第二章 进程管理(进程概念)
第二章进程管理
——进程概念——
单选题
1.下面对进程的描述中，错误的是_____。
A.进程是动态的概念
B.进程的执行需要处理机
C.进程具有生命周期
D.进程是指令的集合
2.进程的并发性是指_____。
A.多个进程实体能在一个时刻同时执行
B.多个进程实体能在一段时间内同时执行
C.多个程序能在一个时刻同时执行
D.多个程序能在一段时间内同时执行
3.由于进程间共享资源和协同工作，造成进程执行时的间断性。
进程的这种特性称为
_____。
A.独立性
B.动态性
C.异步性
D.协作性
4.通常用户进程被建立后，_____。
A.便一直存在于系统中，直到被操作人员撤消
B.随着作业运行正常或不正常结束而撤消
C.随着时间片轮转而撤消与建立
D.随着进程的阻塞或唤醒而撤消与建立
5.在操作系统中。
进程是一个具有一定独立功能的程序在某个数据集上的一次_____。
A.等待活动
B.运行活动
C.单独操作
D.关联操作
6.多道程序环境中，操作系统分配资源以_____为基本单位。
A.程序
B.指令
C.进程
D.作业
7.进程存在的唯一标志是_____。
A.程序状态字
B.程序
C.进程映象
D.进程控制块
8.操作系统通过_____对进程进行管理。
A.JCB
B.PCB
C.DCT
D.FCB
9.不包含在进程控制块中的是_____。
A.系统当前的进程数
B.进程标识
C.处理机状态
D.进程所占资源清单
10.进程的三种基本状态是_____。
A.就绪、阻塞和挂起
B.执行、就绪和阻塞
C.执行、就绪和挂起
D.执行、挂起和阻塞
11.分配到必要的资源并获得处理机时间的进程状态是_____。
A.就绪状态
B.执行状态
C.阻塞状态
D.撤消状态
12.在进程管理中，当_____时，进程从阻塞状态变为就绪状态。
A.进程被调度程序选中
B.进程等待某一事件发生
C.等待的事件出现
D.时间片到
13.在分时系统中，一个进程用完给它的时间片后，其状态为_____。
A.就绪
B.等待
C.运行
D.由用户设定
14.一个正在CPU上运行的进程，其进程状态_____。
A.只能转变为阻塞状态
B.只能转变为就绪状态
C.可以转变为就绪状态也可以转变为阻塞状态
D.可以转变为就绪状态也可以转变为执行状态
15.一个进程被唤醒，意味着该进程_____。
A.重新占有CPU
B.优先级变为最大
C.移至等待队列之首
D.变为就绪状态
16.下列的进程状态变化中，_____变化是不可能发生的。
A.运行→就绪
B.运行→等待
C.等待→运行
D.等待→就绪
17.进程的三个基本状态在一定条件下可以相互转化，进程由就绪状态变为运行状态的条件
是__D___；由运行状态变为阻塞状态的条件是__B___。
A.时间片用完
B.等待某事件出现
C.等待的某事件已经发生
D.被进程调度程序选中
18.关于挂起状态，正确的是_____。
A.是一种系统状态，在此状态中所有进程都不活动
B.这是一种相当于死锁的状态
C.进程暂不参加系统调度的状态
D.以上都不对
19.操作系统内核是通过各种原语操作来实现其控制功能的，所谓原语是_____。
A.一个程序段
B.一个具有特定核心功能的程序段
C.一个具有特定核心功能，且不可被中断执行的必须与其它进程同步的程序段
D.一个具有特定核心功能，且不可被中断执行的程序段
20.对进程的管理和控制使用_____。
A.指令
B.原语
C.信号量
D.信箱通信
21.以下_____是程序并发执行的特点。
A.顺序性
B.封闭性
C.间断性
D.可再现性
22.以下_____不是程序并发执行的特点。
A.间断性
B.失去封闭性
C.不可再现性
D.一个程序的各部分严格安照某种先后次序进行
填充题
1.进程的五大基本特征是（动态性）、（并发性）、（独立性）、（异步性）、（结构性）。
（５）
2.进程和程序是两个截然不同的概念，进程所具有的一些基本特征，程序是不具备的。
进程具备的特征是（动态性）、（并发性）、（独立性）、（异步性）、（结构性）。
