操作系统进程管理相关习题

一、选择题

1. 从静态角度上看，进程是有 A 、 B 、 C 三部分组成，其中 C 是进程存在的唯一标志。当几个进程共享 A 时， A 应当是可重入代码。
   A，B，C：(1)JCB； (2)PCB； (3)DCB； (4)FCB；
   (5)程序段； (6)数据段； (7)I/O缓冲区。

2. 进程的三个基本状态是 A 、 B 、 C 。由 A 到 B 是由进程调度所引起；由 B 到 C 是正在执行的进程发生了某事件，使之无法执行而暂停。
   A，B，C：(1)挂起； (2)阻塞； (3)就绪； (4)执行。

3. 正在执行的进程由于其时间片完而被暂停执行，此时进程应从执行状态变为 A 状态；处于静止阻塞状态的进程，在进程等待的事件出现后，应转变为 B 状态；若进程正处于执行状态时，应终端的请求而暂停下来以便研究其运行情况，这时进程应转变为 C 状态，若进程已处于阻塞状态，则此时应转变为 D 状态。
   A，B，C，D：(1)静止阻塞； (2)活动阻塞； (3)静止就绪；
   (4)活动就绪； (5)执行。

4. 为使进程由活动就绪转变为静止就绪，应利用 A 原语；为使进程由执行状态变阻塞状态，应利用 B 原语；为使进程由静止就绪变为活动就绪，应利用 C 原语；从阻塞状态变为就绪状态利用 D 原语。
   A，B，C，D：(1)创建； (2)挂起； (3)执行；
   (4)阻塞； (5)唤醒。

5. 在分时系统中，导致创建进程的典型事件是 A ；在批处理系统中，导致创建进程的典型事件是 B ；由系统专门为运行中的应用进程创建新进程事件是 C 。
   A：(1)用户注册； (2)用户登录； (3)用户计帐； (4)用户通信。
   B：(1)作业录入； (2)作业调度； (3)进程调度； (4)中级调度。
   C：(1)分配资源； (2)进行通信； (3)共享资源； (4)提供服务。

6. 从下面对临界区的论述中，选择一条正确的论述。
   (1)临界区是指进程中用于实现进程互斥的那段代码。
   (2)临界区是指进程中用于实现进程同步的那段代码。
   (3)临界区是指进程中用于实现进程通信的那段代码。
   (4)临界区是指进程中用于实现共享资源的那段代码。
   (5)临界区是指进程中访问临界资源的那段代码。

7. A 是一种只能由P和V操作所改变的整型变量， A 可用于实现进程的 B 和 C ， B 是排它性地访问临界资源。
   A：(1)控制变量； (2)锁； (3)整型信号量； (4)记录型号量。
   B，C：(1)同步； (2)通信； (3)调度； (4)互斥。

8. 对于记录型信号量，在执行一次P操作时，信号量的值应当 A ；当其值为 B 时，进程应阻塞。在执行V操作时，信号量的值应当 C ；当其值为 D 时，应唤醒阻塞队列中的进程。
   A，C：(1)不变； (2)加1； (3)减1； (4)加指定数值； (5)减指定数值。
   B，D：(1)大于0； (2)小于0； (3)大于等于0； (4)小于等于0。

9. 在生产者－消费者问题中，应设置互斥信号量mutex、资源信号量full和empty。它们的初值应分别是 A 、 B 和 C 。
   A，B，C：(1)0； (2)1； (3)-1； (4)-n； (5)+n。

10. 在直接通信方式中，系统通常提供的两条通信原语如下，请选择适当的参数填入
    send( A ， B )；
    receive( C ， B )；
    A，B，C：(1)sender； (2)receiver； (3)text；
    (4)message； (5)mailbox。

11.从下面预防死锁的论述中，选出一条正确的论述。
(1)由于产生死锁的基本原因是系统资源不足，因而预防死锁的有效方法，是根
据系统规模，配置足够的系统资源。
(2)由于产生死锁的另一基本原因是系统资源不足，因而预防死锁的有效方法，
是使进程的推进顺序合法。
(3)因为只要系统不进入不安全状态，便不会产生死锁，故预防死锁的有效方法，
是防止系统进入不安全状态。
(4)可以通过破坏产生死锁的四个必要条件之一或其中几个的方法，来预防发生
死锁。

1. 我们如果为每一个作业只建立一个进程，则为了照顾短作业用户，应采用 A ，为照顾紧急作业的用户，应采用 B ，为能实现人机交互作用应采用 C ，而能使短作业、长作业及交互作业用户都比较满意时，应采用 D 。
   A，B，C，D：(1)FCFS调度算法；(2)短作业优先调度算法；(3)时间片轮转法；
   (4)多级反馈队列调度算法；(5)基于优先权的剥夺调度算法。

