進程及進程控制和同步復習題

1、第二章 進程的描述和控制1、什么是前趨圖？答：前趨圖是一個有向無循環(huán)圖有向無循環(huán)圖，圖中的每個節(jié)點可以表示一條語句、一個程序段或一個進程，節(jié)點間的有向邊表示兩個節(jié)點之間存在偏序或前趨關系“”：=（Pi，Pj）| Pi必須在Pj開始執(zhí)行前完成如果（ Pi，Pj ） ，可以寫成Pi Pj ，稱Pi是Pj 的前趨， Pj 是Pi的直接后續(xù)。前趨圖中，沒有前趨的節(jié)點稱為初始節(jié)點，沒有后續(xù)的節(jié)點稱為終止節(jié)點。2、程序順序執(zhí)行有那些特征？答：程序順序執(zhí)行的特點有：順序性、封閉性、可順序性、封閉性、可再現性再現性 封閉性：封閉性：所謂封閉性是指程序一旦開始執(zhí)行，其執(zhí)行過程不受任何外界因素影響。（程序獨占資源

2、） 順序性：順序性：當程序在處理機上執(zhí)行時，處理機的操作嚴格按照程序所規(guī)定的順序執(zhí)行。 可再現性：可再現性：指程序對一組數據的重復執(zhí)行必得到相同的結果。其程序執(zhí)行結果與執(zhí)行速度、時間無關。3、程序并發(fā)執(zhí)行和順序執(zhí)行相比有那些新的特征？答：程序并發(fā)執(zhí)行和順序執(zhí)行相比有以下一些新的特征：n間斷性（制約性）：程序在并發(fā)執(zhí)行時，由于它們共享資源，相互合作，致使并發(fā)程序間形成了相互制約的關系。使程序具有“執(zhí)行暫停執(zhí)行執(zhí)行”的間斷活動規(guī)律。n失去封閉性：程序在并發(fā)執(zhí)行時，由于它們共享資源，因而這些資源的狀態(tài)由多個程序來改變，致使程序的運行失去封閉性。n不可再現性：程序在并發(fā)執(zhí)行時，由于失去封閉性，也導致其

3、失去再現性。4、操作系統(tǒng)中為什么要引入進程的概念？答：程序的并發(fā)執(zhí)行提高了系統(tǒng)資源的利用率和系統(tǒng)的處理能力。但由于系統(tǒng)資源有限，程序并發(fā)執(zhí)行必將導致資源共享和資源競爭。此時如果不按照一定的規(guī)則和方法進行資源競爭和資源共享，則程序執(zhí)行的結果將不可避免地失去封閉性和可再現性，從而可能得到不正確或非預期的結果。所以我們需要一個能描述程序執(zhí)行過程且能用來共享資源的基本單位。這個基本單位就是進程。5、進程有哪些特征？答：進程具有以下幾個特征：n動態(tài)性：進程是程序的一次執(zhí)行過程，因而具有動態(tài)性和暫時性。動態(tài)的特征還表現在它因創(chuàng)建而產生，由調度而執(zhí)行，因得不到資源而暫停執(zhí)行，最后由撤消而消亡。n并發(fā)性：引入

4、進程的目的就是為了使程序能與其它程序并發(fā)執(zhí)行，以提高資源的利用率。n獨立性：進程是一個能獨立運行的基本單位，也是系統(tǒng)進行資源分配和調度的基本獨立單位。n異步性：進程以各自獨立的、不可預知的速度向前推進。n結構特征：從結構上看，進程由程序段、數據段和進程控制塊三部分組成。6、試說明進程控制塊有什么作用?答：進程控制塊(PCB)是進程實體的一部分，是操作系統(tǒng)中最重要的數據結構。PCB中記錄了用于描述進程情況及控制進程運行所需的全部屬性信息。 當操作系統(tǒng)要調度某進程執(zhí)行時，需要從該進程的PCB中查詢其現行狀態(tài)及優(yōu)先級等調度參數；在調度到某進程后，要根據其PCB中保存的處理機狀態(tài)信息去設置進程恢復運行

5、的現場，并根據其PCB中的程序和數據的內存地址來找到其程序和數據；進程在執(zhí)行過程中，當需要與其他進程通信時，也要訪問其PCB；當進程因某種原因而暫停執(zhí)行時，也需將斷點的現場信息保存在其PCB中。系統(tǒng)在建立進程的同時就建立該進程的PCB，在撤消一個進程時也就撤消其PCB。7、進程在運行過程中有哪三種基本狀態(tài)？答：進程在運行過程中有運行、就緒和等待三種基本狀態(tài)。n運行(running)態(tài)：進程占有處理器正在運行。n就緒(ready)態(tài)：進程具備運行條件（已經分配到除CPU以外的所有必要資源），等待系統(tǒng)分配處理器以便運行。n等待(wait)態(tài)：又稱為阻塞(block)態(tài)或睡眠(sleep)態(tài)，指進程

