试验一：进程调度
一、实验目的
进程是操作系统中最基本、最重要的概念，进程调度又是操作系统的核心模块。本实验要求学生独立地用 C 或C++语言编写一个简单的进程管理程序，其主要部分是进程调度。调度算法可由学生自行选择，如基于动态优先级的调度算法或多级反馈队列调度算法。
通过本实验可加深学生对进程各种状态的转化和各种调度算法的理解，提高系统程序设计能力。
二、实验题目
以链式结构组成空闲PCB 栈，以双向链式结构组成进程的就绪队列和睡眠队列，模拟UNIX 的进程管理程序，实现以下操作（可用键盘命令或由产生的随机数决定操作和参数）。
1．创建一个新进程：如pid=newp(pri,size,time)，申请空闲PCB 和所需内存，填写PCB的各项初始数据，将该PCB 送入就绪队列。
2．调度和执行：自己设计优先调度算法，在就绪队列中选择一个优先级最高的进程，使其运行若干个单位时间。要求在运行期间进程的p_cpu、p_pri 和p_time 要变化，并在适当的时机重新调度。
3．进程睡眠：进程运行时可调用自编的睡眠函数，主动进入睡眠状态，并转调度程序。也可由操作使进程强迫挂起，睡眠适当时间。进程睡眠时要在PCB 中记录睡眠原因和优先数。
4．进程的唤醒：根据睡眠原因，将相应的进程从睡眠队列中调出，转入就绪队列。如该进程优先级比现运行进程优先级高，转调度程序。
5．进程的终止：如一个进程运行完作业所需的时间，或者用操作杀死该进程，该进程就终止，释放所占用的内存和PCB 资源，转调度程序。
三、设计思路和流程图
1、设计思路
将程序主要分为两部分：排序、分派。排队：事先将系统中所有就绪的进程按照一定的方式排成一个队列；分派：把由所选定的进程，从就绪队列取出该进程，然后上下文切换。
2、流程图
四、主要数据结构及其说明
float arrivetime 到达时间
float servicetime 运行时间
float starttime 开始时间
float finishtime 完成时间
五、源程序并附上注释
//最短进程优先调度算法、
#include
#include
#include
using namespace std;
struct sjf{
char name[10];
float arrivetime; //到达时间
float servicetime; //运行时间
float starttime; //开始时间
float finishtime; //完成时间
};
sjf a1[100];
void input(sjf *p,int N1)//进程信息输入
{
int i;
cout< printf(" 请您输入进程的名字到达时间服务时间: \n 例如: a 0 100\n"); for(i=0;i<=N1-1;i++) { printf(" 请您输入进程%d的信息:\t",i+1); scanf("\t\t\t%s%f%f",&p[i].name,&p[i].arrivetime,&p[i].servicetime); } } void Print(sjf *p,float arrivetime,float servicetime,float starttime,float finishtime,int N1)//最终结果输出 { int k; printf("\n\t调度顺序为:"); printf("%s",p[0].name); for(k=1;k {printf("-->%s",p[k].name);} cout< printf("\ny进程具体调度信息如下:\n"); printf("\n\t进程名\t到达时间\t运行时间\t开始时间\t完成时间\n"); for(k=0;k<=N1-1;k++) { printf(" \t%s\t %-.2f\t\t %-.2f\t\t %-.2f\t\t %-.2f\t\n",p[k].name,p[k].arrivetime, p[k].servicetime,p[k].starttime,p[k].finishtime); } getchar(); } void sort(sjf *p,int N1)//排序 { for(int i=0;i<=N1-1;i++) for(int j=0;j<=i;j++) if(p[i].arrivetime { sjf temp; temp=p[i]; p[i]=p[j]; p[j]=temp; } } void deal(sjf *p, float arrivetime,float servicetime,float starttime,float finishtime,int N1)//运行阶段 { int