烟台大学文经学院
课程：操作系统
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计算机操作系统进程调度实验研究报告
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操作系统实验题：设计一若干并发进程的进程调度程序 一、实验目的 无论是批处理系统、分时系统还是实时系统，用户进程数一般都大于处理机数，这将导致用户进程互相争夺处理机。这就要求进程调度程序按一定的策略，动态地把处理及分配给处于就绪队列中的某一进程，以使之执行。进程调度是处理机管理的核心内容。本实验要求采用最高优先数优先的调度算法（即把处理机分配给优先数最高的进程）和先来先服务算法编写和调试一个简单的进程调度程序。通过本实验可以加深理解有关进程控制块、进程队列的概念。并体会了优先数和先来先服务调度算法的具体实施办法。 二、实验要求 用高级语言编写和调试一个进程调度程序，以加深对进程的概念及进程调度算法的理解． 三、实验内容 进程调度算法：采用最高优先数优先的调度算法（即把处理机分配给优先数最高的进程）和先来先服务算法（将用户作业和就绪进程按提交顺序或变为就绪状态的先后排成队列，并按照先来先服务的方式进行调度处理）。 每个进程有一个进程控制块（PCB）表示。进程控制块可以包含如下信息：进程名、优先数、到达时间、需要运行时间、已用CPU时间、进程状态等等。 进程的优先数及需要的运行时间可以事先人为地指定（也可以由随机数产生）。进程的到达时间为进程输入的时间。 进程的运行时间以时间片为单位进行计算。 每个进程的状态可以是就绪W（Wait）、运行R（Run）、或完成F（Finish）三种状态之一。 就绪进程获得CPU后都只能运行一个时间片。用已占用CPU时间加1来表示。 如果运行一个时间片后，进程的已占用CPU时间已达到所需要的运行时间，则撤消该进程，如果运行一个时间片后进程的已占用CPU时间还未达所需要的运行时间，也就是进程还需要继续运行，此时应将进程的优先数减1（即降低一级），然后把它插入就绪队列等待CPU。 每进行一次调度程序都打印一次运行进程、就绪队列、以及各个进程的PCB，以便进行检查。重复以上过程，直到所要进程都完成为止。 四、实验算法流程
第三章 一.选择题(50题) 1、以下_B__操作系统中得技术就是用来解决进程同步得。 A、管道 B、管程 C、通道 D、DMA 2、以下_B__不就是操作系统得进程通信手段。 A、管道 B、原语 C、套接字 D、文件映射 3、如果有3个进程共享同一程序段,而且每次最多允许两个进程进入该程序段,则信号量得初值应设置为_B__。 A、3 B、2 C、1 D、0 4、设有4个进程共享一个资源,如果每次只允许一个进程使用该资源,则用P、V操作管理时信号量S得可能取值就是_C__。 A、3,2,1,0,-1 B、2,1,0,-1,-2 C、 1,0,-1,-2,-3 D、 4,3,2,1,0 5、下面有关进程得描述,就是正确得__A__。 A、进程执行得相对速度不能由进程自己来控制 B、进程利用信号量得P、V 操作可以交换大量得信息 C、并发进程在访问共享资源时,不可能出现与时间有关得错误 D、P、V操作不就是原语操作 6、信号灯可以用来实现进程之间得_B__。 A、调度 B、同步与互斥 C、同步 D、互斥 7、对于两个并发进程都想进入临界区,设互斥信号量为S,若某时S=0,表示 _B__。 A、没有进程进入临界区 B、有1个进程进入了临界区 C、有2个进程进入了临界区 D、有1个进程进入了临界区并且另一个进程正等待进入 8、信箱通信就是一种_B__方式 A、直接通信 B、间接通信 C、低级通信 D、信号量
9、以下关于临界区得说法,就是正确得_C__。 A、对于临界区,最重要得就是判断哪个进程先进入 B、若进程A已进入临界区,而进程B得优先级高于进程A,则进程B可以打 断进程A而自己进入临界区 C、信号量得初值非负,在其上只能做PV操作 D、两个互斥进程在临界区内,对共享变量得操作就是相同得 10、并发就是指_C__。 A、可平行执行得进程 B、可先后执行得进程 C、可同时执行得进程 D、不可中断得进程 11、临界区就是_C__。 A、一个缓冲区 B、一段数据区 C、一段程序 D、栈 12.进程在处理机上执行,它们得关系就是_C__。 A、进程之间无关,系统就是封闭得 B、进程之间相互依赖相互制约 C、进程之间可能有关,也可能无关 D、以上都不对 13、在消息缓冲通信中,消息队列就是一种__A__资源。 A、临界 B、共享 C、永久 D、可剥夺 14、以下关于P、V操作得描述正确得就是__D_。 A、机器指令 B、系统调用 C、高级通信原语 D、低级通信原语 15、当对信号量进行V源语操作之后,_C__。 A、当S＜0,进程继续执行 B、当S＞0,要唤醒 一个就绪进程 C、当S＜＝ 0,要唤醒一个阻塞进程 D、当S＜＝0,要唤醒 一个就绪 16、对临界区得正确论述就是__D_。 A、临界区就是指进程中用于实现进程互斥得那段代码 B、临界区就是指进程中用于实现进程同步得那段代码 C、临界区就是指进程中用于实现进程通信得那段代码 D、临界区就是指进程中访问临界资源得那段代码