2. 产生死锁的基本原因是 A 和 B ，产生死锁的四个必要条件是互斥条件、 C 、不剥夺条件和 D 。
   A：(1)资源分配不当； (2)系统资源不足； (3)作业调度不当；
   (4)资源的独占性。
   B：(1)进程推进顺序非法；(2)进程调度不当； (3)系统中进程太多；
   (4)CPU运行太快。 (5)竞争资源
   C：(1)请求和阻塞条件； (2)请求和释放条件； (3)请求和保持条件；
   (4)释放和阻塞条件； (5)释放和请求条件。
   D：(1)线性增长条件； (2)环路条件； (3)无序释放条件；
   (4)有序释放条件； (5)无序请求条件。

二、填空题

1. 在单用户单任务环境下，用户独占全机，此时机内资源的状态，只能由运行程序的操作加以改变，此时的程序执行具有 性和 性。
   2.并发程序之间的相互制约，是由于它们 和 而产生的，因而导致程序在并发执行时，具有 特征。
   3, 在多用户环境下，由多个程序共享一台计算机，机内资源的状态将由多个程序来改变，因此使程序失去了在顺序执行时具有的 和 特性。
   4.进程最基本的特征是 ，因为进程的实质是程序的一次执行过程，而且该特征还表现在进程由 而产生，由 而执行，由 而消亡，即进程具有一定的生命期。
   5.在操作系统中，进程是一个 的基本单位，也是一个 和 的基本单位。
2. 当前进程若因时间片用完而被暂停执行时，该进程应转变为 状态；若因发生某事件而不被继续运行时，该进程应转变为 状态。处于就绪状态的进程被调度应转变为 状态。
3. 用户为阻止进程继续运行，应利用 原语；若进程正在执行，应转变为 状态。不久，若用户要恢复其运行，应利用 原语，此时进程应转变为 状态。
4. 每执行一次V操作，表示 ；若S.value <= 0，则表示 ，此时应 。
5. 在利用信号量实现进程互斥时，应将 置于 和 之间。
6. 在每个进程中访问 的那段代码称为临界区。为实现对它的共享，应保证进程 进入自己的临界区,为此在每个进程中的临界区前面应设置 ，在临界区之后应设置 。
7. 进程通信的类型有 、 和 三类。
8. 为实现消息缓冲通信，在PCB中应增加 、 和 三个数据项。
9. 在剥夺调度方式中，剥夺的原则有 、 和 。
10. 在设计进程调度程序时，考虑 、 及 三个问题。
11. 在操作系统中引起进程调度的因素主要有 、 、 、 和 等。
12. 解决死锁问题的基本方法有 、 、 和 。
13. 在摒弃环路条件的策略中规定，将所有的 按类型进行 ，并赋予它们不同的序号。

三、问答题

1、 什么是进程？
2、 说明进程的结构、特征和基本状态。

3、 为什么多道系统的程序要以进程的形式参与系统的并发执行？

4、 什么是临界资源？
5、 通常有哪几种创建进程的方法？创建一个新进程要做哪些工作？
6、 一个进程入睡时其断点落在何处？它被唤醒后从何处继续原来的执行？
7、 什么是临界区？
8、 试说明进程互斥、同步和通信三者之间的关系。
9、 在一个系统中，若进程之间除了信号量之外不能共享任何变量，进程之间能互相通信吗？
10、 进程之间有哪些基本的通信方式？它们分别有什么特点？适用于哪些场合？
11、 进程映象含哪几部分？其中系统级上下文的动态部分的作用是什么？
12、 为创建一个新进程，需做哪些工作？
13、 为何要采取进程自我终止方式？如何实现 exit？

14、 试说明信号与中断两种机制间的异同处？
15、 扼要说明信号机制中信号的发送和对信号的处理功能？
16、某车站售票厅，任何时刻最多可容纳 20 名购票者进入，当售票厅中少于 20 名购票者时，则厅外的购票者可立即进入，否则需在外面等待。若把一个购票者看作一个进程，请回答下列问题：
(1) 用 PV 操作管理这些并发进程时，应怎样定义信号量，写出信号量的初值以及信号量各种取值的含义。