3．进程实体是由（PCB）、（程序）、（数据）组成。
4.在进程控制块中，主要包含( 进程标识符)、( 处理机状态 )、( 进程调度信息)和( 进程控制信息 )四方面的信息。
5.系统感知进程存在的唯一标志是（PCB）。
（１）
6.进程在执行过程中有三种基本状态，它们是（就绪）态、（执行）态、（阻塞）态。
（３）
7.写出进程的三种基本状态及其主要特点。
( 就绪 )：( 等待CPU )。
( 执行 )：( 获得占用CPU，程序执行 )。
( 阻塞 )：( 等待某时间发生 )。
8．在一个单CPU系统中，若有5个用户进程，则处于就绪状态的用户进程最多有（4）个，最少有（0）个。
9．进程是一个（动）概念，而程序是一个（静）态概念。
操作系统第二章课后答案
第二章进程管理2、试画出下面4条语句的前趋图:S2: b:=z+1;S3: c:=a-b;S4: w:=c+1;3、程序在并发执行时,由于它们共享系统资源,以及为完成同一项任务而相互合作,致使在这些并发执行的进程之间,形成了相互制约的关系,从而也就使得进程在执行期间出现间断性。
4、程序并发执行时为什么会失去封闭性与可再现性？因为程序并发执行时,就是多个程序共享系统中的各种资源,因而这些资源的状态就是由多个程序来改变,致使程序的运行失去了封闭性。
而程序一旦失去了封闭性也会导致其再失去可再现性。
5、在操作系统中为什么要引入进程概念？它会产生什么样的影响?为了使程序在多道程序环境下能并发执行,并能对并发执行的程序加以控制与描述,从而在操作系统中引入了进程概念。
影响: 使程序的并发执行得以实行。
6、试从动态性,并发性与独立性上比较进程与程序?a、动态性就是进程最基本的特性,可表现为由创建而产生,由调度而执行,因得不到资源而暂停执行,以及由撤销而消亡,因而进程由一定的生命期;而程序只就是一组有序指令的集合,就是静态实体。
b、并发性就是进程的重要特征,同时也就是OS的重要特征。
引入进程的目的正就是为了使其程序能与其它建立了进程的程序并发执行,而程序本身就是不能并发执行的。
c、独立性就是指进程实体就是一个能独立运行的基本单位,同时也就是系统中独立获得资源与独立调度的基本单位。
而对于未建立任何进程的程序,都不能作为一个独立的单位来运行。
7、试说明PCB的作用?为什么说PCB就是进程存在的唯一标志?a、PCB就是进程实体的一部分,就是操作系统中最重要的记录型数据结构。
PCB中记录了操作系统所需的用于描述进程情况及控制进程运行所需的全部信息。
因而它的作用就是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序(含数据),成为一个能独立运行的基本单位,一个能与其它进程并发执行的进程。
b、在进程的整个生命周期中,系统总就是通过其PCB对进程进行控制,系统就是根据进程的PCB而不就是任何别的什么而感知到该进程的存在的,所以说,PCB就是进程存在的唯一标志。
第2章 进程的描述和控制 (2)
链接方式
执行指针 就绪队列指针
PCB1 PCB2 PCB3 PCB4 PCB5 PCB6 PCB7 PCB8 PCB9 4 3 0 8
阻塞队列指针 空闲队列指针
7 9 0 0
索引方式
执行指针
PCB1 PCB2
PCB3
就绪表指针
PCB4 PCB5 PCB6
阻塞表指针
PCB7
进程调度队列
• 作业队列——系统中所有进程集合 • 就绪队列——驻留主存的所有就绪态进 程集合 • 设备队列——等待I/O设备的进程集合 • 进程在各种队列中迁移
程序段 数据段
操作对象及工作区
1. 进程控制块 (PCB, process control block) 的作用
• PCB是OS中最重要的记录型结构，记录用于描 述进程执行情况及控制进程运行的全部信 息。 。 • PCB是进程存在的唯一标志，是每个进程在OS 中的登记表项，OS据此对并发进程进行控制和 管理。 • PCB常驻于由OS维护的内存核心区，不能由应 用程序自身的代码来直接访问，而要通过系统 调用间接访问。 • OS专门开辟PCB区将所有的PCB组织成若干个链 表或队列。
