操作系统习题及答案二

三、简答题
1、什么是进程?为什么要引入进程的概念？进程与程序有何区别？
1．在操作系统中，由于多道程序并发执行时共享系统资源，共同决定这些资源的状态，因此系统中各程序在执行过程中就出现了相互制约的新关系，程序的执行出现“走走停停”的新状态。

这些都是在程序的动态过程中发生的。

用程序这个静态概念已不能如实反映程序并发执行过程中的这些特征。

为此，人们引入“进程”这一概念来描述程序动态执行过程的性质。

进程是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。

它是操作系统动态执行的基本单元，在传统的操作系统中，进程既是基本的分配单元，也是基本的执行单元。

进程和程序是既有联系又有区别的两个概念，它们的主要区别如下：
（1）程序是指令的有序集合，其本身没有任何运行的含义，它是一个静态的概念。

而进程是程序在处理机上的一次执行过程，它是下个动态概念。

（2）程序的存在是永久的。

而进程则是有生命期的，它因创建而产生，因调度而执行，因得不到资源而暂停，因撤消而消亡。

（3）程序仅是指令的有序集合。

而进程则由程序、数据和进程控制块组成。

（4）进程与程序之间不是一一对应的，即同一程序同时运行于若干不同的数据集合上，它将属于若干个不同的进程；而一个进程可以执行多个程序。

2、简述进程的三种基本状态及其变化情况。

2．进程的三种基本状态为等待态、就绪态、运行态。

运行态会变成等待态或就绪态，前者是由于等待外设等资源引起，后者是由时间片用完等原因引起；等待态变成就绪态，是由于等待的条件已得到满足；就绪态变成运行态，是按调度策略从就绪队列中选出一个进程占用处理器时，该进程就从就绪态变成运行态。

3、假设有一种低级调度算法是让“最近使用处理器较少的进程”运行，试解释这种
算法对“I/O繁重”型作业有利，但并不是永远不受理“处理器繁重”型作业。

3．因为1/O繁忙型作业忙于I/O，所以它CPU用得少，按调度策略能优先执行。

同样
原因一个进程等待CPU足够久时，由于它是“最近使用处理器较少的进程”，就能被优
先调度，故不会饥饿。

4、作业调度和进程调度各自的主要功能是什么？
4．作业调度的主要功能是：
1)记录系统中各个作业的情况；
2)按照某种调度算法从后备作业队列中挑选作业；
3)为选中的作业分配内存和外设等资源；
4)为选中的作业建立相应的进程；
5)作业结束后进行善后处理工作。

进程调度的主要功能是：
1)保存当前运行进程的现场；
2)从就绪队列中挑选一个合适进程；
3)为选中的进程恢复现场。

5、线程与进程的根本区别是什么?
5．在采用线程技术的操作系统中，线程与进程的根本区别在于：进程是资源的分配单位，而线程是调度和执行单位。

6、产生死锁的四个必要条件是什么?
6．答：产生死锁的必要条件如下：
(1)互斥条件:进程应互斥使用资源，任一时刻一个资源仅为一个进程独占，若一个进程请求一个已被占用的资源时，它被置成等待状态，直至占用者释放已占有资源。

(2)占有和等待条件:一个进程请求资源得不到满足时，不释放已占有的资源。

(3)不剥夺条件:任一进程不能从另一进程那里抢夺资源，即已被占用的资源，只能由占用进程自己来释放。

(4)循环等待条件:存在一个循环等待链，其中，每一个进程分别等待它一个进程所持有的资源，造成永远等待。

1、什么是虚拟存储器？它有哪些基本特征？
1．虚拟存储器是为“扩大”主存容量而采用的一种设计技巧，它利用作业在只装入部分信息时就可以执行的特性和程序执行中表现出来的局部性特性，借助于大容量的辅助存储器实现小主存空间容纳大逻辑地址空间的作业。

它的基本特征是：
虚拟扩充——不是物理上，而是逻辑上扩充了内存容量；
部分装入——每个作业不是全部一次性地装入内存，而是只装入一部分；
离散分配——不必占用连续的内存空间，而是“见缝插针”；
多次对换——所需的全部程序和数据要分成多次调入内存。

2．为什么要做“重定位”?何谓静态重定位和动态重定位?
2．由于程序中的逻辑地址和实际分配后主存储器的绝对地址往往是不一致的，为使处理器能按实际地址正确地访问主存，必须做地址转换，即“重定位”。

静态重定位是在装入一个作业时，把作业指令地址和数据地址全部转换成绝对地址。

动态重定位在装入作业时，不进行地址转换，而是在执行过程产，每执行一条指令时，由硬件的地址转换机构将指令中的逻辑地址转换成绝对地址。

3、段式和页式存储管理的地址结构相似，它们有什么实质性差异?
3．页式存储管理提供连续的逻辑地址．由系统进行分页；而段式存储管理中作业的分段是由用户决定的，每段独立编程，因此段间的逻辑地址是不连续的。

4、为什么要提出段页式管理？它与段式管理及页式管理有何区别？
4．因为段式管理和页式管理各有所长。

段式管理为用户提供了一个二维
的虚拟地址空间，反映了程序的逻辑结构，有利于段的动态增长以及共享和内存保护等，这极大地方便了用户。

而分页系统则有效地克服了碎片，提高了存储器的利用效率。

从存储管理的目的来讲，主要是方便用户的程序设计和提高内存的利用率。

所以人们提出了将段式管理和页式管理结合起来让其互相取长补短的段页式管理。

段页式管理与段式和页式管理相比，其访问时间较长。

因此执行效率低。

5、为什么说段页式管理时的虚拟地址仍是二维的？
5．因为在段页式内存管理中，对每一段内的地址空间进行分页式管理只
是为了克服在内存分配过程中产生的大量碎片，从而提高存储器的利用效率，它并没有改变段内地址空间的一维结构，所以段页式内存管理中的虚拟地址仍然和段式内存管理中的虚拟地址一样，是二维结构的。

22. 在银行家算法中，若出现下述资源分配情况：
试问：
⑴该状态是否安全？
⑵若进程P2提出请求Request(1，2，2，2)后，系统能否将资源分配给它？
解：1.T0时刻资源分配：尚需Need=最大需求Max-已分配Allocation
2.T0时刻安全性：可供work+已分配Allocation》最大需求Need
3.进程请求资源：可用Available-请求Request=系统剩余》尚需Need
⑴该状态是安全的，因为存在一个安全序列
< P
2
程P2，系统还剩的资源情况为（0，4，0，0），此时系统中的资源将无法满足任何一个进程的资源请求，从而导致系统进入不安全状态，容易引起死锁的发生。

22．试写出相应的程序来描述图2-17所示的前驱图。

(a,b,c,d,e,f为箭头上的信号量)
Var a, b, c, d, e, f, g, h:semaphore:= 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0;
begin
parbegin
begin S1; signal(a); signal(b); end;
begin wait(a); S2; signal(c); signal(d); end;
begin wait(b); S3; signal(e); end;
begin wait(c); S4; signal(f); end;
begin wait(d); S5; signal(g); end;
begin wait(e); S6; signal(h); end;
begin wait(f); wait(g); wait(h); S7; end;
parend
end。