实验一、进程控制实验 1.1 实验目的 加深对于进程并发执行概念的理解。实践并发进程的创建和控制方法。观察和体验进程的动态特性。进一步理解进程生命期期间创建、变换、撤销状态变换的过程。掌握进程控制的方法，了解父子进程间的控制和协作关系。练习Linux 系统中进程创建与控制有关的系统调用的编程和调试技术。 1.2 实验说明 1）与进程创建、执行有关的系统调用说明进程可以通过系统调用fork()创建子进程并和其子进程并发执行.子进程初始的执行映像是父进程的一个复本.子进程可以通过exec()系统调用族装入一个新的执行程序。父进程可以使用wait()或waitpid()系统调用等待子进程的结束并负责收集和清理子进程的退出状态。 fork()系统调用语法: #include
Exec 执行成功后将用一个新的程序代替原进程，但进程号不变，它绝不会再返回到调用进程了。如果exec 调用失败，它会返回-1。 wait() 系统调用语法: #include
第3章进程管理 一、单项选择题 1．在多进程的系统中，为了保证公共变量的完整性，各进程应互斥进入临界区。所谓临界区是指。（清华大学1996年研究生试题） a．一个缓冲区 b. 一段数据区 c. 同步机制 d.. 一段程序 2. 一个进程是。（清华大学1996年研究生试题） a.由协处理机执行的一个程序 b.一个独立的程序+数据集 c．PCB结构与程序和数据的组合 d.一个独立的程序 3．在操作系统中，信号量表示资源实体，是一个与队列有关的变量，其值仅能用P、V操作来改变。（陕西省1995年自考题） a．实型 b.整型 c.布尔型 d.记录型 4．设有5个进程共享一个互斥段，如果最多允许有3个进程同时进入互斥段，则所采用的互斥信号量的初值应是。（陕西省1996年自考题） a. 5 b. 3 c. 1 d. 0 5．并发进程之间。（陕西省1997年自考题） a．彼此无关 b、必须同步 c、必须互斥 d、可能需要同步或互斥6．实现进程之间同步与互斥的通信工具为。 a、P、V操作 b、信箱通信 c、消息缓冲 d、高级通信 7．N个进程共享某一临界资源，则互斥信号量的取值范围为。 a、0～1 b、-1～0 c、1～ -（N-1） d、0～ -（N-1） 8．设m为同类资源数，n为系统中并发进程数。当n个进程共享m个互斥资源时，每个进程的最大需求是w；则下列情况会出现系统死锁的是。 a、m=2，n=1，w=2 b、m=2，n=2，w=1 c、m=4，n=3，w=2 d、m=4，n=2，w=3 9．是进程调度算法。 a、时间片轮转法 b、先来先服务 c、响应比高者优先 d、均衡调度算法10．当时，进程从执行状态转变为就绪状态。 （西北工业大学1999年研究生试题） a、进程被调度程序选中 b、时间片到 b、等待某一事件 d、等待的事件发生 11．对两个并发进程，其互斥信号量为mutex；若mutex=0，则表明。 a、没有进程进入临界区 b、有一个进程进入临界区 c、一个进程进入临界区而另一个进程正处于等待进入临界区状态 d、有两个进程进入临界区 12．用P、V操作可以解决互斥问题。 A、某些 b、一个 c、一切 d、大多数 13．系统中有n（n>2）个进程，并且当前没有执行进程调度程序，则不可能发生。 A、有一个运行进程，没有就绪进程，剩下的n-1个进程处于等待状态 B、有一个运行进程和n-1个就绪进程，但没有进程处于等待状态 C、有一个运行进程和1个就绪进程，剩下的n-2个进程处于等待状态 D、没有运行进程但有2个就绪进程，剩下的n-2个进程处于等待状态
进程管理习题答案 一．选择题 1．在进程管理中，当时进程从阻塞状态变为就绪状态. A. 进程被进程调度程序选中 B．等待某一事件 C．等待的事件发生 D．时间片用完 答：C 2．分配到必要的资源并获得处理机时的进程状态是。 A．就绪状态 B．执行状态 C．阻塞状态 D．撤消状态 答：B 3．P、V操作是。 A．两条低级进程通信原语 B．两组不同的机器指令 C．两条系统调用命令 D．两条高级进程通信原语 答：A 4．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 答：B 5．进程的并发执行是指若干个进程。 A．同时执行 B．在执行的时间上是重叠的 C．在执行的时间上是不可重叠的 D．共享系统资源 答：B 6．若P、V操作的信号量S初值为2，当前值为－1，则表示有等待进程。A．0个 B．1个 C ．2个 D．3个 答：B 7．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①；由运行状态变为阻塞状态的条件是②。 A．时间片用完 B．等待某事件发生 C．等待的某事件己发生 D．被进程调度程序选中 答，①D ②B 8．下列的进程状态变化中，变化是不可能发生的。 A．运行一就绪 B．运行一等待 C．等待一运行 D．等待一就绪 答：C 9．一个运行的进程用完了分配给它的时间片后，它的状态变为。 A．就绪 B．等待 C．运行 D．由用户自己确定
