until false end parend end

33 ．试比较进程间的低级与高级通信工具。

答：用户用低级通信工具实现进程通信很不方便， 效率低，通信对用户不透明，所有操作都必须由程序员来实现， 而高级通信工具弥补了这些缺陷， 用户直接利用操作系统提供的一组通信命令，高效地传送大量的数据。 34 ．当前有哪几种高级通信机制？

答：共享存储器系统、消息传递系统以及管道通信系统。 35 ．消息队列通信机制有哪几方面的功能？

答：（ 1）构成消息（ 2 ）发送消息（ 3）接收梢息（ 4）互斥与同步。36 ．为什么要在 OS 中引入线程？

答：在操作系统中引入线程， 则是为了减少程序在并发执行时所付出的时空开销， 有更好的并发性， 提高 CPU 的利用率。 进程是分配资源的基本单位 基本单位。

37 ．试说明线程具有哪些属性？

答：（ 1) 轻型实体（ 2）独立调度和分派的基本单位（

3）可并发执行（ 4 ）共享进程资源。

使 OS 具

,而线程则是系统调度的

38. 试从调度性，并发性，拥有资源及系统开销方面对进程和线程进行比较。答：

（1 ）调度性。线程在 OS 中作为调度和分派的基本单位， 进程只作为资源拥有的基本单位。 （2 ）并发性。进程可以并发执行，一个进程的多个线程也可并发执行。

（3 ）拥有资源。进程始终是拥有资源的基本单位，线程只拥有运行时必不可少的资源，本身基本不拥有系统资源，但可以访问隶属进程的资源。

（4 ）系统开销。操作系统在创建、撤消和切换进程时付出的开销显著大于线程。 39. 为了在多线程 OS 中实现进程之间的同步与通信，通常提供了哪几种同步机制？ 答：同步功能可以控制程序流并访问共享数据， 互斥锁、读写锁、条件变量和信号。

40 ．用于实现线程同步的私用信号量和公用信号量之间有何差别？答：

（1 ）私用信号量。当某线程需利用信号量实现同一进程中各线程之间的同步时，可调用创建信号量的命令来创建一个私用信号量，其数据结构存放在应用程序的地址空间中。 （2 ）公用信号量。公用信号量是为实现不同进程间或不同进程中各线程之间的同步而设置 的。其数据结构是存放在受保护的系统存储区中，由 41 ．何谓用户级线程和内核支持线程？

OS 为它分配空间并进行管理。

从而并发执行多个线程。 共有四种同步模型：

答：

（ 1 ）用户级线程：仅存在于用户空间中的线程，无须内核支持。这种线程的创建、撤销、 线程间的同步与通信等功能， 都无需利用系统调用实现。 用户级线程的切换通常发生在一个应用进程的诸多线程之间，同样无需内核支持。

（2 ）内核支持线程：在内核支持下运行的线程。无论是用户进程中的线程，还是系统线程中的线程，其创建、撤销和切换等都是依靠内核，在内核空间中实现的。在内核空间里还 为每个内核支持线程设置了线程控制块，内核根据该控制块感知某线程的存在并实施控制。 42 ．试说明用户级线程的实现方法。

答：用户级线程是在用户空间中的实现的，运行在

“运行时系统 ”与“内核控制线程 ”的中

LWP

间系统上。运行时系统用于管理和控制线程的函数的集合。内核控制线程或轻型进程 可通过系统调用获得内核提供服务，利用 43 ．试说明内核支持线程的实现方法。

LWP 进程作为中间系统。

答：系统在创建新进程时，分配一个任务数据区 PTDA ，其中包括若干个线程控制块 TCB 空间。创建一个线程分配一个 TCB ，有关信息写入 TCB ，为之分配必要的资源。当 PTDA 中的 TCB 用完，而进程又有新线程时，只要所创建的线程数目未超过系统允许值，系统可 在为之分配新的 TCB ；在撤销一个线程时，也应回收线程的所有资源和

TCB 。

第三章

第三章处理机调度与死锁

1．高级调度与低级调度的主要任务是什么？为什么要引入中级调度？

答：高级调度的主要任务是根据某种算法，把外存上处于后备队列中的那些作业调入内存。低级调度是保存处理机的现场信息，按某种算法先取进程，再把处理器分配给进程。 引入中级调度的主要目的是为了提高内存利用率和系统吞吐量。

