操作系統(tǒng)（孟慶昌）課后答案-第二章進(jìn)程和線程

——第?章進(jìn)程和線程1在操作系統(tǒng)中為什么要引?進(jìn)程概念？他與程序的關(guān)系與差別是什么？進(jìn)程概念：進(jìn)程是?個(gè)可并發(fā)執(zhí)?的具有獨(dú)?功能的程序關(guān)于某個(gè)數(shù)據(jù)集合的?次執(zhí)?過程，也是操作系統(tǒng)進(jìn)?資源分配和調(diào)度的獨(dú)?單位。進(jìn)程特征：動(dòng)態(tài)性、并發(fā)性、調(diào)度性、異步性、結(jié)構(gòu)性引?原因：在多道程序環(huán)境下，程序的并發(fā)執(zhí)?代替了程序的順序執(zhí)?，資源共享和競(jìng)爭(zhēng)?導(dǎo)致并發(fā)程序之間的相互制約性，使得系統(tǒng)中運(yùn)?的程序是處于??停停的狀態(tài)之中，當(dāng)?個(gè)程序獲得處理機(jī)后向前推進(jìn)，當(dāng)它需要某種資源?未得到時(shí)只好停下來，以后得到所申請(qǐng)資源時(shí)再繼續(xù)前進(jìn)。由于?程序這個(gè)靜態(tài)概念已經(jīng)不能如實(shí)反映程序并發(fā)執(zhí)?過程中的特征，所以引?進(jìn)程這?概念來描述程序動(dòng)態(tài)執(zhí)?過程的性質(zhì)。1.1進(jìn)程與程序的聯(lián)系?個(gè)程序可以由多個(gè)進(jìn)程共?，?個(gè)進(jìn)程可以執(zhí)?多個(gè)程序，進(jìn)程存在的意義就是執(zhí)?程序，進(jìn)程可以看成程序在并發(fā)過程中的執(zhí)?過程1.2進(jìn)程與程序的差別1.進(jìn)程是動(dòng)態(tài)的概念，程序是靜態(tài)的概念；程序是指令代碼的有序組合，進(jìn)程是程序的執(zhí)?過程，由程序、數(shù)據(jù)和進(jìn)程控制塊組成。2.進(jìn)程是暫時(shí)的，程序是永久的。3.進(jìn)程可以作為?個(gè)獨(dú)?運(yùn)?的單位，能與其他進(jìn)程并發(fā)執(zhí)?；程序不能在多道程序環(huán)境下獨(dú)?運(yùn)?。4.?個(gè)程序可以由多個(gè)進(jìn)程共?，?個(gè)進(jìn)程可以執(zhí)?多個(gè)程序2PCB的作?是什么？它是怎樣描述進(jìn)程的動(dòng)態(tài)性質(zhì)的？概念及作?：PCB是進(jìn)程控制快，它是進(jìn)程組成中最關(guān)鍵的部分，包含進(jìn)程的描述信息和控制信息，如進(jìn)程名、進(jìn)程狀態(tài)信息、調(diào)度優(yōu)先級(jí)、通信信息、資源需求等。是操作系統(tǒng)感知進(jìn)程的存在，以及管理和控制進(jìn)程執(zhí)?的唯?依據(jù)。如何描述：PCB中有表明進(jìn)程狀態(tài)的信息：該進(jìn)程的狀態(tài)是運(yùn)?態(tài)、就緒態(tài)還是阻塞態(tài)，利?狀態(tài)信息來描述進(jìn)程的動(dòng)態(tài)性質(zhì)。3進(jìn)程的基本狀態(tài)有哪?種？?個(gè)進(jìn)程在它的?命期中?少應(yīng)有如下三種基本狀態(tài)：就緒、運(yùn)?和阻塞。5PCB表的組織?式有哪?種？1.線性表?式：不論進(jìn)程的狀態(tài)如何，將所有的PCB連續(xù)地存放在內(nèi)存的系統(tǒng)區(qū)。這種?式適?于系統(tǒng)中進(jìn)程數(shù)?不多的情況。2.索引表?式：該?式是線性表?式的改進(jìn)，系統(tǒng)按照進(jìn)程的狀態(tài)分別建?就緒索引表、阻塞索引表等。3.鏈接表?式：系統(tǒng)按照進(jìn)程的狀態(tài)將進(jìn)程的PCB組成隊(duì)列，從?形成就緒隊(duì)列、阻塞隊(duì)列、運(yùn)?隊(duì)列等6什么是進(jìn)程的互斥和同步互斥：邏輯上?