计算机操作系统(第三版) 第2、3章 进程及进程控制和同步 复习题

第二章进程的描述和控制1、什么是前趋图？答：前趋图是一个有向无循环图，图中的每个节点可以表示一条语句、一个程序段或一个进程，节点间的有向边表示两个节点之间存在偏序或前趋关系“→”：→={（Pi，Pj）|Pi必须在Pj开始执行前完成}如果（Pi，Pj）∈→，可以写成Pi→Pj，称Pi是Pj的前趋，Pj是Pi的直接后续。前趋图中，没有前趋的节点称为初始节点，没有后续的节点称为终止节点。2、程序顺序执行有那些特征？答：程序顺序执行的特点有：顺序性、封闭性、可再现性封闭性：所谓封闭性是指程序一旦开始执行，其执行过程不受任何外界因素影响。（程序独占资源）顺序性：当程序在处理机上执行时，处理机的操作严格按照程序所规定的顺序执行。可再现性：指程序对一组数据的重复执行必得到相同的结果。其程序执行结果与执行速度、时间无关。3、程序并发执行和顺序执行相比有那些新的特征？答：程序并发执行和顺序执行相比有以下一些新的特征：间断性（制约性）：程序在并发执行时，由于它们共享资源，相互合作，致使并发程序间形成了相互制约的关系。使程序具有“执行—暂停执行—执行”的间断活动规律。失去封闭性：程序在并发执行时，由于它们共享资源，因而这些资源的状态由多个程序来改变，致使程序的运行失去封闭性。不可再现性：程序在并发执行时，由于失去封闭性，也导致其失去再现性。4、操作系统中为什么要引入进程的概念？答：程序的并发执行提高了系统资源的利用率和系统的处理能力。但由于系统资源有限，程序并发执行必将导致资源共享和资源竞争。此时如果不按照一定的规则和方法进行资源竞争和资源共享，则程序执行的结果将不可避免地失去封闭性和可再现性，从而可能得到不正确或非预期的结果。所以我们需要一个能描述程序执行过程且能用来共享资源的基本单位。这个基本单位就是进程。5、进程有哪些特征？答：进程具有以下几个特征：动态性：进程是程序的一次执行过程，因而具有动态性和暂时性。动态的特征还表现在它因创建而产生，由调度而执行，因得不到资源而暂停执行，最后由撤消而消亡。并发性：引入进程的目的就是为了使程序能与其它程序并发执行，以提高资源的利用率。独立性：进程是一个能独立运行的基本单位，也是系统进行资源分配和调度的基本独立单位。异步性：进程以各自独立的、不可预知的速度向前推进。结构特征：从结构上看，进程由程序段、数据段和进程控制块三部分组成。6、试说明进程控制块有什么作用?答：进程控制块(PCB)是进程实体的一部分，是操作系统中最重要的数据结构。PCB中记录了用于描述进程情况及控制进程运行所需的全部属性信息。当操作系统要调度某进程执行时，需要从该进程的PCB中查询其现行状态及优先级等调度参数；在调度到某进程后，要根据其PCB中保存的处理机状态信息去设置进程恢复运行的现场，并根据其PCB中的程序和数据的内存地址来找到其程序和数据；进程在执行过程中，当需要与其他进程通信时，也要访问其PCB；当进程因某种原因而暂停执行时，也需将断点的现场信息保存在其PCB中。系统在建立进程的同时就建立该进程的PCB，在撤消一个进程时也就撤消其PCB。7、进程在运行过程中有哪三种基本状态？答：进程在运行过程中有运行、就绪和等待三种基本状态。运行(running)态：进程占有处理器正在运行。就绪(ready)态：进程具备运行条件（已经分配到除CPU以外的所有必要资源），等待系统分配处理器以便运行。等待(wait)态：又称为阻塞(block)态或睡眠(sleep)态，指进程不具备运行条件，正在等待某个事件的完成。8、在进程的三态模型中引入新建态和终止态，形成了五态模型，画出五态模型及其转换图。运行态就绪态阻塞态选中落选出现等待事件等待事件结束新建态终止态接纳进程五态模型及其转换完成9、进程主要由哪三部分内容组成？进程存在的唯一标志是什么？答：进程主要由程序、数据段和PCB三部分内容组成。其中PCB是进程存在的唯一标志。10、在进程管理中，什么情况下，进程从阻塞状态变为就绪状态？答：当进程等待的事件发生时，进程从阻塞状态变为就绪状态。11、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;s1s2s4s312、利用Bernstein条件证明上题中S1和S2可以并发执行，而S3和S4不能并发执行。