使那些暂时不能运行的进程

不再占用内存资源，将它们调至外存等待，把进程状态改为就绪驻外存状态或挂起状态。 2．何谓作业、作业步和作业流？

答：作业包含通常的程序和数据， 还配有作业说明书。 系统根据该说明书对程序的运行进行 控制。批处理系统中是以作业为基本单位从外存调入内存。

作业步是指每个作业运行期间都必须经过若干个相对独立相互关联的顺序加工的步骤。 作业流是指若干个作业进入系统后依次存放在外存上形成的输入作业流； 下，逐个作业进程处理，于是形成了处理作业流。 3．在什么情况下需要使用作业控制块

JCB ？其中包含了哪些内容？

JCB ，根据作业类型将

在操作系统的控制

答：每当作业进入系统时，系统便为每个作业建立一个作业控制块 它插入到相应的后备队列中。

JCB 包含的内容通常有： 1) 作业标识 2) 用户名称 3) 用户账户 4) 作业类型（ CPU 繁忙型、 I/O 芳名型、批量型、终端型）

5) 作业状态 6) 调度信息（优先级、作业已运行）

7) 资源要求

8) 进入系统时间 9) 开始处理时间 10) 作业完成时间 11) 作业退出时间 12) 资源使用情况等 4．在作业调度中应如何确定接纳多少个作业和接纳哪些作业？

答: 作业调度每次接纳进入内存的作业数，取决于多道程序度。应将哪些作业从外存调入内 存，取决于采用的调度算法。 最简单的是先来服务调度算法， 法和基于作业优先级的调度算法。 5．试说明低级调度的主要功能。 答：（ 1）保存处理机的现场信息（

2）按某种算法选取进程（ 3）把处理机分配给进程。

较常用的是短作业优先调度算

6．在抢占调度方式中，抢占的原则是什么？

答：抢占的原则有：时间片原则、优先权原则、短作业优先权原则等。 7．在选择调度方式和调度算法时，应遵循的准则是什么？ 答：

（1 ）面向用户的准则：周转时间短、响应时间快、截止时间的保证、优先权准则。 （2 ）面向系统的准则：系统吞吐量高、处理机利用率好、各类资源的平衡利用。 8．在批处理系统、分时系统和实时系统中，各采用哪几种进程（作业）调度算法？

答：批处理系统的调度算法： 短作业优先、 优先权、 高响应比优先、 多级反馈队列调度算法。分时系统的调度算法：时间片轮转法。 实时系统的调度算法：最早截止时间优先即

EDF 、最低松弛度优先即 LLF 算法。

9．何谓静态和动态优先级？确定静态优先级的依据是什么？

答：静态优先级是指在创建进程时确定且在进程的整个运行期间保持不变的优先级。 动态优先级是指在创建进程时赋予的优先权， 优先级，可以获得更好的调度性能。

确定进程优先级的依据：进程类型、进程对资源的需求和用户要求。 10 ．试比较 FCFS 和 SPF 两种进程调度算法。

答：相同点：两种调度算法都可以用于作业调度和进程调度。

不同点： FCFS 调度算法每次都从后备队列中选择一个或多个最先进入该队列的作业， 们调入内存、分配资源、创建进程、插入到就绪队列。该算法有利于长作业

将它

可以随进程推进或随其等待时间增加而改变的

/进程，不利于

短作业 /进程。 SPF 算法每次调度都从后备队列中选择一个或若干个估计运行时间最短的作 业，调入内存中运行。该算法有利于短作业

/进程，不利于长作业 /进程。

11 ．在时间片轮转法中，应如何确定时间片的大小？ 答：时间片应略大于一次典型的交互需要的时间。 要求、就绪队列中进程的数目和系统的处理能力。

12 ．通过一个例子来说明通常的优先级调度算法不能适用于实时系统？

一般应考虑三个因素： 系统对相应时间的

答：实时系统的调度算法很多，主要是基于任务的开始截止时间和任务紧急 /松弛程度的任

务优先级调度算法，通常的优先级调度算法不能满足实时系统的调度实时性要求而不适用。 13 ．为什么说多级反馈队列调度算法能较好地满足各方面用户的需求？

答：（ 1）终端型作业用户提交的作业大多属于较小的交互型作业，系统只要使这些作业在第一队列规定的时间片内完成，终端作业用户就会感到满足。

（2 ）短批处理作业用户，开始时像终端型作业一样，如果在第一队列中执行一个时间片段 即可完成， 便可获得与终端作业一样的响应时间。 列各执行一时间片即可完成，其周转时间仍然较短。 （3 ）长批处理作业，它将依次在第

1 ， 2 ， ， n 个队列中运行，然后再按轮转方式运行，

对于稍长作业， 通常只需在第二和第三队

用户不必担心其作业长期得不到处理。所以，多级反馈队列调度算法能满足多用户需求。 14 ．为什么在实时系统中，要求系统（尤其是 答：实时系统中通常有着多个实时任务。