进程图 A
B D C
E
F
G
H
引起创建进程的事件 （1） 用户登录。 （2） 作业调度。 由系统内核创建 （3） 提供服务。 （4） 应用请求。 由自己创建
进程的创建
• 原语CREAT（）按下述步骤创建一个新 进程: （1） 申请空白PCB。 （2） 为新进程分配资源：为代码、数据、 用户栈分配空间。 （3） 初始化进程控制块：初始化标识信 息、处理机状态（PC、SP)、处理机控制 信息（进程状态、优先级）。 （4） 将新进程插入就绪队列 。
操作系统课件 第2章 进程
第二章 进 程 管 理
对于具有下述四条语句的程序段： S1: a∶=x+2 S2: b∶=y+4 S3: c∶=a+b S4: d∶=c+b 请画出前趋关系图。
S1 S3 S2 S4
第二章 进 程 管 理
2.2 程序并发执行时的特征
1) 间断性 相互制约性)－后面的模块等待前面的模块 间断性(相互制约性 － 相互制约性 传来的结果，然后才执行（如打印模块等待 计算模块完成）。走走停停。 2) 失去封闭性 ：多个程序共享系统中的各种资源， 因而这些资源的状态将由多个程序来改变， 致使程序的运行已失去了封闭性。 结果是一个程序运行时会受到另一个程序的 结果是 影响。 3) 不可再现性 ：程序在并发执行时，由于失去了封 闭性，也将导致失去其可再现性
第二பைடு நூலகம் 进 程 管 理
新进程
接纳
就绪 时间片完 I/O完成 进程调度
阻塞 I/O请求
执行
完成
结束
图 2-5 进程的三种基本状态及其转换
(教材讲5种)
第二章 进 程 管 理
作业调度
作业后备队列
阻塞队列
外存
进程就绪队列
一些 阻塞队列
内存
处理器 (CPU)
第二章 进 程 管 理
3.7五状态 五状态进程模型 五状态
第二章 进 程 管 理
3.4进程与程序的区别 进程与程序的区别
程序是静态的， 1)程序是静态的 进程是动态的; 是根本区别） 1)程序是静态的，进程是动态的;（是根本区别） 程序是有序代码的集合；进程是程序的执行。 程序是有序代码的集合；进程是程序的执行。 2)进程和程序不是一一对应的 2)进程和程序不是一一对应的 ; • 一个程序可对应多个进程 即多个进程可执行同一程序 ; 一个程序可对应多个进程,即多个进程可执行同一程序 • 一个进程可以执行一个或几个程序 3)进程是暂时的 程序的永久的：进程是一个状态变化的过程， 进程是暂时的， 3)进程是暂时的，程序的永久的：进程是一个状态变化的过程， 程序可长久保存。 程序可长久保存。 4)进程与程序的组成不同 进程的组成包括程序、 进程与程序的组成不同： 4)进程与程序的组成不同：进程的组成包括程序、数据和进程 控制块（即进程状态信息）。 控制块（即进程状态信息）。 5)进程具有创建其他进程的功能 而程序没有。 进程具有创建其他进程的功能， 5)进程具有创建其他进程的功能，而程序没有。
计算机操作系统课后答案
计算机操作系统课后答案计算机操作系统课后答案第一章：操作系统概述1.1 操作系统的定义与作用操作系统是计算机系统中的核心软件，负责管理和控制计算机硬件资源，为用户和应用程序提供统一的接口和服务。
1.2 操作系统的发展历程操作系统的发展经历了批处理系统、分时系统、实时系统和网络操作系统等阶段，逐步提高了计算机的效率和可靠性。
1.3 操作系统的功能和特点操作系统的功能包括进程管理、内存管理、文件管理和设备管理等。
其特点包括并发性、共享性、虚拟性和异步性等。
第二章：进程管理2.1 进程的概念和属性进程是程序在执行过程中的一个实例，具有独立的地址空间和执行状态。
2.2 进程的调度算法常见的进程调度算法有先来先服务调度、短作业优先调度、高响应比优先调度和时间片轮转调度等。
2.3 进程同步与通信进程同步是指协调多个进程之间的执行顺序，进程通信是指进程之间的数据交换和共享。
第三章：内存管理3.1 内存管理的基本概念内存管理包括内存的分配和回收，以及地址转换和内存保护等操作。
3.2 内存分配的算法常见的内存分配算法有首次适应、最佳适应和最坏适应等。