k; for(k=0;k<=N1-1;k++) { if(k==0) { p[k].starttime=p[k].arrivetime; p[k].finishtime=p[k].arrivetime+float(p[k].servicetime)/60;} else { p[k].starttime=p[k-1].finishtime; p[k].finishtime=p[k-1].finishtime+float(p[k].servicetime)/60;} } } void sjff(sjf *p,int N1) { float arrivetime=0,servicetime=0,starttime=0,finishtime=0; sort(p,N1); for(int m=0;m {if(m==0) p[m].finishtime=p[m].arrivetime+float(p[m].servicetime)/60; else p[m].finishtime=p[m-1].finishtime+float(p[m].servicetime)/60; int i=0; for(int n=m+1;n<=N1-1;n++) { if(p[n].arrivetime<=p[m].finishtime) i++; } float min=p[m+1].servicetime; int next=m+1; for(int k=m+1;k { if(p[k+1].servicetime {min=p[k+1].servicetime; next=k+1;} } sjf temp; temp=p[m+1]; p[m+1]=p[next]; p[next]=temp; } deal(p,arrivetime,servicetime,starttime,finishtime,N1); Print(p,arrivetime,servicetime,starttime,finishtime,N1); getchar(); } int main(int argc, char *argv[]) { cout<<"计算机092班20094440201 贾涛"< cout<<"短进程优先调度算法"< int N1; cout< printf("输入进程数目: "); scanf("%d",&N1); input(a1,N1); sjf *b=a1; sjf *c=a1; sjff(b,N1); getchar(); return 0; } 六、程序运行时的初值和运行结果 实验体会：做本实验是首先温习了一下进程调度的知识点，然后根据这个知识点设计一下简单的程序模拟实现进程调度。在实验过程中对语言的把握不够，使实验多了几分不必要的难度，在网上查询后得以解决。其次就是在动手编写程序时，遇到了很多问题，比如在设计数据结构时特别犹豫，总想找一个很合适的。但是，后来才知道，这可能是对知识掌握不够透彻，关键要多尝试，而空想是没有用的。最后我证实了自己的设计的合理性。 实验二：死锁 一、实验目的 当系统的总资源数m 小于或等于所有进程对资源的最大需求(S1+S2……Sn)—N时，就可能产生死锁。死锁会引起计算机系统的瘫痪。银行家算法是在实现资源分配时避免死锁的一个著名算法，该算法是在能确保系统处于安全状态时才把资源分配给申请者。通过本实验使学生能进一步理解死锁的概念，并能选择一个算法来避免死锁。 二、实验题目 系统中有m 个同类资源被n 个进程共享，每个进程对资源的最大需求数分别为S1、S2….Sn，且Max(S i)<=m, (i=1,2,…n)。进程可以动态地申请资源和释放资源。编写一个程序，实现银行家算法，当系统将资源分配给某一进程而不会死锁时，就分配之。否则，推迟分配，并显示适当的信息。 三、设计思路和流程图 1、设计思路 编写出程序模拟用银行家算法避免死锁： （1）判断申请的资源小于等于需求资源Need，那么执行第二步，否则出错；（2）判断申请资源小于等于可利用资源Available，那么执行第三步，否则无足够资源，等待； （3）系统试探把资源分配给此进程，并修改相应数据结构： Available=Available—申请资源 Allocation=Allocation+申请资源 Need=Need—申请资源 （4）系统检查，若此次安全，才正式将资源分配给此进程，完成本次分配；否则本次试探分配作废，恢复原来的资源分配状态，此进程等待。 