(2) 根据所定义的信号量，把应执行的 PV 操作填入下述方框中，以保证进程能够正确地并发执行。

COBEGIN PROCESS PI(I=1 ， 2 ， ……)

begin ；

                      ；

             进入售票厅； 

              购票； 

              退出； 

                      ；

end ；

COEND

(3) 若欲购票者最多为 n 个人，写出信号量可能的变化范围 ( 最大值和最小值 ) 。

题号 答案
选择题

１ Ａ 5 Ｂ 6 Ｃ 2
２ Ａ 3 Ｂ 4 Ｃ 2
３ Ａ 4 Ｂ 3 Ｃ ３ Ｄ 1
4 Ａ 2 B 4 Ｃ ３ D 5
５ Ａ 2 Ｂ 2 C 4
６ 5
７ Ａ 3 Ｂ ４ C 1
8 Ａ ３ Ｂ 2 C 2 D ４
9 Ａ ２ Ｂ 1 C 5
10 Ａ ２ Ｂ ４ C 1
１１ 4
１２ Ａ 2 Ｂ 5 Ｃ 3 Ｄ ４
１3 Ａ 2 Ｂ 5 Ｃ 3 Ｄ 2
填空题
１ （１） 封闭性

   （２）   可再现性 

２ （１） 相互合作

   （２）   共享资源 

   （3）   间断性 

３ （１） 封闭性

   （２）   可再现性 

４ （１） 动态性

   （２）   创建 

   （3）   调度 

   （4）   撤销 

５ （１） 资源分配

   （２）   独立运行 

   （3）   调度 

６ （１） 就绪

   （２）   阻塞 

   （３）   执行 

７ （１） 挂起
（２） 静止阻塞
（３） 激活

   （４）   活动就绪 

８ （１） 释放一个单位资源
（２） 仍有请求该资源的进程被阻塞
（３） 唤醒等待该资源的队首进程,并将之插入就绪队列
９ （１） 临界区
（２） 进入区
（３） 推出区
１０ （１） 临界资源

     （２）   互斥地 
     （3 ）   P操作 
     （4 ）   V操作 

1 1 （１） 共享存储区通讯
（２） 消息通讯
（３） 管道通讯
1 2 （１） 消息队列指针
（２） 消息队列互斥信号量
（３） 消息队列计数信号量
１３ （１） 优先权高者优先
（２） 短进程优先
（３） 时间片原则
１４ （１） 引起调度的因素

     （２）   调度算法的选择 

     （3）   就绪队列的组织 

１５ （１） 进程完毕
（２） I/O请求或发生某事件
（３） 原语操作
（４） 在剥夺式调度算法中,有更高优先权进程进入

     （5）   时间片完 

１６ （１） 预防死锁
（２） 避免死锁
（３） 检测死锁
（４） 解除死锁
１７ （１） 资源

     （２）   排序 

问答题

1、

答：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。（在 Windows
NT等采用微内核结构的现代操作系统中，进程的功能发生了变化：它只是资源分配的单位，而不再是调度运行的单位，其调度运行的基本单位是线程。）

2、

答：结构： PCB (进程控制块)+程序+数据集合。
特征：动态性、并发性、独立性、制约性、结构性。
基本状态：就绪态、执行态、阻塞态。

3、

答：多道程序的并发执行有着与单道程序的独立执行所不同的许多新特点，即资源分配的动态性、程序执行的间断性、相互通讯的可能性以及同步互斥的必要性。程序在并发系统中执行的动态特性，程序本身是无法描述的。为此，当一个程序 在并发系统内执行时，需要引进一个新的数据结构来描述和记录这些特性。这样，新引入的数据结构与它所描述的程序便形成了一个有机体，叫做进程。
4、

答：一次仅允许一个进程使用的资源称为临界资源。
5、

答：在系统生成时，要创建一些必需的、承担系统资源分配和管理工作的系统进程。对于用户作业，每当调作业进入系统时，由操作系统的作业调度进程为之创建相应的进程。在层次结构的系统中，允许一个进程创建一些附属进程，以完成一些可以并行的工作。创建者称为父进程，被创建者称为子进程，创建父进程的进程称为祖父进程，这样就构成了一个进程家族。但用户不能直接创建进程，而只能通过系统调用方式向操作系统申请。
6、

答：一个进程入睡是指该进程由于缺乏资源不能占用 CPU，进入等待状态。一个进程由程序、数据集合和进程控制块（PCB）组成。PCB是进程存在的唯一标志。PCB中包括如下内容：进程标志号、进程状态（执行/就绪/等待）、进程标志、进程优先数、程序地址、现场保护区（通常被保护的信息有程序计数器、程序状态字、各个工作寄存器等）、通信机构、其他信息等。
处于睡眠状态的进程，它的断点在它的PCB中的现场保护区中保护起来。保存程序运行的CPU现场，以便在将来的某一时刻恢复并继续原来的运行。它被唤醒后，把它从等待进程队列中摘下，将进程状态改为就绪，然后将它插入到就绪队列中；等它占用CPU进入执行状态时，从断点处继续执行。