3.3 虚拟内存的实现原理虚拟内存通过将主存和辅存进行映射，将不常用的数据和程序置换到辅存中，以提高内存利用率。
第四章：文件管理4.1 文件的概念和组织方式文件是存储在存储介质上的数据集合，文件组织方式包括顺序文件、索引文件和哈希文件等。
4.2 文件共享与保护文件共享是指多个进程可以同时访问同一个文件，文件保护是指对文件进行权限和访问控制。
4.3 文件系统的实现原理文件系统通过文件目录和文件控制块来管理文件和目录的存储和访问。
第五章：设备管理5.1 设备管理的基本概念设备管理包括设备的分配和回收，以及设备的驱动程序和设备控制器等。
5.2 设备独立性和设备分配算法设备独立性是指操作系统对设备的不同类型进行统一管理，设备分配算法有等待队列调度和优先级调度等。
5.3 设备中断和错误处理设备中断是指设备发出的中断信号，操作系统需要及时响应并处理中断。
第2章 进程管理课后习题解答
第题中，如果修改问题中的同步算法，要求 对写进程优先，即一旦写进程到达，后续的读者进程必须等待， 而无论是否有读者进程在读文件。写出相应进程的程序段。 semaphore fmutex=1, rmutex=1, wmutex=1;que=1;
int rcount=0, wcount=0; void main() { parbegin(reader, writer); }
12
void reader { while(1) { wait(que); wait(rmutex); if(0==readcount) wait(fmutex); readcount++; signal(rmutex); signal(que); …. begin to read wait(rmutex); readcount--; if(readcount==0) signal (fmutex); signal(rmutex); } }
读者—写者问题（读优先） 读者 写者问题（读优先） 写者问题 semaphore rmutex=1,wmutex=1; int readcount=0; = void main() { parbegin(reader,writer); }
读者进程： 读者进程： void reader() { while(1) { wait(rmutex); if (readcount==0) wait(wmutex); readcount++; signal(rmutex); … 读操作 wait(rmutex); readcount--; if (readcount==0) signal(wmutex); signal(rmutex); } }
18
chopstick［ ={1 semaphore chopstick［5］={1,1,1,1,1}; viod main() { parbegin(P0(),P1(),P2(),P3(),P4()); parbegin(P0(),P1(),P2(),P3(),P4()); } Pi() /*i=0,1,2,3,4*/ { while(1) { wait(chopstick［i］); ［ ］ wait(chopstick［(i+1)%5］); ［ ］ eating; … signal(chopstick［i］); ［ ］ signal(chopstick［(i+1) %5］); ［ ］ thinking; } }
chap2 进程管理
2· 2 进程的状态及转换
状态及其转换 静止就绪状态：表明进程具备运行条件但目前在二级存储器中，当它被 对换到主存才能被调度执行 静止阻塞状态：表明进程正在等待某一事件且在二级存储器中 ①运行或活动就绪→静止就绪，活动阻塞→静止阻塞 通过挂起操作(suspend)。 ②静止就绪→活动就绪, 静止阻塞→活动阻塞 通过激活操作(activate)。 ③静止阻塞→静止就绪: 当等待的事件发生时。 挂起进程的特征： （1）该进程不能立即执行。（2）挂起进程可能会等待事件，但所等待 事件是独立于挂起条件的，事件结束并不能导致进程具备执行条件。 （3）进程进入挂起状态是由于操作系统、父进程或进程本身阻止它 的运行。（4）结束进程挂起状态的命令只能通过操作系统或父进程 发出。