2、流程图 四、主要数据结构及其说明 Available可利用资源向量 Max最大需求矩阵 Allocation分配矩阵 Need需求矩阵 Work工作向量，表示系统可提供给进程继续运行所需的各类资源数目Finish表示系统有足够的资源分配给进程，实质运行完成 五、源程序并附上注释 #include #include #include #include #define Status int #define true 1 #define false 0 int M=10;//作业的最大数为10 int N=10;//资源的最大数为10 int Max[10][10]={0};//各进程所需各类资源的最大需求 int Available[10]={0};//系统可用资源 char name[10]={0};//资源的名称 int Allocation[10][10]={0};//系统已分配资源 int Need[10][10]={0};//还需要资源 int Request[10][10]={0};//请求资源向量 int safe[10]={0};//存放安全序列 int Work[10]={0};//存放系统可提供资源 Status Safety() { int Finish[10]={0}; int i,j,count=0,k=0,m,flag; for(j=0;j Work[j]=Available[j]; for(i=0;i { flag=0; for(j=0;j { if(Finish[i]==false&&Need[i][j]<=Work[j]) { flag++; if(flag==M) { for(m=0;m Work[m]=Work[m]+Allocation[i][m];//变分配数 Finish[i]=true; safe[k]=i; i=-1; k++; } } } } for(i=0;i if(Finish[i]==true) count++; else break; if(count==N) { printf("The safe array is:\n"); for(i=0;i printf("P %d,",safe[i]); printf("\n"); return true; } else return false; } void Print() { int i,j,n=N,m=M; printf("---------------------------------------------------\n"); printf(" Allocation Need Available \n"); printf("进程"); for(i=0;i<3;i++) { for(j=0;j printf("%c ",65+j); printf(" "); } printf("\n"); for(i=0;i { printf(" P%d",i); printf(" "); for(j=0;j printf("%d ",Allocation[i][j]); for(j=0;j printf("%d ",Need[i][j]); printf(" "); if(i==0) for(j=0;j printf("%d ",Available[j]); printf(" \n"); } printf("---------------------------------------------------\n"); } void main() { int m,n,i,j,k,temp,flag,requestnum,rn,count1=0,count2=0; printf("Please input the number of the process:\n"); scanf("%d,",&n); printf("Please input the number of the resource:\n"); scanf("%d",&m); N=n; M=m; printf("Please input the number of the Available resource:\n"); for(i=0;i scanf("%d,",&Available[i]); printf("Please input the number of the Max resource :\n"); for(i=0;i for(j=0;j scanf("%d,",&Max[i][j]); printf("Please input the number of the Allocation resource:\n"); for(i=0;i for(j=0;j scanf("%d,",&Allocation[i][j]); for(i=0;i for(j=0;j Need[i][j]=Max[i][j]-Allocation[i][j]; for(i=0;i for(j=0;j printf("%d %d %d\n",Max[i][j],Allocation[i][j],Need[i][j]); temp=Safety(); printf("%d,",temp); if(temp) { printf("It is safe now!