答：A 10．用P、V操作管理临界区时，信号量的初值应定义为。 A．一1 B．0 C．1 D．任意值 答：C 11．用V操作唤醒一个等待进程时，被唤醒进程的状态变为． A．等待 B．就绪 C．运行 D．完成 答：B 12．进程间的同步是指进程间在逻辑上的相互关系。 A．联接 B．制约 C. 继续 D．调用 答：B 13．是一种只能进行P操作和V操作的特殊变量。 A．调度 B．进程 C．同步 D．信号量 答：D 14．下面对进程的描述中，错误的是。 A．进程是动态的概念 B．进程执行需要处理机 C．进程是有生命期的 D．进程是指令的集合 答：D 15．下面的叙述中正确的是。 A．操作系统的一个重要概念是进程，因此不同进程所执行的代码也一定不同。B．为了避免发生进程死锁，各进程只能逐个申请资源。 C．操作系统用PCB管理进程，用户进程可以从此PCB中读出与本身运行状况有关的信息 D．进程同步是指某些进程之间在逻辑上的相互制约关系 答：D 16．进程控制就是对系统中的进程实施有效的管理，通过使用、进程撤销、进程阻塞、进程唤醒等进程控制原语实现。 A．进程运行 B．进程管理 C．进程创建 D．进程同步 答：C 17．操作系统通过对进程进行管理。 A．JCB B．PCB C．DCT D．CHCT 答：B 18．用P、V操作可以解决互斥问题。 A．一切 B．某些 C．正确 D．错误 答：A 19．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
进程管理习题 1现代操作系统中为什么要引入“进程”概念? 它与程序有什么区别? 答：之所以要引入进程的概念，是因为在一些可以并发的程序段之间，存在着某种相互制约的关系，每个程序段的执行不仅要受到其它程序执行的制约，而且还要动态地依赖系统资源的分配情况，因此每个可以并发执行的程序段就会因外界条件的限制而不能运行，被迫处于阻塞状态。仅用程序的概念无法表示程序的走走停停以及程序运行过程中对资源的竞争现象，因此需要采用一种动态的概念描述并发程序这种走走停停的现象，这就产生了进程的概念。 进程和程序的区别： （1）进程是程序的执行过程，是动态的过程，属于一种动态概念。程序是一组有序静态指令和数据的集合，用来指示处理机的操作，是一种静态概念。 （2）从结构上看，每个进程实体是由程序段和相应的数据段两部分构成，并且进程结构中还要包含PCB,即进程控制块。 （3）一个进程可以涉及到一个或几个程序的执行；反之，同一程序可以对应多个进程，即同一个程序段可以在不同数据集合上运行，可以构成不同的进 程。 （4）进程能真实地描述并发执行的过程，而程序仅仅是静态指令堆积的序列。 （5）进程有可创建其他进程的功能，而一般的程序不具有创建其它程序的功能。 （6）每一个程序都是在一个进程现场中运行的。 2叙述进程的并发性和制约性。 答：并发性是进程的重要特征。即多道程序中多个进程同时向前推进的过程，没个进程总是与其它进程并发地执行的。进程的制约性是指一个进程的运行受到另一进程的制约。比如有的进程可能正在等待另一进程的计算结果而无法运行，或者进程所需的资源被别的进程占有而无法运行。 3进程的含义是什么? 如何构造和描述进程? 答：进程是程序的一次执行。进程由“进程控制块+程序+数据”构成，用进程控制块描述进程。 4有三个并发进程，R负责从输入设备读入信息并传送给M，M将信息加工并传送给P，P将打印输出，写出下列条件下的并发程序。 (1) 双缓冲区，每个区大小为K。 (2) 单缓冲区，其大小为K。 答： （1）双缓冲区，每个区大小为K，信号量初值如下： mutexR=mutexP=1； emptyR=emptyP=k; fullR= fullP=0; 变量的初值如下： inR=outR=inP=outP=0； 用类Pascal编写程序如下：
实验一进程管理 一、目的 进程调度是处理机管理的核心内容。本实验要求编写和调试一个简单的进程调度程序。通过本实验加深理解有关进程控制块、进程队列的概念，并体会和了解进程调度算法的具体实施办法。 二、实验内容及要求 1、设计进程控制块PCB的结构（PCB结构通常包括以下信息：进程名（进程ID）、进程优先数、轮转时间片、进程所占用的CPU时间、进程的状态、当前队列指针等。可根据实验的不同，PCB结构的内容可以作适当的增删）。为了便于处理，程序中的某进程运行时间以时间片为单位计算。各进程的轮转时间数以及进程需运行的时间片数的初始值均由用户给定。 2、系统资源(r1…r w),共有w类，每类数目为r1…r w。随机产生n进程P i(id,s(j,k)，t),0<=i<=n,0<=j<=m,0<=k<=dt为总运行时间，在运行过程中，会随机申请新的资源。 3、每个进程可有三个状态（即就绪状态W、运行状态R、等待或阻塞状态B），并假设初始状态为就绪状态。建立进程就绪队列。 4、编制进程调度算法：时间片轮转调度算法 本程序用该算法对n个进程进行调度，进程每执行一次，CPU时间片数加1，进程还需要的时间片数减1。在调度算法中，采用固定时间片（即：每执行一次进程，该进程的执行时间片数为已执行了1个单位），这时，CPU时间片数加1，进程还需要的时间片数减1，并排列到就绪队列的尾上。 三、实验环境 操作系统环境：Windows系统。 编程语言：C#。 四、实验思路和设计 1、程序流程图