题目：
4、进程执行时的间断性，决定了进程可能具有多种状态。进程的基 本状态有三种，在分时系统中，当一个进程拥有的时间片到时， 则该进程即由[1]进入[2]。如果出现因某种原因使得处理机空闲时， 则需要从就绪队列中选择一进程，并将处理机分配给它，此时该 进程进入[3]，这个过程是由[4]来完成。 供选择的答案： [1][2][3] A、就绪状态 B、静止状态 C、阻塞状态 D、运行状态 [4] A、进程控制程序 B、资源分配程序 C、进程调度程序 D、处理机分配程序 5、下列进程状态的转换中，哪一个是不正确的（ ）。 A. 就绪->运行 B. 运行->就绪 C. 就绪->阻塞 D. 阻塞->就绪 6、一个进程被唤醒意味着（ ）。 A.该进程重新占有了CPU B.进程状态变为就绪 C.它的优先权变为最大 D.其PCB移至就绪队列的队首
2· 2 进程的状态及转换
3、细分5种状态的进程状态及其转换 新建、就绪、运行、阻塞、终止 新建：对应进程刚被创建的状态，为一个新进程 创建必要的管理信息，它并没有被提交运行， 而是等待操作系统完成创建进程的必要操作。 终止：进程已完成执行就变为终止状态。进入终 止态的进程不再执行，但依然临时保留在系统 中等待善后。一旦其他进程完成了终止进程的 信息抽取后，系统将删除该进程。
操作系统原理第二章进程管理
2.1 前趋图和程序执行
例：有7个结点的前趋图。
P = { P1，P2，P3，P4，P5，P6，P7 } → = {（P1，P2），（P1，P3），（P1，P4）， （P2，P5），
（P3，P5），（P4，P6），（P5，P7），（P6，P7）}
2
1 3
4
5
7 6
2.1 前趋图和程序执行
➢ 程序的顺序执行
打印三项操作。其程序段并发执行的前趋图:
I1 → I2 → I3 → I4 →
↘↘↘↘
C1 → C2 → C3 → C4 →
↘↘↘↘
P1 → P2 → P3 → P4 →
2.1 前趋图和程序执行
例2．Begin integer N:=0;
Cobegin
Program A : begin
Program B : begin
void popaddr (top) { top --; r=*top; return (r) }
void pushaddr(blk) { *top = blk; top++;
}
先执行 popaddr 的top--，接着执行pushaddr的*top=blk
2.1 前趋图和程序执行
➢ 程序并发执行过程及条件 （Bernstein条件）
果必相同。
2.1 前趋图和程序执行
➢ 程序的并发执行
➢ 程序执行环境
➢ 独立性，逻辑上是独立的。 ➢ 随机性：输入和执行开始时间都是随机的。 ➢ 资源共享：资源共享导致对进程执行速度
的制约。
2.1 前趋图和程序执行
➢ 程序的并发执行
并发执行是指两个程序执行时间上是重叠 的。凡是能由一组并发程序完成的任务，都 能由相应的单个程序完成。 例1：有一批程序，而每个程序需输入，计算，
计算机操作系统课件02-1进程的基本概念
(4) 静止阻塞→活动阻塞。处于Blockeds状态的进程，若用激 活原语Active激活后，该进程将转变为Blockeda状态。
4．创建状态和终止状态
1) 创建状态
创建一个进程一般要通过两个步骤：首先，为一个新进程创 建PCB，并填写必要的管理信息；其次，把该进程转入就绪状 态并插入就绪队列之中。
例如，在进行计算时，总须先输入用户的程序和数据，然后 进行计算，最后才能打印计算结果。
用结点(Node，用圆圈表示) 代表各程序段的操作，其中，I代 表输入操作，C代表计算操作，P为打印操作；另外，用箭头 指示操作的先后次序。
I1
C1
P1
I2
C2
P2
S1
S2
S3
(a) 程序的顺序执行
(b) 三条语句的顺序执行