\n"); printf("Please input the number of request:\n"); scanf("%d,",&requestnum); for(rn=0;rn { printf("Please input the number of the request Process:\n"); scanf("%d,",&k); printf("Please input the Request resouce:\n"); for(j=0;j scanf("%d,",&Request[k][j]); for(j=0;j if(Request[i][j]<=Need[i][j]) count1++; else break; if(count1==m) { for(j=0;j if(Request[i][j]<=Available[j]) count2++; else break; if(count2==m) { for(j=0;j { Available[j]-=Request[k][j]; Allocation[k][j]+=Request[k][j]; Need[k][j]-=Request[k][j]; } flag=Safety(); if(flag) { printf("Allocation!\n"); Print(); } else { for(j=0;j { Available[j]+=Request[k][j]; Allocation[k][j]-=Request[k][j]; Need[k][j]+=Request[k][j]; } printf("Wait!\n"); } } } else printf("ERROR!\n"); } } else printf("It is unsafe now!\n"); } 六、程序运行时的初值和运行结果 实验体会：本实验主要模拟银行家算法来避免死锁，犹如实验一进程调度，本实验中有更多的数据结构，实验更加复杂，但上机不断调试，慢慢地掌握解决，相对于第一个实验，此次虽更复杂但有第一次的经验，做起来要顺利一些，也更加明白动手好处。 死锁练习题 (一)单项选择题 l系统出现死锁的根本原因是( )。A．作业调度不当B．系统中进程太多C．资源的独占性D．资源管理和进程推进顺序都不得当 2．死锁的防止是根据( )采取措施实现的。A．配置足够的系统资源B．使进程的推进顺序合理C．破坏产生死锁的四个必要条件之一D．防止系统进入不安全状态 3．采用按序分配资源的策略可以防止死锁．这是利用了使( )条件不成立。A．互斥使用资源B循环等待资源c．不可抢夺资源D．占有并等待资源 4．可抢夺的资源分配策略可预防死锁，但它只适用于( )。A．打印机B．磁带机c．绘图仪D．主存空间和处理器 5．进程调度算法中的( )属于抢夺式的分配处理器的策略。A．时间片轮转算法B．非抢占式优先数算法c．先来先服务算法D．分级调度算法 6．用银行家算法避免死锁时，检测到( )时才分配资源。A．进程首次申请资源时对资源的最大需求量超过系统现存的资源量B．进程己占用的资源数与本次申请资源数之和超过对资源的最大需求量c．进程已占用的资源数与本次申请的资源数之和不超过对资源的最大需求量，且现存资源能满足尚需的最大资源量D进程已占用的资源数与本次申请的资源数 之和不超过对资源的最大需求量，且现存资源能满足本次申请量，但不能满足尚需的最大资源量 7．实际的操作系统要兼顾资源的使用效率和安全可靠，对资源的分配策略，往往采用( )策略。A死锁的防止B．死锁的避免c．死锁的检测D．死锁的防止、避免和检测的混合(二)填空题 l若系统中存在一种进程，它们中的每一个进程都占有了某种资源而又都在等待其中另一个进程所占用的资源。这种等待永远不能结束,则说明出现了______。2．如果操作系统对 ______或没有顾及进程______可能出现的情况，则就可能形成死锁。3．系统出现死锁的四 1）选择题 （1）为多道程序提供的可共享资源不足时，可能出现死锁。但是，不适当的 _C__ 也可能产生死锁。 A. 进程优先权 B. 资源的线性分配 C. 进程推进顺序 D. 分配队列优先权 （2）采用资源剥夺法可以解除死锁，还可以采用 _B___ 方法解除死锁。 A. 执行并行操作 B. 撤消进程 C. 拒绝分配新资源 D. 修改信号量 （3）发生死锁的必要条件有四个，要防止死锁的发生，可以通过破坏这四个必要条件之一来实现，但破坏 _A__ 条件是不太实际的。 A. 互斥 B. 不可抢占 C. 部分分配 D. 循环等待 （4）为多道程序提供的资源分配不当时，可能会出现死锁。除此之外，采用不适当的_ D _ 也可能产生死锁。 A. 进程调度算法 B. 进程优先级 C. 资源分配方法 D. 进程推进次序 （5）资源的有序分配策略可以破坏 __D___ 条件。 A. 互斥使用资源 B. 占有且等待资源 C. 