序能和其它建立了进程的程序并发执行，而程序本身是不能并发执行的。c. 独立性是指进程实体是一个能独立运

3、行的基本单位，同时也是系统中独立获得资源和独立调度的基本单位。而对于未建立任何进程的程序，都不能作为一个独立的单位来运行。7. 试说明 PCB 的作用?为什么说 PCB 是进程存在的唯一标志?a. PCB 是进程实体的一部分，是操作系统中最重要的记录型数据结构。PCB 中记录了操作系统所需的用于描述进程情况及控制进程运行所需的全部信息。因而它的作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序(含数据) ，成为一个能独立运行的基本单位，一个能和其它进程并发执行的进程。b. 在进程的整个生命周期中，系统总是通过其 PCB 对进程进行控制，系统是根据进程的 PCB 而不是任何别的什么而感知到该进程的存

4、在的，所以说，PCB 是进程存在的唯一标志。 8. 试说明进程在三个基本状态之间转换的典型原因.a. 处于就绪状态的进程，当进程调度程序为之分配了处理机后，该进程便由就绪状态变为执行状态。b. 当前进程因发生某事件而无法执行，如访问已被占用的临界资源，就会使进程由执行状态转变为阻塞状态。c. 当前进程因时间片用完而被暂停执行，该进程便由执行状态转变为就绪状态。9. 为什么要引入挂起状态？该状态有哪些性质？a. 引入挂起状态主要是出于 4 种需要（即引起挂起的原因）: 终端用户的请求，父进程请求，负荷调节的需要，操作系统的需要。S2S1S3 S4b. 被挂起的进程是处于静止状态，并且不能直接被处

5、理机调度。17. 为什么进程在进入临界区之前应先执行“进入区”代码？而在退出前又要执行“退出区”代码？为了实现多个进程对临界资源的互斥访问，必须在临界区之前加一段用于检查临界资源是否正在被访问的代码，如未被访问，该进程可进入临界区对此临界资源进行访问；如正被访问，则该进程不能进入临界区访问临界资源。在退出临界区后，执行恢复访问标志的代码为“退出区” ，而在退出前执行“退出区”代码主要是为了使其它进程能再访问此临界资源。18. 同步机构应遵循哪些基本准则？为什么？a. 空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待四条准则b. 为实现进程能互斥地进入到自己的临界区19. 试从物理概念上说明记录型信号量

6、wait 和 signal。Wait(S)：当 S.value0 时，表示目前系统中这类资源还有可用的，执行一次 wait 操作，意味着进程请求一个单位的该类资源，是系统中可供分配的该类资源减少一个，因此描述为 S.value:=S.value-1；当 S.value1) then block(W.L)unlock(W): W:=W-1;if(W0) then wakeup(W.L)例子：Var W:semaphore:=0；beginrepeatlock(W);critical sectionunlock(W);remainder sectionuntil false;end26. 试修改下

7、面生产者消费者问题解法中的错误：producer:beginrepeatproduce an item in nextp;wait(mutex);wait(full); buffer(in):=nextp;signal(mutex); until false;endconsumer:beginrepeatwait(mutex);wait(empty);nextc:=buffer(out);out:=out+1;signal(mutex); consume item in nextc;until false;end27. 试利用记录型信号量写出一个不会出现死锁的哲学家进餐问题的算法。三种解决方法

8、中的任意一种即可（略） 。PPT 6228. 在测量控制系统中的数据采集任务时，把所采集的数据送往一单缓冲区；计算任务从该单缓冲区中取出数据进行计算。试写出利用信号量机制实现两任务共享单缓冲区的同步算法。a. Var mutex, empty, full: semaphore:=1, 1, 0;gather:beginrepeatgather data in nextp;wait(empty);wait(mutex);buffer:=nextp;signal(mutex);signal(full);until false;endcompute:beginrepeatwait(full);wai

9、t(mutex);nextc:=buffer;signal(mutex);signal(empty);compute data in nextc;until false;endb. Var empty, full: semaphore:=1, 0;gather:beginrepeatgather data in nextp;wait(empty);buffer:=nextp;signal(full);until false;endcompute:beginrepeatwait(full);nextc:=buffer;signal(empty);compute data in nextc;unt

10、il false;end31. 参考 ppt76 页32. 参考 ppt91 页33. 试比较进程间的低级通信工具与高级通信工具.用户用低级通信工具实现进程通信很不方便，因为其效率低，通信对用户不透明，所有的操作都必须由程序员来实现，而高级通信工具则可弥补这些缺陷，用户可直接利用操作系统所提供的一组通信命令，高效地传送大量的数据。36. 为什么要在 OS 中引入线程？在 OS 中引入进程的目的，是为了使多个程序能并发执行，以提高资源利用率和系统吞吐量。在 OS 中再引入线程，则是为了减少程序在并发执行时所付出的时空开销，使 OS 具有更好的并发性。38. 试从调度性，并发性，拥有资源及系统开销

11、方面对进程和线程进行比较.a. 调度性。在传统的操作系统中，拥有资源的基本单位和独立调度、分派的基本单位都是进程，在引入线程的 OS 中，则把线程作为调度和分派的基本单位，而把进程作为资源拥有的基本单位；b. 并发性。在引入线程的 OS 中，不仅进程之间可以并发执行，而且在一个进程中的多个线程之间，亦可并发执行，因而使 OS 具有更好的并发性；c. 拥有资源。无论是传统的操作系统，还是引入了线程的操作系统，进程始终是拥有资源的一个基本单位，而线程除了拥有一点在运行时必不可少的资源外，本身基本不拥有系统资源，但它可以访问其隶属进程的资源；d. 开销。由于创建或撤销进程时，系统都要为之分配和回收资源，如内存空间等，进程切换时所要保存和设置的现场信息也要明显地多于线程，因此，操作系统在创建、撤消和切换进程时所付出的开销将显著地大于线程。