→={(Pi，Pj)|Pi must complete before Pj may start} 如果(Pi，Pj)∈→，可写成Pi→Pj，称Pi是Pj的直接前趋，而称 Pj是Pi的直接后继 在前趋图中，把没有前趋的结点称为初始结点(Initial Node)， 把没有后继的结点称为终止结点(Final Node)。
当用挂起原语Suspend将该进程挂起后，该进程便转变为静止 就绪状态，表示为Readys，处于Readys状态的进程不再被调度 执行。
请求
释放
活动 阻塞
I/O
调度
活动 就绪
激活
挂起
执行
激活 挂起
静止 阻塞
释放
挂起
静止 就绪
图 2-6 具有挂起状态的进程状态图
《计算机操作系统》第2章 进程管理
2.1.3 进程的状态模型
新建
准许
准许
挂起
静止就绪
事件 发生
静止阻塞
激活 挂起
激活 挂起
活动就绪
事件 发生 活动 阻塞
分派 超时
运行
等待 事件
释放
退出
பைடு நூலகம்
图2-8 有挂起态的七状态模型
在新的状态模型中，比较重要的新转换如下： ►（1）活动阻塞→静止阻塞：当内存紧张而系统中又没有就绪进程时，一个阻塞
态进程就会被挂起。
分派
进入
非运行
运行
退出
暂停 图2-3 两状态模型
2.1.3 进程的状态模型
2. 三状态模型
三状态模型中进程的三种基本状态如下：
►（1）就绪状态（Ready）。一个进程获得了除处理机之外所需的一切资源，一 旦得到处理机即可运行。在系统中，将处于就绪状态的多个进程的PCB组织成一 个队列，或按照某种规则排在不同的队列中，这些队列称为就绪队列。
2.1.3 进程的状态模型
3. 五状态模型
新建态
进入就 绪队列
运行态
被调 度 时间片
用完
就绪态
事件
发生
退出态 等待事件 阻塞态
图2-6 五状态模型图
►为便于进程管理，有必要增加一种有用的状态，我们称为新建态，对应于刚刚创建 的进程，操作系统还没有把它加入到就绪队列中，通常是进程控制块已经创建但还 没有加载到内存中的新进程。
►同样，进程从系统中退出时，也增加一种有用的状态，进程被终止直到释放PCB所 处的状态，我们称为退出态。
2.1.3 进程的状态模型
五状态模型中的状态转换：
►（1）空→新建：创建一个程序的新进程。
第二章 - 进程和线程
2.4 线
程
2.4.1 线程概念 现代操作系统中，进程只作为资源拥有者， 而调度和运行的属性赋予新的实体——线 而调度和运行的属性赋予新的实体——线 程。 线程（Thread）是进程中实施调度和分派 线程（Thread）是进程中实施调度和分派 的基本单位
2.4.1 线程概念
1．线程的组成 每个线程有一个 thread结构，即 thread结构，即 线程控制块，用 于保存自己私有 的信息，主要由 以下4 以下4个基本部 分组成：
2.4.1 线程概念
4．线程和进程的关系 ① 一个进程可以有多个线程，但至少要有一个线程； 而一个线程只能在一个进程的地址空间内活动。 ② 资源分配给进程，同一进程的所有线程共享该进 程的所有资源。 ③ 处理机分配给线程，即真正在处理机上运行的是 线程。 ④ 线程在执行过程中需要协作同步。不同进程的线 程间要利用消息通信的办法实现同步。
程同时访问和操纵相同的数据时，最后的执行结 果取决于进程运行的精确时序。
竞争条件（Race Condition），即两个或多个进 Condition），即两个或多个进
2.5.2 临界资源和临界区
1．临界资源和临界区 一次仅允许一个进程使用。我们把这类共 享资源称为临界资源（ 享资源称为临界资源（Critical Resource）。 Resource）。 在每个进程中访问临界资源的那段程序叫 临界区（ Section），简称CS区。 做临界区（Critical Section），简称CS区。
2.3.3 进程终止
（1）正常终止 （2）异常终止 （3）外部干扰
2.3.3 进程终止
终止进程的主要操作过程如下： 找到指定进程的PCB 找到指定进程的PCB 终止该进程的运行 回收该进程所占用的全部资源 终止其所有子孙进程，回收它们所占用的 全部资源。 将被终止进程的PCB从原来队列中摘走 将被终止进程的PCB从原来队列中摘走