2、主要程序代码 //PCB结构体 struct pcb { public int id; //进程ID public int ra; //所需资源A的数量 public int rb; //所需资源B的数量 public int rc; //所需资源C的数量 public int ntime; //所需的时间片个数 public int rtime; //已经运行的时间片个数 public char state; //进程状态，W（等待）、R（运行）、B（阻塞） //public int next; } ArrayList hready = new ArrayList(); ArrayList hblock = new ArrayList(); Random random = new Random(); //ArrayList p = new ArrayList(); int m, n, r, a,a1, b,b1, c,c1, h = 0, i = 1, time1Inteval;//m为要模拟的进程个数，n为初始化进程个数 //r为可随机产生的进程数（r=m-n） //a，b，c分别为A，B，C三类资源的总量 //i为进城计数，i=1…n //h为运行的时间片次数，time1Inteval为时间片大小（毫秒） //对进程进行初始化，建立就绪数组、阻塞数组。 public void input()//对进程进行初始化，建立就绪队列、阻塞队列 { m = int.Parse(textBox4.Text); n = int.Parse(textBox5.Text); a = int.Parse(textBox6.Text); b = int.Parse(textBox7.Text); c = int.Parse(textBox8.Text); a1 = a; b1 = b; c1 = c; r = m - n; time1Inteval = int.Parse(textBox9.Text); timer1.Interval = time1Inteval; for (i = 1; i <= n; i++) { pcb jincheng = new pcb(); jincheng.id = i; jincheng.ra = (random.Next(a) + 1); jincheng.rb = (random.Next(b) + 1); jincheng.rc = (random.Next(c) + 1); jincheng.ntime = (random.Next(1, 5)); jincheng.rtime = 0;
第二章操作系统进程(练习题答案)
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第二章进程管理 1.操作系统主要是对计算机系统全部 (1) 进行管理，以方便用户、提高计算机使 用效率的一种系统软件。它的主要功能有：处理机管理、存储管理、文件管理、 (2) 管 理和设备管理等。Windows和Unix是最常用的两类操作系统。前者是一个具有图形界面的 窗口式的 (3) 系统软件，后者是一个基本上采用 (4) 语言编制而成的 的系统软件。在 (5) 操作系统控制下，计算机能及时处理由过程控制反馈的信息 并作出响应。 供选答案： (1): A. 应用软件 B. 系统软硬件 C. 资源 D. 设备 (2): A. 数据 B. 作业 C. 中断 D. I/O (3): A. 分时 B. 多任务 C. 多用户 D. 实时 (4): A. PASCAL B. 宏 C. 汇编 D. C (5): A. 网络 B. 分时 C. 批处理 D. 实时 答案：CBBDD 2.操作系统是对计算机资源进行的 (1) 系统软件，是 (2) 的接口。 在处理机管理中，进程是一个重要的概念，它由程序块、 (3) 和数据块三部 分组成，它有3种基本状态，不可能发生的状态转换是 (4) 。 虚拟存储器的作用是允许程序直接访问比内存更大的地址空间，它通常使用 (5) 作为它的一个主要组成部分。 供选答案： (1): A. 输入和输出 B. 键盘操作 C. 管理和控制 D. 汇编和执行 (2): A. 软件和硬件 B. 主机和外设 C. 高级语言和机器语言 D. 用户和计算机 (3): A. 进程控制块 B. 作业控制块 C. 文件控制块 D. 设备控制块 (4): A. 运行态转换为就绪态 B. 就绪态转换为运行态 C. 运行态转换为等待态 D. 等待态转换为运行态 (5): A. 软盘 B. 硬盘 C. CDROM D. 寄存器 答案：CDADB 3.在计算机系统中，允许多个程序同时进入内存并运行，这种方法称为 D。 A. Spodling技术 B. 虚拟存储技术 C. 缓冲技术 D. 多道程序设计技术 4.分时系统追求的目标是 C。 A. 高吞吐率 B. 充分利用内存 C. 快速响应 D. 减少系统开销 5.引入多道程序的目的是 D。
