操作系统（1~8章的课后习题答案）(3)

4-16：a:进程的互斥是当某一进程正在访问某一存储区域时，就不允许其他进程来读出或者修改该存储区的内容，否则，就会发生后果无法估计的错误。进程之间的这种制约关系称为互斥。

b: 进程的同步是：就是并发进程在一些关键点上可能需要互相等待与互通消息，这种相互制约的等待与互通信息称为进程同步。

c: 同步与互斥这两个概念的区别与联系：相交进程之间的关系主要有两

种，同步与互斥。所谓互斥，是指散步在不同进程之间的若干程序片断，当某个进程运行其中一个程序片段时，其它进程就不能运行它 们之中的任一程序片段，只能等到该进程运行完这个程序片段后才可以运行。所谓同步，是指散步在不同进程之间的若干程序片断，它们的运行必须严格按照规定的 某种先后次序来运行，这种先后次序依赖于要完成的特定的任务。 显然，同步是一种更为复杂的互斥，而互斥是一种特殊的同步。 也就是说互斥是两个线程之间不可以同时运行，他们会相互排斥，必须等待一个线程运行完毕，另一个才能运行，而同步也是不能同时运行，但他是必须要安照某种次序来运行相应的线程（也是一种互斥），

互斥：是指某一资源同时只允许一个访问者对其进行访问，具有唯一性和排它性。但互斥无法限制访问者对资源的访问顺序，即访问是无序的。 同步：是指在互斥的基础上（大多数情况），通过其它机制实现访问者对资源的有序访问。在大多数情况下，同步已经实现了互斥，特别是所有写入资源的情况必定是互斥的。少数情况是指可以允许多个访问者同时访问资源。

4-20:进程创建的主要功能是：（1）为新建进程申请一个PCB。 （2）将创建者（即父进程）提供的新建进程的信息填入PCB中。

（3）将新建进程设置为就绪状态，并按照所采用的调度算法，把PCB排入就绪队列中

4.17 ： Mian() { int full=0;int empty=n;int

mutex=1; cobegin p1(); p2(); … ;pm(); c1(); c2(); …

;ck(); coend} producer() { while{ …

生产一个产品； p(empty);

p(mutex);送一个产品到有界缓冲区； v(metex); v(full); }}

consumer(){ while{ p(full); p(mutex);

从有界缓冲区中取产品； v（mutex）; v(empty) …

消 费一个产品；}}

4-21：用于进程控制的原语主要有：创建原语，撤销原语，阻塞原语，唤醒原语

等。

每个原语的执行将使进程的状态发生的变化有：a：创建原语：系统初始化时，每个PCB结构中进程标识符单元内都存放“-1”，表示该PCB结构为空，当创建原语执行成功后，该项内容为新创建进程的标示符。

b：撤销原语：使用进程撤销原语，将当前运行的进程的PCB结构归还到PCB资源池，所占用的资源归还给父进程，然后转进程调度程序。

c：阻塞原语：阻塞命令的功能是停止调用进程的执行，将CPU现场保留到该进程的PCB现场保护区；然后，改变其状态为“等待”，并插入到等待chan的等待队列；最后使控制转向进程调度。

d:进程唤醒：当进程等待事件发生时，唤醒等待该事件的进程。当发现者进程唤醒了一个等待某事件的进程后，控制仍应返回原进程。

4-22 ：

答：线程是比进程更小的活动单位，它是进程中的一个执行路 径。

线程与进程的区别归纳：

a.地址空间和其它资源：进程间相互独立，同一进程的各线程间共享。某进程内的线程在其它进程不可见。

b.通信：进程间通信IPC，线程间可以直接读写进程数据段（如全局变量）来进行通信——需要进程同步和互斥手段的辅助，以保证数据的一致性。 c.调度和切换：线程上下文切换比进程上下文切换要快得多。 d.在多线程OS中，进程不是一个可执行的实体。 4-24:

（1）：说明一个进程发生变迁3的原因是：由图可知变迁3是由运行到因I/O而阻塞的一个进程；这个 变迁发生的原因是要请求I/O，使程序运行受I/O限制，而变迁2是运行到低优先就绪，变迁4是因I/O而阻塞到高优先就绪。一个进程如果在运行中超过了它的时间片就进入低优先就绪队列，若一个进程从阻塞状态变为就绪状态时则进入高优先就绪队列。

（2）：有可能发生，2->5是指低优先变为高优先，这情况是，当高优先级就绪队列为空，则从低优先级就绪队列中选中一个进程运行；低优先级其次选择是可转向运行状态；I/O完成时，高优先就绪，然后可进行运行程序；当运行超时间片时，又转向低优先就绪状态；因I/O而阻塞的状态，当I/O完成，可进入高优先就绪状态，自然的下一步就进入运行状态。 4-24:

（1）：说明一个进程发生变迁3的原因是：由图可知变迁3是由运行到因I/O而阻塞的一个进程；这个 变迁发生的原因是要请求I/O，使程序运行受I/O限制，而变迁2是运行到低优先就绪，变迁4是因I/O而阻塞到高优先就绪。一个进程如果在运行中超过了它的时间片就进入低优先就绪队列，若一个进程从阻塞状态变为就绪状态时则进入高优先就绪队列。

（2）：有可能发生，2->5是指低优先变为高优先，这情况是，当高优先级就绪队列为空，则从低优先级就绪队列中选中一个进程运行；低优先级其次选择是可转向运行状态；I/O完成时，高优先就绪，然后可进行运行程序；当运行超时间片时，又转向低优先就绪状态；因I/O而阻塞的状态，当I/O完成，可进入高优先就绪状态，自然的下一步就进入运行状态。

（3）：该系统的电镀策略是优先级调度与时间片调度相结合的调度方法，具体如下：

a:当CPU空闲时，首先从高优先级队列中选择一个进程来运行，给定时间片为100ms；

b：如果高优先级就绪队列为空，则从低优先级就绪队列中选择一个进程运行，给定时间片为500ms；

调度效果是优先照顾了I/O量大的进程，适当照顾了计算量大的进程，同时，对提高计算机系统的资源利用率也是十分有利的。

4-26:进程调度的任务是：（1）记录进程的有关情况 （2）：决定分配策略 （3）：实施处理机的分配和回收

4-28:线程调度的 主要任务是：线程来执行某个短期的后台操作，两个调度程序，分为初始调度程序和时间片调度程序，它们以线程为调度单位，初始调度程序负责计算线程优先级，时间片调度程序负责确定时间，并分配给线程。

第五章：

5-1:虚拟资源是用户使用的逻辑资源，是操作系统将物理资源改造后， 呈现给用户的可供使用的资源，对主存储器而言，用户使用的虚拟资源 是虚拟存储器。提供给用户使用虚拟存储器的手段是逻辑地址空间，用户 在编辑时使用的是逻辑地址，空间大小不受限制。

5-2:常用的资源分配策略有先来先服务策略和优先调度策略。在先来服务 策略中资源请求队列的排序原则是按照提出请求的先后次序排序：在优先 调度策略中资源请求队列的排序原则是按照提出请求的紧迫程度（即优先级） 从高到低排序。

5-3:移臂调度是指在满足一个磁盘请求时，总是选取与当前移臂前进 方向上最近的那个请求，使移臂距离最短，旋转调度是指在满足一个磁盘 请求时，总是选取与当前读写磁盘旋转方向上最近的那个请求，使周旋圈数 最少。

5-4:两种移臂调度算法有：

答：（1）最短寻道时间优先算法（SSTF）

定义：最短寻找时间优先调度算法总是从等待访问者中挑选时间最短的 那个请求先执行 (2)扫描算法（SCAN)

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