计算机操作系统第二章作业及答案

第二章作业2、画前驱图：6、试从动态性、并发性和独立性上比较进程和程序。答：动态性：动态性是进程最基本的特性，进程是有生命周期的。它由创建而产生、由调度而执行、由撤销而消亡，它在自己的生命周期内是在各种状态间转换的。程序是一组指令的序列，存放在某存储介质上，其本身不具有活动的含义，因而是静态的。并发性：多个进程实体可以同时存在于内存中，在一个时间段内同时运行；而程序(没有建立PCB)是不能参与并发执行的。独立性：在传统OS中，进程是一个独立运行、独立获得资源和独立接受调度的基本单位；而程序(没有建立PCB)不能作为一个独立的单位在多道环境下运行。7、试说明PCB的作用具体表现在哪几方面，为什么说PCB是进程存在的唯一标识？答：PCB，即进程控制块，是进程管理的数据结构，包含了一个进程的描述信息、控制信息、资源信息的。PCB的作用主要包括：标识进程的存在；动态地记录进程运行过程中的各类信息，如进程状态、中断现场、进程的优先级等，提供给OS的进程管理和进程调度使用；实现进程的间断性运行方式；实现与其他进程的同步与通信。PCB随进程的创建而产生、在进程执行的过程中动态地记录进程各信息的变化。当一个进程完成其功能后，系统则回收PCB，进程也随之消失。因此，PCB是进程存在的唯一标志。11、试说明进程在三种基本状态间转换的典型原因。答：19、为什么要在OS中引入线程？答：(1)并发执行的进程，其基本属性是：可拥有资源的独立单位；可独立调度和分派的独立单位。因此，进程的创建、撤消和切换时需要花费系统较大的时、空开销。(2)SMP的计算机系统出现，要求配置性能更好的多处理机操作系统，进而能控制进程内部的不同程序段之间也能并发/并行执行。因此，需要OS将进程的两个属性分开处理，亦即对于拥有资源的基本单位，不要对它进行频繁的切换，以便于系统管理；作为调度和分派的基本单位，不作为记录资源分配情况的单位，以做到“轻装上阵”，减少调度所花费的时间；于是就引进了线程的概念。21、试从调度性、并发性、拥有资源及系统开销方面，对进程和线程进行比较。答：调度性：在传统OS中，进程是资源拥有的基本单位，也是独立调度和分派的基本单位；在引入线程的OS中，线程是独立调度和分派的基本单位，进程只是拥有资源的基本单位，两个角色分开。并发性：在引入线程的OS中，不仅进程间可以并发执行，而且一个进程内的多线程也可以并发执行，因而比传统的OS具有更好的并发性；拥有资源：在各类OS中，拥有资源的基本单位都是进程，线程除了一点简单资源外，本身基本不拥有系统资源，但它可以共享所属进程的资源。系统开销：创建和撤销进程，由于要分配和回收系统资源，因此系统开销远大于创建和撤销线程；进程切换要保存和设置的现场信息也较多，所以进程切换的系统开销也大于线程切换。补充：用消息缓冲队列通信方式实现并发进程间的实时通信，应用程序员应完成哪些工作，OS的发送原语、接收原语的工作流程又如何？答：用消息缓冲队列通信方式实现并发进程间的实时通信，应用程序员需完成的工作：(1)发送端，在自己的内存空间，设置一发送区a，把待发送的消息正文、发送进程标识符、消息长度等信息填入其中，然后调用发送原语，把消息发送给目标(接收)进程。(2)接收端，在自己的内存空间设置一个接收区b；调用接收原语接收信息。发送原语Send(a，x)的工作：首先根据发送区a中所设置的消息长度a.size来申请一缓冲区i，接着，把发送区a中的信息复制到缓冲区i中，然后将i挂到接收进程x的消息缓冲队列mq上。为了能将i挂到mq上，还应先获得接收进程x的内部标识符，找到它的PCB。接收原语Receive(y，b)的工作：将自己进程的消息缓冲队列中的第一个缓冲区结点j摘取下来，将其中的数据复制到接收区b中，然后释放缓冲区结点j。另外还可获得信息发送进程y的相关信息。