非抢夺资源 D. 循环等待资源 （6）在 __C_ 的情况下，系统出现死锁。 A. 计算机系统发生了重大故障 B. 有多个封锁的进程同时存在 C. 若干进程因竞争资源而无休止地相互等待他方释放已占有的资源 D. 资源数大大小于进程数或进程同时申请的资源数大大超过资源总数 （7）银行家算法在解决死锁问题中是用于 _B__ 的。 A. 预防死锁 B. 避免死锁 C. 检测死锁 D. 解除死锁 （8）某系统中有3个并发进程，都需要同类资源4个，试问该系统不会发生死锁的最少资源数是 _C__ 。 A. 12 B. 11 C. 10 D. 9 （9）死锁与安全状态的关系是 _A__ 。 A. 死锁状态一定是不安全状态 B. 安全状态有可能成为死锁状态 C. 不安全状态就是死锁状态 D. 死锁状态有可能是安全状态 （10）如果系统的资源有向图 _ D __ ，则系统处于死锁状态。 A. 出现了环路 B. 每个进程节点至少有一条请求边 C. 没有环路 D. 每种资源只有一个，并出现环路 （11）两个进程争夺同一个资源，则这两个进程 B 。 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 高级调度的主要任务：用于决定把外存上处于后备队列中的哪些作业调入内存，并为它 们创建进程，分配必要的资源，然后，再将新创建的进程插入就 绪队列上，准备执行。 低级调度的主要任务：用于决定就绪队列中的哪个进程应获得处理机，然后再由分派程 序执行将处理机分配给该进程的具体操作。 引入中级调度的主要目的：是为了提高系统资源的利用率和系统吞吐量。 10. 试比较FCFS和SPF两种进程调度算法 相同点：两种调度算法都是既可用于作业调度，也可用于进程调度； 不同点：FCFS调度算法每次调度都是从后备队列中选择一个或是多个最先进入该队列的作业，将它们调入内存，为它们分配资源，创建进程，然后插入到就绪队 列中。该算法有利于长作业/进程，不利于短作业/进程。 SPF调度算法每次调度都是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，将它们调入内存中运行。该算法有利于短作业/进程，不利于长作 业/进程。 15. 按调度方式可将实时调度算法分为哪几种 】 按调度方式不同，可分为非抢占调度算法和抢占调度算法两种。 18. 何谓死锁产生死锁的原因和必要条件是什么 a.死锁是指多个进程因竞争资源而造成的一种僵局，若无外力作用，这些进程都将永远不 能再向前推进； b.产生死锁的原因有二，一是竞争资源，二是进程推进顺序非法； c.必要条件是: 互斥条件，请求和保持条件，不剥夺条件和环路等待条件。 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是资源利用率最高解决/处理死锁的方法有预防死锁、避免死锁、检测和解除死锁，其中预防死锁方法最容易实现，但由于所施加的限制条件过于严格，会导致系统资源利用率和系统吞吐量降低；而检测和解除死锁方法可是系统获得较好的资源利用率和系统吞吐量。 20. 请详细说明可通过哪些途径预防死锁 a.摒弃"请求和保持"条件：系统规定所有进程开始运行之前，都必须一次性地申请其在整 个运行过程所需的全部资源，但在分配资源时，只要有一种资源不能满足某进程的要求，即使其它所需的各资源都空闲，也不分配给该进程，而让该进程等待； b.摒弃"不剥夺"条件：系统规定，进程是逐个地提出对资源的要求的。当一个已经保持了 某些资源的进程，再提出新的资源请求而不能立即得到满足时，必须释放它已经保持了的所有资源，待以后需要时再重新申请； , c.摒弃"环路等待"条件：系统将所有资源按类型进行线性排序，并赋予不同的序号，且所 有进程对资源的请求必须严格按序号递增的次序提出，这样，在所形成的资源分配图中，不可能再出现环路，因而摒弃了"环路等待"条件。 22. 在银行家算法中，若出现下述资源分配情： 第五章死锁练习题 (一)单项选择题 1．系统出现死锁的根本原因是( )。 A．作业调度不当B．系统中进程太多C．资源的独占性D．资源管理和进程推进顺序都不得当 2．死锁的防止是根据( )采取措施实现的。 A．配置足够的系统资源B．使进程的推进顺序合理 C．破坏产生死锁的四个必要条件之一D．防止系统进入不安全状态 3．采用按序分配资源的策略可以防止死锁．这是利用了使( )条件不成立。 A．互斥使用资源B循环等待资源C．不可抢夺资源D．占有并等待资源 4．可抢夺的资源分配策略可预防死锁，但它只适用于( )。 A．打印机B．磁带机C．绘图仪D．主存空间和处理器 5．进程调度算法中的( )属于抢夺式的分配处理器的策略。 A．时间片轮转算法B．非抢占式优先数算法C．先来先服务算法D．分级调度算法 6．用银行家算法避免死锁时，检测到( )时才分配资源。 