第二章进程管理 1.操作系统主要是对计算机系统全部 (1) 进行管理，以方便用户、提高计算机使 用效率的一种系统软件。它的主要功能有：处理机管理、存储管理、文件管理、 (2) 管 理和设备管理等。Windows和Unix是最常用的两类操作系统。前者是一个具有图形界面的 窗口式的 (3) 系统软件，后者是一个基本上采用 (4) 语言编制而成的 的系统软件。在 (5) 操作系统控制下，计算机能及时处理由过程控制反馈的信息 并作出响应。 供选答案： (1): A. 应用软件 B. 系统软硬件 C. 资源 D. 设备 (2): A. 数据 B. 作业 C. 中断 D. I/O (3): A. 分时 B. 多任务 C. 多用户 D. 实时 (4): A. PASCAL B. 宏 C. 汇编 D. C (5): A. 网络 B. 分时 C. 批处理 D. 实时 答案：CBBDD 2.操作系统是对计算机资源进行的 (1) 系统软件，是 (2) 的接口。 在处理机管理中，进程是一个重要的概念，它由程序块、 (3) 和数据块三部 分组成，它有3种基本状态，不可能发生的状态转换是 (4) 。 虚拟存储器的作用是允许程序直接访问比内存更大的地址空间，它通常使用 (5) 作为它的一个主要组成部分。 供选答案： (1): A. 输入和输出 B. 键盘操作 C. 管理和控制 D. 汇编和执行 (2): A. 软件和硬件 B. 主机和外设 C. 高级语言和机器语言 D. 用户和计算机 (3): A. 进程控制块 B. 作业控制块 C. 文件控制块 D. 设备控制块 (4): A. 运行态转换为就绪态 B. 就绪态转换为运行态 C. 运行态转换为等待态 D. 等待态转换为运行态 (5): A. 软盘 B. 硬盘 C. CDROM D. 寄存器 答案：CDADB 3.在计算机系统中，允许多个程序同时进入内存并运行，这种方法称为 D。 A. Spodling技术 B. 虚拟存储技术 C. 缓冲技术 D. 多道程序设计技术 4.分时系统追求的目标是 C。 A. 高吞吐率 B. 充分利用内存 C. 快速响应 D. 减少系统开销 5.引入多道程序的目的是 D。
第三章 一．选择题(50题) 1.以下_B__操作系统中的技术是用来解决进程同步的。 A.管道 B.管程 C.通道 D.DMA 2.以下_B__不是操作系统的进程通信手段。 A.管道 B.原语 C.套接字 D.文件映射 3.如果有3个进程共享同一程序段，而且每次最多允许两个进程进入该程序段，则信号量的初值应设置为_B__。 A.3 B.2 C.1 D.0 4.设有4个进程共享一个资源，如果每次只允许一个进程使用该资源，则用P、V操作管理时信号量S的可能取值是_C__。 A.3,2,1,0，-1 B.2,1,0，-1，-2 C. 1,0，-1，-2，-3 D.4,3， 2,1,0 5.下面有关进程的描述，是正确的__A__。 A.进程执行的相对速度不能由进程自己来控制 B.进程利用信号量的P、V 操作可以交换大量的信息 C.并发进程在访问共享资源时，不可能出现与时间有关的错误 D.P、V操作不是原语操作 6.信号灯可以用来实现进程之间的_B__。 A.调度 B.同步与互斥 C.同步 D.互斥 7.对于两个并发进程都想进入临界区，设互斥信号量为S，若某时S=0，表示_B__。 A.没有进程进入临界区 B.有1个进程进入了临界区 C. 有2个进程进入了临界区 D. 有1个进程进入了临界区并且另一个进程正等待进入 8. 信箱通信是一种_B__方式 A.直接通信 B.间接通信 C.低级通信 D.信号量
9.以下关于临界区的说法，是正确的_C__。 A.对于临界区，最重要的是判断哪个进程先进入 B.若进程A已进入临界区，而进程B的优先级高于进程A，则进程B可以 打断进程A而自己进入临界区 C. 信号量的初值非负，在其上只能做PV操作 D.两个互斥进程在临界区内，对共享变量的操作是相同的 10. 并发是指_C__。 A.可平行执行的进程 B.可先后执行的进程 C.可同时执行的进程 D.不可中断的进程 11. 临界区是_C__。 A.一个缓冲区 B.一段数据区 C.一段程序 D.栈 12．进程在处理机上执行，它们的关系是_C__。 A.进程之间无关，系统是封闭的 B.进程之间相互依赖相互制约 C.进程之间可能有关，也可能无关 D.以上都不对 13. 在消息缓冲通信中，消息队列是一种__A__资源。 A.临界 B.共享 C.永久 D.可剥夺 14. 以下关于P、V操作的描述正确的是__D_。 A.机器指令 B. 系统调用 C.高级通信原语 D.低级通信原语 15.当对信号量进行V源语操作之后，_C__。 A.当S＜0，进程继续执行 B.当S＞0，要唤醒 一个就绪进程 C. 当S＜＝ 0，要唤醒一个阻塞进程 D. 当S＜＝0，要唤醒 一个就绪 16.对临界区的正确论述是__D_。 A.临界区是指进程中用于实现进程互斥的那段代码 B. 临界区是指进程中用于实现进程同步的那段代码 C. 临界区是指进程中用于实现进程通信的那段代码 D. 临界区是指进程中访问临界资源的那段代码