關(guān)的兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)程由于爭(zhēng)?同?資源?發(fā)?的彼此制約的關(guān)系。同步：邏輯上相關(guān)的兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)程為了完成?項(xiàng)任務(wù)，通過協(xié)調(diào)活動(dòng)來使?同?資源?產(chǎn)?的執(zhí)?次序的約束關(guān)系。7什么是臨界區(qū)和臨界資源？進(jìn)程進(jìn)?臨界區(qū)的調(diào)度原則是什么？臨界資源：?次僅允許?個(gè)進(jìn)程使?的共享資源。臨界區(qū)：在每個(gè)進(jìn)程中訪問臨界資源的那段程序。調(diào)度原則：1.單個(gè)?區(qū)2.獨(dú)?占?3.盡快退出4.落敗讓權(quán)8是否所有共享資源都是臨界資源？否，因?yàn)椴皇撬泄蚕碣Y源都?次只允許?個(gè)進(jìn)程使?。9什么是原語操作？什么是計(jì)數(shù)信號(hào)量？PV操作原語定義原語是由若?條機(jī)器指令構(gòu)成的，為特定功能編制的程序段。原語和機(jī)器指令類似，它在執(zhí)?過程中不允許被中斷，是?個(gè)不可分割的基本單位，原語操作?稱原?操作，即?個(gè)操作中的所有動(dòng)作要么全做要么全不做，不允許被中斷。計(jì)數(shù)信號(hào)量：計(jì)數(shù)信號(hào)量?稱結(jié)構(gòu)性信號(hào)量，其中?個(gè)成員是整形變量，表?該信號(hào)量的值；另?個(gè)是指向PCB的指針。當(dāng)多個(gè)進(jìn)程都在等待同?信號(hào)量時(shí)，他們就排成?個(gè)隊(duì)列，由信號(hào)量指針作為該隊(duì)列隊(duì)?，隊(duì)列間通過PCB本?的指針項(xiàng)進(jìn)?連接。P操作：若S>0，S-1,程序繼續(xù)執(zhí)?，否則等待；V操作：S+1?般是P操作、臨界區(qū)、V操作；信號(hào)量代表允許剩余允許訪問臨界資源的進(jìn)程數(shù)，P操作需要先判斷是否有訪問名額，若有則訪問，信號(hào)量減?；若沒有則等待；訪問完通過V操作將信號(hào)量加?，釋放臨界區(qū)。10系統(tǒng)中只有?個(gè)打印機(jī)，三個(gè)?都要?，怎么辦？設(shè)信號(hào)量S初始值為1；三個(gè)?代表三個(gè)進(jìn)程，是互斥關(guān)系。進(jìn)程（A/B/C）P操作打印V操作。11什么是線程他與進(jìn)程有什么關(guān)系進(jìn)程是資源分配和調(diào)度運(yùn)?的單位，但是進(jìn)程的切換代價(jià)太?，因此引?線程，進(jìn)程只作為資源擁有者，線程作為調(diào)度擁有者。線程是進(jìn)程中實(shí)施調(diào)度的基本單位。?個(gè)進(jìn)程可以擁有多個(gè)線程，?少?個(gè)。?個(gè)線程只能在?個(gè)進(jìn)程的地址空間活動(dòng)；同?進(jìn)程的所有線程共享該進(jìn)程的所有資源。12實(shí)現(xiàn)線程主要有哪兩種?式？?戶級(jí)線程只存在于?戶層，它的管理都在?個(gè)進(jìn)程的?戶地址空間中進(jìn)?，?戶級(jí)線程的切換也仍在?戶態(tài)下運(yùn)?，不需要轉(zhuǎn)換到核?態(tài)，這就節(jié)省了系統(tǒng)從核?態(tài)到?戶態(tài)或從?戶態(tài)到核?態(tài)轉(zhuǎn)換的時(shí)間和空間的開銷。同?進(jìn)程中多個(gè)線程不能真正并?。內(nèi)核級(jí)線程管理的所有?作都是由內(nèi)核來完成的，同?進(jìn)程內(nèi)多個(gè)線程可以并?執(zhí)?，即如果進(jìn)程中的?個(gè)線程被阻塞，內(nèi)核可以調(diào)度同?個(gè)進(jìn)程中的另?個(gè)就緒線程執(zhí)?。在多處理機(jī)環(huán)境中