操作系统复习

线程与进程的区别主要表现在以下几个方面：
地址空间和资源不同：进程间相互独立；同一进程的各个线程之间却共享它们。
通信不同：进程间可以使用IPC通信，线程之间可以直接读写进程数据段来进行通信；但是需要进程同步和互斥手段的辅助，以保证数据的一致性。
调度和切换不同：线程上下文切换比进程上下文的切换要快得多。
S:=S+1;
IFS<=0 THEN
BEGIN
Remove(Q,R);
Status(R):=readya;
Insert(RL,R);
Length(RL):=length(RL):=length(RL)+1;
END
Unlock interrupts;
END
三个进程的流程为：
BETGINintegermutex1,mutex2,avail1,full1,avial2,full2;
进程有哪些状态？并简要描述这些状态的变迁关系？引起各种状态转换的典型事件分别是什么？
UNIX操作系统的SHELL是负责的模块，管道通信
位示图的作用
文件目录，文件系统的目的，文件的逻辑结构和物理结构，文件的存取控制。
段与页，页表项的含义
管程的叙述
重定位的有关描述、通道（通道又称为I/O处理机，它能完成内存和外设之间的信息传输），与CPU并行工作。、抖动与颠簸，缓冲技术
（4）进程具有并发性，它能真实地描述并发执行的活动，而程序不具备这种特征。
（5）进程具有创建其它进程的功能，程序不具备这种功能。
（6）进程是一个独立的运行单位，也是系统进行资源分配和调度的一个独立单位
3操作系统中为什么引入进程？
在操作系统中引入进程概念，是为了实现多个程序的并发执行。传统的程序不能与其他程序并发执行，只有在为之创建进程后，才能与其他程序（进程）并发执行。这是因为并发执行的程序是“停停走走”地执行，只有在为它创建进程后，在它停下时，方能将其现场信息保存在它的PCB中，等待下次被调度执行时，再从PCB中恢复CPU现场而继续执行，而传统的程序却无法满足以上要求。
P(mutex2);
Get from buffer 2;
V(avial2);
V(mutex2)
Goto L3;
END
COEND
END
程序中mutex1和mutex2是两个公用信号量，同于控制进程对缓冲区1和缓冲区2这两个临界资源的访问的互斥。Avial1、full1、avial2和full2分别对应于连个缓冲区，其中avial1初值为1，表示可以利用的缓冲区数目为1；full的初值为0，表示存在于缓冲区内的数据的个数为0。通过对这两组私用信号量的P、V操作，就实现了进程的同步。
5 4 6 3
1 2 1 1
3 1 1 1
4 1 3 2
3 2 2 0
1 1 3 1
2 1 1 3
(1)系统是否处于安全状态？若是，则给出进程安全序列。
(2)如果进程P5申请1个资源R1、1个资源R2、1个资源R3和2个资源R4，能否实施分配？为什么？
段式地址转换
5操作系统与用户的接口有哪些？
操作系统与用户的接口有两类接口：
答：M=3缺页次数=10缺率=10/12=5/6
M=4缺页次数=8缺率=8/12=2/3
两个并行的进程A、B，如果当A进行某个操作时，B不能做这一操作，进程间的这种限制条件称为进程互斥。进程间的互相合作的协同工作关系、有前后次序的等待关系称为进程同步。
10什么是信号量？其值的意义是什么？
信号量是一个仅能由同步原语进行操作的整型变量，用来实现进程之间的互斥和同步。信号量值为0时，说明没有资源可用，为正整数n表示有n个同类资源可用，为负整数m则表示有|m|个进程被堵塞在该临界资源外
作业控制一级接口和程序一级接口，所有计算机用户都是通过这些接口和操作系统联系。作业控制一级的接口主要使用操作系统提供的各种命令和菜单方式直接控制作业运行。用户可以用作业控制语言写出控制作业执行的作业说明书，也可以从键盘上输入操作控制命令，操作系统可根据控制说明书或命令要求对作业进行控制执行。
程序一级的接口是给用户在编制程序时使用计算机资源提供的一种手段——系统调用（由系统提供系统调用命令）。用户在编制程序时使用这些系统调用命令请求操作系统提供服务。
3．设系统中有三类资源R1、R2、R3和R4，又设系统中有5个进程P1，P2，P3，P4和P5.在T0时刻系统状态如下：
资源
进程
最大需求量
R1 R2 R3 R4
已分配资源量
R1 R2 R3 R4
剩余资源量
R1 R2 R3 R4
P1
P2
P3
P4
P5
8 6 4 1
4 3 3 1
10 1 3 2
3 3 3 1
In, out:0…N-1;
VAR S0,S1,S2:Semaphore;
S0:=1;S1:=0;S2:=N;
In:=out:=0;
PROCEDURE A:
BEGIN
REPEAT
生产数m;
P(S2);
P(S0);
Buffer(in):=m;
In:=(in+1)MODN;
V(S0);
V(S1);
Forever
分析：本题的第一部分是检查考生对基本概念的记忆与理解，在本题的分数中占的比较小，是解答本题的基础。题目的第二部分时一个典型的生产者—消费者问题，其中的难点在于PB既是生产者优势消费者，处理不好可能造成同步错误或死锁。
P、V操作可用下面的伪码进行描述：
PROCEDUREP（S）
BEGIN
Lock out interrupts;
m;=buffer(out);
消费m;
Out :=(out+1)MODN;
P(S1);
forever
END
分析：本题目是一个标准的生产者—消费者问题。题中所给的算法与标准算法不同，但考生不能因此就说这个算法不正确。考生须仔细分析试题中所给出的算法。在本题中，进程B在使用缓冲区前（读缓冲区）无需进行任何P操作，即进程B不会因任何原因被阻塞。这与题目中控制要求不相符。因此这个算法实现是错误的。此外，对缓冲区的访问也没有用互斥信号量进行控制。
A和B两进程时，B进程不可以读，必须等待。该算法有错，它对读进程进入临界区末加限制。当缓冲区为空时，也可以进入临界区读信息。当存在多个读进程和多个写进程时，还需要引入一个信号量S0以防止同时读或同时写。改进后的算法如下：
VAR buffer : ARRAY 0..N-1 OF T;
（2）失去封闭性。由于运行程序之间的资源共享，程序在运行期间受到其它运行程序的影响，程序顺序执行时的封闭性不再保持。例如程序在执行过程中，当申请的资源得不到满足时，它必须等待；当运行中程序的资源被其它程序强行使用，或者强行使用了其它运行程序的资源，会导致程序异常终止。
（3）不可再现性。并发执行的程序由于某些原因，程序每次运行的过程和结果是不确定的。这与程序顺序执行的可再现性恰好相反。即使程序运行的初始条件和运行环境都不改变，也会因运行的时刻不同，而得到不同的运行结果。从运行的过程来看，也不可能通过重复操作来再现程序的运行轨迹。
END
PB:BIGIN
L2:P(full1);
P(mutex1);
Get from buffer 1;
V(avial1);
V(mutex1);
P(avial2);
P(mutex2);
Put to buffer 2;
V(full2);
V(mutex2);
GotoL2;
END
PC:BIGIN
L3: P(full2);
Mutex1:=1;
Mutex2:=1;
Avial1:=1;
Avial2:=1;
Full1:=0;
Full2:=0;
COBEGIN
PA:BIGIN
L1:read from disk;
P(avial1);
P(mutex1);
Put to buffer 1;
V(full1);
V(mutex1);
GotoL1;
6什么是原语？
原语是机器指令的延伸，是由若干机器指令构成用以完成特定功能的一段程序，是一个不可中断的过程，即是不可分割执行的整体。有以下基本原语：
4、假定某移动臂磁盘上，刚刚处理了访问143号柱面的请求，目前正在为访问125号柱面的请求服务，同时有若干请求者在等待服务，它们依次访问的柱面号为86，147，91，177，94，150，102，175，130
END
PROCEDURE B:
BEGIN
REPEAT
P(S1);
P(S0);
m;=buffer(out);
out :=(out+1)MODN;
V(S0)
V(S2);
消费m;
forever
END
14某操作系统将消息缓冲通信作为进程之间的基本通信手段。Send和Receive分别为发送消息和接收消息原语。请设计一种方案，用Send和Receive原语来实现基于信号量的P、V操作。
11写出P、V操作的定义
有三个进程PA、PB和PC写作解决打印问题：PA将文件记录从磁盘读入主存的缓冲区1，每执行一次读一个记录；PB将缓冲区1的内容复制到缓冲区2，每执行一次复制一个记录；PC将缓冲区2的内容打印出来，每执行一次打印一次记录。缓冲区的大小和一个记录大小一样。请用P、V操作来保证文件的正确打印。
第三章进程管理
1程序顺序、并发执行的主要特征各是什么？
（1）异步性。程序每次运行的时间是不确定的，其整个运行过程呈现不连续状态，并按照各自独立的不可预知的速度向前推进。当现行执行程序需要等待某个事件（如输入/输出操作完成）时，系统将把CPU控制权转交给其它程序，当所等待的事件发生后，在以后的某个时刻，该程序可以再次获得CPU。在分时系统中，时间片中断将导致现行程序中断执行，待以后某个时刻，该程序可以再次获得另一个时间片。