实验一进程管理 1．实验目的： （1）加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别； （2）进一步认识并发执行的实质； （3）分析进程争用资源的现象，学习解决进程互斥的方法； （4）了解Linux系统中进程通信的基本原理。 2．实验预备内容 （1）阅读Linux的sched.h源码文件，加深对进程管理概念的理解； （2）阅读Linux的fork()源码文件，分析进程的创建过程。 3．实验内容 （1）进程的创建： 编写一段程序，使用系统调用fork() 创建两个子进程。当此程序运行时，在系统中有一个父进程和两个子进程活动。让每一个进程在屏幕上显示一个字符：父进程显示字符“a”，子进程分别显示字符“b”和“c”。试观察记录屏幕上的显示结果，并分析原因。 源代码如下： #include
else{ pid2 = fork(); if(pid2<0){ fprintf(stderr,"childprocess1 failed"); exit(-1); } else if(pid2 == 0){ printf("c\n"); } else{ printf("a\n"); sleep(2); exit(0); } } return 0; } 结果如下： 分析原因： pid=fork(); 操作系统创建一个新的进程（子进程），并且在进程表中相应为它建立一个新的表项。新进程和原有进程的可执行程序是同一个程序；上下文和数据，绝大部分就是原进程（父进程）的拷贝，但它们是两个相互独立的进程！因此，这三个进程哪个先执行，哪个后执行，完全取决于操作系统的调度，没有固定的顺序。 （2）进程的控制 修改已经编写的程序，将每个进程输出一个字符改为每个进程输出一句话，再观察程序执行时屏幕上出现的现象，并分析原因。 将父进程的输出改为father process completed 2/11
操作系统实验实验二进程管理 学号 1215108019 姓名克帆 学院信息学院 班级 12电子2
实验目的 1、理解进程的概念，明确进程和程序的区别。 2、理解并发执行的实质。 3、掌握进程的创建、睡眠、撤销等进程控制方法。 实验容与要求 基本要求：用C语言编写程序，模拟实现创建新的进程；查看运行进程；换出某个进程；杀死进程等功能。 实验报告容 1、进程、进程控制块等的基本原理。 进程是现代操作系统中的一个最基本也是最重要的概念，掌握这个概念对于理解操作系统实质，分析、设计操作系统都有其非常重要的意义。为了强调进程的并发性和动态性，可以给进程作如下定义：进程是可并发执行的程序在一个数据集合上的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。 进程又就绪、执行、阻塞三种基本状态，三者的变迁图如下： 由于多个程序并发执行，各程序需要轮流使用CPU，当某程序不在CPU上运行时，必须保留其被中断的程序的现场，包括：断点地址、程序状态字、通用寄存器的容、堆栈容、程序当前状态、程序的大小、运行时间等信息，以便程序再次获得CPU时，能够正确执行。为了保存这些容，需要建立—个专用数据结构，我们称这个数据结构为进程控制块PCB （Process Control Block）。 进程控制块是进程存在的惟一标志，它跟踪程序执行的情况，表明了进程在当前时刻的状态以及与其它进程和资源的关系。当创建一个进程时，实际上就是为其建立一个进程控制块。 在通常的操作系统中，PCB应包含如下一些信息： ①进程标识信息。为了标识系统中的各个进程，每个进程必须有惟一的标识名或标 识数。 ②位置信息。指出进程的程序和数据部分在存或外存中的物理位置。 ③状态信息。指出进程当前所处的状态，作为进程调度、分配CPU的依据。 ④进程的优先级。一般根据进程的轻重缓急其它信息。 这里给出的只是一般操作系统中PCB所应具有的容，不同操作系统的PCB结构是不同的，我们将在2.8节介绍Linux系统的PCB结构。
操作系统进程管理实验 实验题目： （1）进程的创建编写一段程序，使用系统调用fork( )创建两个子进程。当此程序运行时，在系统中有一个父进程和两个子进程活动。让每一个进程在屏幕上显示一个字符：父进程显示字符“a”；子进程分别显示字符“b”和字符“c”。试观察记录屏幕上的显示结果，并分析原因。 （2）进程的控制修改已编写的程序，将每个进程输出一个字符改为每个进程输出一句话，在观察程序执行时屏幕上出现的现象，并分析原因。 （3）编制一段程序，使其实现进程的软中断通信。要求：使用系统调用fork( )创建两个子进程，再用系统调用signal( )让父进程捕捉键盘上来的中断信号（即按Del键）；当捕捉到中断信号后，父进程调用系统调用kill( )向两个子进程发出信号，子进程捕捉到信号后分别输出下列信息后终止：Child process 1 is killed by parent! Child process 2 is killed by parent! 父进程等待两个子进程终止后，输出如下的信息后终止：Parent process is killed! 在上面的程序中增加语句signal(SIGINT, SIG_IGN)和signal(SIGQUIT, SIG_IGN)，观察执行结果，并分析原因。 （4）进程的管道通信编制一段程序，实现进程的管道通信。使用系统调用pipe( )建立一条管道线；两个进程P1和P2分别向管道各写一句话：Child 1 is sending a message! Child 2 is sending a message! 而父进程则从管道中读出来自于两个子进程的信息，显示在屏幕上。要求父进程先接收子进程P1发来的消息，然后再接收子进程P2发来的消息。 实验源程序及报告： （1）、进程的创建 #include
