操作系统习题.ppt
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1、OS基本概念,OS的功能OS的功能模块OS的发展OS的概念OS的分类,进程的描述与控制,进程的概念进程和程序的区别进程的特征进程控制块进程控制原语,进程同步,进程互斥的含义互斥的硬、软件解决方法信号量机制解决互斥进程同步经典的进程同步问题进程通信,复习思考题 1(OS基本概念),采用多道程序设计的主要优点是什么?现代操作系统的两个最基本的特征是 ( )和( )。批处理操作系统的主要缺点是( ) 操作系统是计算机系统中的一个( ),它管理和控制计算机系统中的( )。,复习思考题2(进程描述与控制),名词解释:PCB 程序并发执行与顺序执行时产生了一些新特征,分别是( )、( )和( )。在操作系
2、统中引入线程概念的主要目的是( )。,答案,问答题:1.进程与程序有什么本质不同?2.为什么要引入进程概念?3.在什么条件下,一个进程的解封(BLOCKED-READY)会引起一个进 程的被调度(READY-RUNNING)4.进程控制块何时产生,何时消除,其作用是什么?5.有人曾描述过这样一种情形,在单处理机分时操作系统下,分配给进程A的时间片到后,系统进行切换.结果被调度到的进程仍然是A,有可能出现此情形吗?说明理由.,答案,答案,答案,答案,答案,6.有进程状态变迁图,如图所示 问:1)引起各种进程状态变迁的事件各是 什么? 2)在观察系统中的各个进程时,会见到 一个进程的状态变迁而引起
3、另一个 进程状态变迁的情形.在什么情形 下,一个进程的变迁3能立即引起另 一进程的变迁1? 3)在什么情形下,如果有的话,将发生 下述的因果变迁(2-1,3-2,4-1)?,运行,就绪,阻塞,1,2,4,3,答案,复习思考题 3(进程同步),1.设公共汽车上,司机和售票员的活动分别是:司机: 售票员: 启动车辆 上乘客 正常行车 关车门 到站停车 售票 开车门 下乘客在汽车不断的到站、停车、行驶过程中,这两个活动是什么同步关系,并用信号灯的P,V操作实现其同步。,答案,2.理发师问题: 理发店由一个等候室(其中有N把椅子)和一个理发室(一把理发椅)组成。如果没有顾客来理发,理发师就在理发椅上睡
4、觉,如果一个顾客走进理发店,发现等候室的椅子都坐满,就离开理发店;如果理发师正忙于理发,那么该顾客就坐在一把椅子上空等;若理发师正在睡觉,则顾客就唤醒他。请用P,V操作来协调解决这一问题。,答案,3.过桥问题 从北或南来的汽车都必须通过横跨河上的一座桥,如图所示。由于桥面只能容纳一辆车的宽度,因此在任何时刻只能通过一辆或多辆来自同一方向的汽车,试利用信号量及其P,V操作,为南来北往的汽车编写程序,以保证它们安全地到达、驶过、离开此桥,以到达对岸。,北,桥,南,答案,4.桌上有一空盘,允许存放一只水果。爸爸可向盘中放苹果,也可向盘中放桔子,儿子专等吃盘中的桔子,女儿专等吃盘中的苹果。规定当盘空时
5、一次只能放一只水果供吃者取用,请用P、V原语实现爸爸、儿子、女儿三个并发进程的同步。,答案,5.请用PV原语模拟两人下象棋的同步过程,答案,6.为什么在信号量S上定义的P,V操作 必须是不可分割的?7.产生死锁的必要条件是什么? 解决死锁问题常用哪几种措施?8.一台计算机有8台磁带机。它们由N个进程竞 争使用,每个进程可能需要3台磁带机,请问 N为多少时,系统没有死 锁的可能,并说明原因。9.一个计算机系统拥有6台打印机,N个进程争夺使 用,每个进程要求2台,试问N取哪些值时,系统 不会发生死锁。,10.假定使用银行家算法,将某种资源分配给四个用户,具体情况如图所示。问:1) 这种资源的系统拥
6、有数总计是 多少? 2)如果QIN再要一个资源,分给它后系统能处于安全 状态吗? 3)倘若请求来自LU而不是QIN,情况怎样?,用户名,已获资源,最大资源数,WANG,LI,LU,QIN,1,1,2,4,6,5,4,7,当前剩余:2,11.设有两个优先级相同的进程P,Q程序分别如下:进程P: 进程Q: P1 y=1; Q1 x=1; P2 y=y+z; Q2 x=x+1; P3 V(s1); Q3 P(s1); P4 z=y+1; Q4 x=x+y; P5 P(s2); Q5 V(s2); P6 y=z+y; Q6 z=z+y;其中s1,s2是初值为0的信号量,z=2,若调度程序执行的策略是F
7、CFS,试问执行序列和运行结果是什么?,填空题,提高 CPU和外设的并行工作能力,进而提高整个系统的效率缺乏交互性减少程序并发执行时所付出的时空开销,名词解释:PCB 进程控制块PCB是为描述进程的运动变化过程而采用的一个与进程相联系的数据结构,用于记录管理进程所需的信息,描述进程的瞬间特征.它是进程存在的唯一标志,操作系统通过PCB而感知进程的存在.通常PCB包括进程标识符,进程的现行状态,进程起始地址,资源清单,进程优先级等内容.,返回,1.解答在多道程序系统里,才能提出程序与进程有什么本质区别的问题,在多道程序系统里,仍把程序视为完成一定功能的指令集合。至于进程,虽有多种定义,各有侧重。
8、但本质上是相同的。即主要强调进程是一个动态执行的过程这样一个概念。即进程是一个具有独立功能的程序,基于某个数据库集合在处理机上的执行过程和资源的分配管理。正因如此,进程和程序是两个既有区别又有联系的概念。其区别主要表现在:1.程序是一组指令的有序集合,没有任何执行的含义,是一个静态概念。而进程强调过程,是程序的一次执行活动,是一个动态概念。2.程序的存在是永久性的,进程则有其生命周期,它动态地被创建(于是此进程实体出现),调度执行,继而撤消(此进程实体死 亡),因此进程的存在是暂时的。3.程序仅是有序指令的集合,它不涉及到任何数据。进程既然是程序的一次执行活动,因此它的组成应包含程序和数据,除
9、此以外,还应有记录进程信息的“进程控制块”4.进程与程序之间不是一一对应的关系(),返回,2.解答 在早期的单道程序系统里,一切系统资源都被运行程序所独占,CPU按照程序所规定的动作一步一步的顺序执行,不会受到该程序以外其他因素的影响,每次运行的结果都是相同的。 为了提高系统各种资源的利用率,引入了多道程序设计。在此环境下,同时保留在主存的几道用户程序都在执行着,都在按照自己程序规定的功能向前进展。于是这些逻辑上相互独立的程序,在执行时间上相互重叠,一个 程序的执行还没有结束,另一个程序的执行已经开始。即,各道程序之间是并行工作的,多道程序系统的本质就是把并发程序的执行引入到了计算机系统中。
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