CPU ）具有较强的处理能力？

若处理机的处理能力不够强， 有可能因为处理机忙

不过来而使某些实时任务得不到及时处理，导致发生难以预料的后果。 15 ．按照调度方式可将实时调度算法分为哪几种？ 答：可分为非抢占式和抢占式两种算法。

而非抢占式算法又分为非抢占式轮转和优先调度算

法；抢占式调度算法又分为基于时钟中断的抢占式优先权和立即抢占式优先权调度算法。 16 ．什么是最早截止时间优先调度算法？举例说明。 答：根据任务的开始截止时间确定的任务优先级调度算法。

截止时间越早则优先级越高。 该

算法要求在系统中保持一个实时任务就绪队列，该队列按各任务截止时间的先后排序。 举例：非抢占式调度方式用于非周期实时任务。

图 3-9 是将该算法用于非抢占调度方式之例。

1 执行，在任务 1 执行期 2 ，故系统在任务 1 后将

2 的，故在任务 3

该例中具有四个非周期任务，它们先后到达。系统首先调度任务 间，任务 2、3 又先后到达。由于任务 调度任务 3 执行。在此期间又到达作业 执行完后，系统又调度任务

3 的开始截止时间早于任务

4 ，其开始截止时间仍是早于任务

2 执行。

4 执行，最后才调度任务

图 3-9 EDF 算法用于非抢占调度的调度方式 17 ．什么是最低松弛度优先调度算法？举例说明之。 答：该算法是根据任务紧急

( 或松弛 )的程度，来确定任务的优先级。任务的紧急程度愈高，

200 ms 时必须完

为该任务所赋予的优先级就愈高，以使之优先执行。例如，一个任务在 成，而它本身所需的运行时间就有

100 ms ，因此，调度程序必须在 100 ms 之前调度执行，

该任务的紧急程度 (松弛程度 )为 100 ms 。又如，另一任务在 400 ms 时必须完成，它本身需要运行 150 ms ，则其松弛程度为

250 ms 。

18 ．何谓死锁？产生死锁的原因和必要条件是什么？

答：死锁是指多个进程在运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局， 态时，若无外力作用，它们都将无法再向前推进。

当进程处于这种僵持状

产生死锁的原因为竞争资源和进程间推进顺序非法。其必要条件是：互斥条件、请求和保持条件、不剥夺条件、环路等待条件。

19 ．在解决死锁问题的几个方法中，哪种方法最易于实现？哪种方法使资源利用率最高？答：解决死锁的四种方法即预防、避免、检测和解除死锁中，预防死锁最容易实现； 避免死锁使资源的利用率最高。

20 ．请详细说明可通过哪些途径预防死锁。

答：（ 1）摈弃 “请求和保持 ”条件，就是如果系统有足够资源，便一次性把进程需要的所有资源分配给它；

（2 ）摈弃 “不剥夺 ”条件，就是已经拥有资源的进程，当它提出新资源请求而不能立即满足时，必须释放它已保持的所有资源，待以后需要时再重新申请；

（3 ）摈弃 “环路等待 ”条件，就是将所有资源按类型排序标号，所有进程对资源的请求必须严格按序号递增的次序提出。

21 ．在银行家算法的例子中， 如果 P0 发出请求向量由 Request(0,2,0) 改为 Request(0,1,0) ，问系统可否将资源分配给它？ (此答案有点问题，需重新考虑 答：（ 1）可以。银行家算法各种资源数量分别为 示：

)

10、 5、7 ，在 T0 时刻的资源分配如图所

（2 ）具体分析如下：

① Requst0(0,1,0)<=Need0(7,4,3); ②Requst0(0,1,0)<=Available(2,3,0);

系统先假定可为 P0 分配资源，并修改 Available 0 ，Allocation 0 和 Need 0 向量，由此形成的资源变化情况如下图所示：

（3） ） P0 请求资源： P0 发出请求向量 行检查：

① Requst0(0,1,0)<=Need0(7,4,3); ②Requst0(0,1,0)<=Available(2,3,0);

③ 系统暂时先假定可为 P0 分配资源，并修改

有关数据，如下图所示

Requst0(0,1,0),

系统按银行家算法进

综上所述系统可以将资源分配给它。

22 ．银行家算法中出现以下资源分配，试问（

1）该状态是否安全？（ 2）若进程 P2 提出

Request(1,2,2,2) 后，系统能否将资源分配给它？

试问： （ 1）该状态是否安全？

（ 2）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？ 错)

(参考答案有