习题集 - 2 - 进程管理 1. 在优先级调度中，__________类进程可能被“饿死”，即长时间得不到调度。 A．短进程 B．长进程 C．低优先级进程 D．大内存进程 解： C。优先级调度算法（PRI）的基本思想是：内核为每个进程赋予一个优先级，进程按照优先级的大小顺序在就绪队列中排队，内核将CPU分配给就绪队列头部的第一个进程——优先级最大的进程。因此，进程的优先级越低，在就绪队列中的排队位置就越靠近队列尾，获得运行之前的等待时间就越长。低优先级的进程必须等待所有高优先级进程运行结束后才会被调度运行。如果不断有高优先级的进程加入就绪队列，那么低优先级进程就会一直等待下去。这就是所谓的“饿死”现象。 2. 在下面的系统调用中，__________不会导致进程阻塞。 A．读/写文件 B．获得进程PID C．申请内存 D．发送消息 解： B。当正在执行的进程需要使用某种资源或等待某个事件时，如果资源已被其他进程占用或事件尚未出现，该进程不能获得所需的资源而无法继续运行，于是，进程将被阻塞。进程在阻塞状态中等待资源被释放，或等待事件的发生。所以，进程在执行系统调用时，如果需要使用某种资源，就可能导致进程阻塞。“读/写文件”需要使用设备和文件缓冲区；“申请内存”需要分配内存资源；“发送消息”需要使用消息缓冲区。 3. 下面关于临界区的叙述中，正确的是__________ A．临界区可以允许规定数目的多个进程同时执行 B．临界区只包含一个程序段 C．临界区是必须互斥地执行的程序段 D．临界区的执行不能被中断 解： C。临界段（临界区）的概念包括两个部分：①临界资源：必须互斥访问的资源。例如，需要独占使用的硬件资源，多个进程共享的变量、结构、队列、栈、文件等软件资源。②临界区：访问临界资源的、必须互斥地执行的程序段。即，当一个进程在某个临界段中执行时，其他进程不能进入相同临界资源的任何临界段。
实验三操作系统进程管理 一、实验目的 1) 掌握系统进程的概念，加深对Linux / UNIX进程管理的理解。 2) 学会使用ps命令和选项。 3) 列出当前shell中的进程。 4) 列出运行在系统中的所有进程。 5) 根据命令名搜索特定的进程。 6) 使用kill命令终止进程。 7) 根据用户名查找和终止进程。 二、实验内容和相应的答案截图，三、实验结果分析 步骤1：创建一个普通用户（参见实验二），以普通用户身份登录进入GNOME。 步骤2：打开一个“终端”窗口（参见实验二）。 步骤3：回顾系统进程概念，完成以下填空： 1) Linux系统中，几乎每一个启动的进程，都会由内核分配一个唯一的__PID__进程标识符，用于跟踪从进程启动到进程结束。 2) 当启动新进程的时候，内核也给它们分配系统资源，如__内存_和__CPU_。 3) 永远不向父进程返回输出的进程叫做__僵进程__。 4) 由父进程派生出来的进程叫做____子___进程。 5) ___父_进程是一个派生另一个进程的进程。 6) 运行用于提供服务的Linux系统进程是_______________。 7) 如果父进程在子进程之前结束，它创建了一个______________进程。 步骤4：回顾ps命令和信息。基本的ps命令显示当前shell中的进程信息，用户只能够查看当前终端窗口中初始化的进程。输入ps命令，将结果填入表3-3中。 表3-3 实验记录 下面，在当前终端窗口中，练习使用给出的每个选项的ps命令。
输入ps -f 命令，显示运行在系统中的某个进程的完全信息，填入表3-4中。 表3-4 实验记录 步骤5：列出系统中运行的所有进程。 输入ps -ef 命令，显示运行在系统中的各个进程的完全信息。执行该命令，并与ps –f 命令的输出结果对照，一致吗？有何不同？ 答：不一致，后者显示了所有进程的完全可用信息，多了很多。 分析当前终端窗口中的输出结果，记录下来用于写实验报告。 a. 显示了多少个进程？答：59 b. 进程ID的PID是什么？ c. 启动进程的命令(CMD) 是什么？答：sched d. 请观察，什么命令的PID号是1？答：init[5] e. 执行ps –ef >aaa命令，将ps命令的输出送到文本文件aaa。再次运行cat aaa | wc命令，计算进程的数目。其中，cat是显示文本文件命令。“|”是管道命令，就是将前一个命令的输出作为后一个命令的输入。wc 命令用来计算文本的行数，第一个数字显示的是行的数目，可以用来计算进程的数目。计算出进程数目并做记录。 执行man ps命令，可以打开Linux用户命令手册。了解ps命令的用法。输入wq命令可退出用户手册的阅读。man命令可以执行吗？结果如何？ 答：Man ps时出现