解：根据Bernstein条件，先求出每条语句的读集和写集：R(S1)={x,y}w(s1)={a}R(S2)={z}w(s2)={b}R(S3)={a,b}w(s3)={c}R(S4)={c}w(s4)={w}因R(S1)∩w(s2)={};R(S2)∩w(s1)={}w(S1)∩w(s2)={}故S1和S2可以并发执行又R(S3)∩w(s4)={};R(S4)∩w(s3)={c}w(S3)∩w(s4)={}故S3和S3不能并发执行13、什么是临界资源？答：计算机系统中的进程可以共享系统中的各类资源，然而其中许多资源一次只能为一个进程所使用，我们把一次仅允许一个进程使用的资源称为临界资源。如打印机、磁带机等。除物理设备外，还有许多变量、数据等都可以被若干进程所共享，他们也属于临界资源。各进程对这些资源的访问应采取互斥的方式，实现对资源的共享。14、什么是进程的同步？答：一般说来，一个进程相对另外一个进程的运行速度是不确定的，但是相互合作的几个进程需要在某些确定点上协调它们的工作。所谓进程同步是指多个相互合作的进程，在一些关键点上可能需要互相等待或互相交换信息，这种相互制约的关系称为进程同步。15、什么是同步机制？常用的同步机制有那些？答：操作系统实现进程同步的机制称为同步机制，不同的同步机制采用不同的同步方法。常用的同步机制有：信号量机制、管程机制和消息传递。16、阐述信号量的概念答：信号量是一个确定的二元组（s,q），其中s是一个具有非负初值的整型变量，q是一个初始状态为空的队列。整型变量s表示系统中某类资源的数目，当其值大于0时，表示系统中当前可用资源的数目；当其值小于0时，其绝对值表示系统中因请求该类资源而被阻塞的进程数目。初信号量的初值外，信号量只能由P操作和V操作改变。操作系统利用信号量的状态对进程和资源进行管理。17、P操作和V操作的意义是什么，分别在何时使用？答：P操作意味着进程申请临界资源的使用；和V操作意味着进程释放临界资源。进程进入临界区之前调用P操作，退出临界区之前应调用V操作。18、进程通信的含义是什么？答：进程通信指的是进程之间的信息交换。为了进行进程协调，进程之间应当有一定的联系，这种联系通常采用进程之间交换数据的方式进行，这种方式就是进程的通信。19、在进程管理中，以下四种事件，哪个会使，进程从阻塞状态变为就绪状态。A.进程被进程调度程序选种B.等待某一事件C.等待的事件发生D.时间片用完答：C20、分配到必要的资源并获得处理机的进程，是什么状态？答：执行状态。21、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.共享系统资源答：B22、若P、V操作的信号量S初值为2，当前值为-1，则表示有几个等待进程？答：有一个等待进程。23、下列的进程状态变化中，哪个变化是不可能发生的？A.运行→就绪B.运行→等待C.等待→运行D.等待→就绪答：C24、以下哪个是解决进程间同步和互斥的一对低级通信原语？A.lock和unlockB.P和VC.W和SD.Send和Receive答：B25、下面所述步骤中，哪个不是创建进程所必需的？A·由调度程序为进程分配CPUB·建立一个进程控制块C·为进程分配内存D·将进程控制块链入就绪队列答：A26、在一个单处理机系统中，若有5个进程，且假设当前时刻为用户态，则处于就绪状态的用户进程，最多有几个，最少有几个？答:最多4个，最少0个。27、下面对进程的描述中，错误的是哪个？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.进程是指令的集合答：D28、对于两个并发进程，设互斥信号量为mutex，若mutex=0，则_______。A·表示没有进程进入临界区B·表示有一个进程进入临界区C·表示有一个进程进入临界区，另一个进程等待进入D·表示有两个进程进入临界区答：B29、进程间的同步是指进程间在逻辑上的相互______关系。A.联接B.制约C.继续D.调用答：B30、P、V操作是___________________。A.两条低级进程通信原语B.两组不同的机器指令C.两条系统调用命令D.两条高级进程通信原语答：A