6、不具備運行條件，正在等待某個事件的完成。8、在進程的三態(tài)模型中引入新建態(tài)和終止態(tài)，形成了五態(tài)模型，畫出五態(tài)模型及其轉換圖。運行態(tài)就緒態(tài)阻塞態(tài)選中落選出現等待事件等待事件結束新建態(tài)終止態(tài)接納進程五態(tài)模型及其轉換進程五態(tài)模型及其轉換完成9、進程主要由哪三部分內容組成？進程存在的唯一標志是什么？答：進程主要由程序、數據段和PCB三部分內容組成。其中PCB 是進程存在的唯一標志。 10、在進程管理中，什么情況下，進程從阻塞狀態(tài)變?yōu)榫途w狀態(tài)？答：當進程等待的事件發(fā)生時，進程從阻塞狀態(tài)變?yōu)榫途w狀態(tài)。11、畫出下面4條語句的前趨圖S1:a=x+y;s2:b=z+1;S3:c=a-b;s4:w=c+1;s1s

7、2s4s312、利用Bernstein條件證明上題中S1和S2可以并發(fā)執(zhí)行，而S3和S4不能并發(fā)執(zhí)行。解：根據Bernstein條件，先求出每條語句的讀集和寫集：R(S1)=x,yw(s1)=aR(S2)=zw(s2)=bR(S3)=a,bw(s3)=cR(S4)=cw(s4)=w因R(S1)w(s2)=; R(S2) w(s1) = w(S1)w(s2)= 故S1和S2可以并發(fā)執(zhí)行又R(S3)w(s4)=; R(S4) w(s3) =c w(S3)w(s4)= 故S3和S3不能并發(fā)執(zhí)行13、什么是臨界資源？答：計算機系統(tǒng)中的進程可以共享系統(tǒng)中的各類資源，然而其中許多資源一次只能為一個進程所使

8、用，我們把一次僅允許一個進程使用的資源稱為臨界資源。如打印機、磁帶機等。除物理設備外，還有許多變量、數據等都可以被若干進程所共享，他們也屬于臨界資源。各進程對這些資源的訪問應采取互斥的方式，實現對資源的共享。14、什么是進程的同步？答：一般說來，一個進程相對另外一個進程的運行速度是不確定的，但是相互合作的幾個進程需要在某些確定點上協(xié)調它們的工作。所謂進程同步是指多個相互合作的進程，在一些關鍵點上可能需要互相等待或互相交換信息，這種相互制約的關系稱為進程同步。15、什么是同步機制？常用的同步機制有那些？答：操作系統(tǒng)實現進程同步的機制稱為同步機制，不同的同步機制采用不同的同步方法。常用的同步機制有

9、：信號量機制、管程機制和消息傳遞。16、闡述信號量的概念答：信號量是一個確定的二元組（s,q），其中s是一個具有非負初值的整型變量，q是一個初始狀態(tài)為空的隊列。整型變量s表示系統(tǒng)中某類資源的數目，當其值大于0時，表示系統(tǒng)中當前可用資源的數目；當其值小于0時，其絕對值表示系統(tǒng)中因請求該類資源而被阻塞的進程數目。初信號量的初值外，信號量只能由P操作和V操作改變。操作系統(tǒng)利用信號量的狀態(tài)對進程和資源進行管理。17、 P操作和V操作的意義是什么，分別在何時使用？答： P操作意味著進程申請臨界資源的使用；和V操作意味著進程釋放臨界資源。進程進入臨界區(qū)之前調用P操作，退出臨界區(qū)之前應調用V操作。18、進程

10、通信的含義是什么？答：進程通信指的是進程之間的信息交換。為了進行進程協(xié)調，進程之間應當有一定的聯系，這種聯系通常采用進程之間交換數據的方式進行，這種方式就是進程的通信。19、在進程管理中，以下四種事件，哪個會使，進程從阻塞狀態(tài)變?yōu)榫途w狀態(tài)。nA. 進程被進程調度程序選種nB. 等待某一事件nC. 等待的事件發(fā)生nD. 時間片用完20、分配到必要的資源并獲得處理機的進程，是什么狀態(tài)？21、進程的并發(fā)執(zhí)行是指若干個進程_。A. 同時執(zhí)行 B. 在執(zhí)行的時間上是重疊的C. 在執(zhí)行的時間上是不可重疊的 D. 共享系統(tǒng)資源22、若P、V操作的信號量S初值為2，當前值為 -1，則表示有幾個等待進程 ？答：

11、有一個等待進程。23、下列的進程狀態(tài)變化中，哪個變化是不可能發(fā)生的？A. 運行就緒B. 運行等待C. 等待運行 D. 等待就緒 24、以下哪個是解決進程間同步和互斥的一對低級通信原語？A. lock和 unlock B. P和V C. W和S D. Send和Receive25、下面所述步驟中，哪個不是創(chuàng)建進程所必需的？A由調度程序為進程分配CPU B建立一個進程控制塊C為進程分配內存D將進程控制塊鏈入就緒隊列 26、在一個單處理機系統(tǒng)中，若有5個進程，且假設當前時刻為用戶態(tài)，則處于就緒狀態(tài)的用戶進程，最多有幾個，最少有幾個？ 27、下面對進程的描述中，錯誤的是哪個？A. 進程是動態(tài)的概念 B. 進程執(zhí)行需要處理機C. 進程是有生命期的 D. 進程是指令的集合28、對于兩個并發(fā)進程，設互斥信號量為mutex，若mute