作业题： 1.有一个充分大的池子，两个人分别向池中扔球，甲扔红球，乙扔蓝球，一次扔一个，开始时池中有红、蓝球各一个，要求池中球满足条件： 红球数 1≤———≤ 2 蓝球数 用P、V操作描述两个进程。 Semaphore red =1; Semaphore blue =0; Void p1 ( ) { While(true) { Semwait (red ); 扔入一个红球； Semsignal(blue); } } Void p2( ) { While(true) { Semwait(blue); 扔入一个蓝球； Semsignal(red); Semsignal(red); } } Void main() {parbegin(p1(),p2());} 2.有三个进程，进程get从输入设备上不断读数据，并存入buffer1;进程copy不断将buffer1的内容复制到缓冲区buffer2，进程put则不断将buffer2的内容在打印机上输出。三个进程并发执行，协调工作。写出该三个进程并发执行的同步模型。 Semaphore empty1=empty2=1; Semaphore full1 =full2= 0; Void get( ) { While(true) {
Semwait(empty1); 将数据存入buffer1； Semsignal(full1); } } Void copy( ) { While(true) { Semwait(full1); 从buffer1里面读数据； Semsignal(empty1); Semwait(empty2); 把数据存入buffer2； Semsignal(full2); } } Void put( ) { While(true) { Semwait(full2); 从buffer2读数据；Semsignal(empty2); } } Void main( ) { Parbegin(get(),copy(),put()); }
第三章习题及答案 一、单项选择题 1．在进程管理中，当__________时，进程从阻塞状态变为就绪状态。 A．进程被进程调度程序选中 B. 等待某一事件 C. 等待的事件发生 D. 时间片用完 答：C 2. 分配到必要的资源并获得处理机时的状态是__________。 A. 就绪状态 B.执行状态 C. 阻塞状态D．撒消状态 答：B 3．进程的并发执行是指若干个进程_________。 A．同时执行B．在执行的时间上是重叠的 C．在执行的时间上是不可重叠的D．共享系统资源 答：B 4. 程序的顺序执行通常在__①__的工作环境中，具有__②__特征；程序的并发执行在__③__的工作环境中，具有__④__特征。 A. 单道程序B．多道程序 C．程序的可再现性 D．资源共享 答：①A ②C ③B ④D 5．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__①__；由运行状态变为阻塞状态的条件是__②__。 A. 时间片用完B．等待某事件发生 C．等待的某事件已发生D．被进程调度程序选中 答：①D ②B 6．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 答：C 7．一个运行的进程用完了分配给它的时间片后，它的状态变为__________。 A．就绪B．等待 C. 运行D．由用户自己确定 答：A 8．下面对进程的描述中，错误的是__________。 A. 进程是动态的概念B．进程执行需要处理机
C．进程是有生命期的 D. 进程是指令的集合 答：D 9．下面的叙述中正确的是__________。 A. 操作系统的一个重要概念是进程，因此不同进程所执行的代码也一定不同B．为了避免发生进程死锁，各进程只能逐个申请资源 C. 操作系统用PCB管理进程，用户进程可以从PCB中读出与本身运行状况有关 的信息 D．进程同步是指某些进程之间在逻辑上的相互制约关系 答：D 10．进程控制就是对系统中的进程实施有效的管理，通过使用__________、进程撤销、进程阻塞、进程唤醒等进程控制原语实现。 A. 进程运行B．进程管理 C. 进程创建D．进程同步 答：C 11．信箱通信是一种__________通信方式。 A. 直接通信B．间接通信 C．低级通信D．信号量 答：B 12．操作系统通过__________对进程进行管理。 A. 进程B．进程控制块 C. 进程启动程序D．进程控制区 答：B 13．某系统的进程状态如图1所示；a是__①__状态，b是__②__状态，c是__③__状态。1表示__④__，2表示__⑤__，3表示发生了等待事件，4表示等待事件结束。 ①②③：A. 挂起B．运行 C. 等待D．就绪E．睡眠 ④⑤： A. 落选B．选中 C. 等待 图1 某系统进程状态图 答：①B ②D ⑧C ④B ⑤A