7、

答：每个进程中访问临界资源的那段程序称为临界区（临界资源是一次仅允许一个进程使用的共享资源）。每次只准许一个进程进入临界区，进入后不允许其他进程进入
8、

答：进程的同步与互斥是指进程在推进时的相互制约关系。在多道程序系统中，由于资源共享与进程合作，这种进程间的制约成为可能。为了保证进程的正确运行以及相互合作的进程之间交换信息，需要进程之间的通信。

进程之间的制约关系体现为：进程的同步和互斥。
进程同步：它主要源于进程合作，是进程间共同完成一项任务时直接发生相互作用的关系。为进程之间的直接制约关系。在多道环境下，这种进程间在执行次序上的协调是必不可少的。

进程互斥：它主要源于资源共享，是进程之间的间接制约关系。在多道系统中，每次只允许一个进程访问的资源称为临界资源，进程互斥就是保证每次只有一个进程使用临界资源。
进程通信是指进程间的信息交换。PV操作作为进程的同步与互斥工具因信息交换量少，效率太低，称为低级通信。而高级通信则以较高的效率传送大批数据。
9、

答：能，同步与互斥是进程通信的基本内容， P、V操作与信号量结合可以实现同步与互斥。
10、

答：进程通信根据交换信息量的多少分为高级通信和低级通信。低级通信一般只传送一个或几个字节的信息，以达到控制进程执行速度的作用（如 PV操作）；高级通信则要传送大量数据，目的不是为了控制进程的执行速度，而是为了交换信息。
高级进程通信方式有很多种，大致可归并为三类：共享存储器、管道文件和消息传递。
共享存储器：在内存种分配一片空间作为共享存储区。需要进行通信的进程把它附加到自己的地址空间中，不需要时则把它取消。
管道文件：它是连接两个命令的一个打开文件。一个命令向该文件中写入数据，为写者；另一个命令从该文件中读出数据，为读者。
消息传递：它以消息为单位在进程间进行数据交换。
11.
a. 进程映象(Process Image)包含三部分：用户级上下文，寄存器上下文和系统级上下文；
b. 系统级上下文的动态部分包含核心栈和若干层寄存器上下文，它的作用是当因中断或系统调用而进入核心态时，核心把一个寄存器上下文压入核心栈，退出系统调用时，核心又将弹出一个寄存器上下文，在进行上下文切换时，核心将压入老进程的上下文层，而弹出新进程的上下文层.

a. 为新进程分配一进程表项和进程标志符；
b. 检查同时运行的进程数目；
c. 拷贝进程表项中的数据；
d. 子进程继承父进程的所有资源；
e. 为子进程创建进程上下文；
f. 子进程执行.

1. a. 为了及时回收进程所占用的资源，并减少父进程的干预，UNIX系统利用exit来实现进程的自我终止；
   b. 实现exit，核心应该做的工作是：
   —关闭软中断；
   —回收资源；
   —写记帐信息；
   —置进程为"僵死状态".

a. 相似处：
—信号和中断都采用了相同的异步通信方式；
—当检测出有信号或中断请求时，都是暂停正在执行的程序而转去执行相应的处理程序；
—两者都是在处理完毕后返回到原来的断点；
—对信号或中断都可进行屏蔽；
b. 差异处：
—中断有优先级，而信号没有优先级，即所有信号都是平等的；
—信号处理程序是在用户态下运行的，而中断处理程序则是在核心态下运行的；
—中断响应是及时的，而信号响应通常都有较大的时间延迟.

15
a. 信号的发送是指由发送进程把信号送到指定进程的信号域的某一位上；
b. 对于对信号的处理功能：
首先，
—利用系统调用signal(sig,func)预置对信号的处理方式，func=1时，该类信号被屏蔽；
—func=0时，进程收到信号后终止自己；
—func为非0，非1类整数时，func的值即作为信号处理程序的指针.
然后，
—如果进程收到的软中断是一个已决定要忽略的信号(func=1)，进程不作任何处理返回；
—进程收到软中断后便退出(func=0)；
—执行用于设置的软中断处理程序.

16

(1) 定义一信号量 S ，初始值为 20 。

意义： 

S>0 S 的值表示可继续进入售票厅的人数

S=0 表示售票厅中已有 20 名顾客 ( 购票者 )

S<0 |S| 的值为等待进入售票厅的人数

(2) 上框为 P(S)

下框为 V(S)

(3)S 的最大值为 20

S 的最小值为 20 － n

注：信号量的符号可不同 ( 如写成 t) ，但使用时应一致 ( 即上述的 s 全应改成 t) 。