A．进程首次申请资源时对资源的最大需求量超过系统现存的资源量 B．进程己占用的资源数与本次申请资源数之和超过对资源的最大需求量 C．进程已占用的资源数与本次申请的资源数之和不超过对资源的最大需求量，且现存资源能满足尚需的最大资源量 D进程已占用的资源数与本次申请的资源数之和不超过对资源的最大需求量，且现存资源能满足本次申请量，但不能满足尚需的最大资源量 7．实际的操作系统要兼顾资源的使用效率和安全可靠，对资源的分配策略，往往采用( )策略。 A死锁的防止B．死锁的避免C．死锁的检测D．死锁的防止、避免和检测的混合 (二)填空题 1．若系统中存在一种进程，它们中的每一个进程都占有了某种资源而又都在等待其中另一个进程所占用的资源。这种等待永远不能结束,则说明出现了______。 2．如果操作系统对______或没有顾及进程______可能出现的情况，则就可能形成死锁。 3．系统出现死锁的四个必要条件是：互斥使用资源，______，不可抢夺资源和______。 4．如果进程申请一个某类资源时，可以把该类资源中的任意一个空闲资源分配给进程，则说该类资源中的所有资源是______。 5．如果资源分配图中无环路，则系统中______发生。 6．为了防止死锁的发生，只要采用分配策略使四个必要条件中的______。 7．使占有并等待资源的条件不成立而防止死锁常用两种方法：______和______. 8静态分配资源也称______，要求每—个进程在______就申请它需要的全部资源。 9．释放已占资源的分配策略是仅当进程______时才允许它去申请资源。 10．抢夺式分配资源约定，如果一个进程已经占有了某些资源又要申请新资源，而新资源不能满足必须等待时、系统可以______该进程已占有的资源。 11．目前抢夺式的分配策略只适用于______和______。 12．对资源采用______的策略可以使循环等待资源的条件不成立。 13．如果操作系统能保证所有的进程在有限的时间内得到需要的全部资源，则称系统处于______。14．只要能保持系统处于安全状态就可______的发生。 15．______是一种古典的安全状态测试方法。 16．要实现______，只要当进程提出资源申请时，系统动态测试资源分配情况，仅当能确保系统安全时才把资源分配给进程。 4.4 调度与死锁自测题 4.4.1 基本题 一、判断题(正确的在括号中记√,错误的记×) 1.死锁就是循环等待。 ( ) 2.最适合分时系统的进程调度算法是优先数法。（） 3.不存在只涉及一个进程的死锁。 ( ) 4. 在分时系统中当用户数一定时，影响响应时间的主要因素是调度算法。( ) 5.若系统中每一资源类只有一个,只要系统存在任何环路,系统状态就是不安全的。 ( ) 6.多级反馈调度算法属于抢占调度方式。（） 7.死锁是多个进程为竞争系统资源或彼此间通信而引起的一种临时性的阻塞现象。 ( ) 8.在引入线程的系统中进程程调度负责CPU的分配工作。（） 9.当进程数大于资源数时,进程竞争资源一定会产生死锁。（） 10.实时调度的关键是保证满足实时任务对截止时间的要求。（） 1. Χ 2. Χ 3.√ 4. Χ 5.√ 6. √ 7. Χ 8. Χ 9. Χ 10. √ 二、选择题 1.在三种基本类型的操作系统中,都设置了进程调度,在批处理系统中还应设置______调度。 A.作业 B.进程 C.中级 D.多处理机 2.下列算法中,_______只能采用非抢占调度方式。 A．高优先权优先法 B.时间片轮转法 C.FCFS调度算法 D.短作业优先算法 3.下面关于优先权大小的论述中,正确的论述是_____________。 A.计算型作业的优先权,应高于I/O型作业的优先权。 B.用户进程的优先权,应高于系统进程的优先权。 C.资源要求多的作业,其优先权应高于资源要求少的作业。 D.在动态优先权时,随着进程执行时间的增加,其优先权降低。 4.最适合分时系统的进程调度算法是______。 A、FCFS B、SSJF C、优先数法 D、轮转法 5.在分时系统中当用户数一定时，影响响应时间的主要因素是_____。 A、时间片 B、调度算法 C、存储分配方式 D、作业的大小 6.采用“按序分配”策略，可以破坏死锁产生的条件是______。 A、互斥 B、请求和保持 C、非剥夺 D、环路等待 7.下述解决死锁的方法中,属于死锁预防策略的是____________。 A.银行家算法 B.资源有序分配法 C.资源分配图化简法 D.撤消进程法 8.从下面关于安全状态和非安全状态的论述中,正确的论述是________。 A.安全状态是没有死锁的状态,非去全状态是有死锁的状态。 B.安全状态是可能有死锁的状态,非安全状态也是可能有死锁的状态。 C.安全状态是可能没有死锁的状态,非安全状态是有死锁的状态。 D.安全状态是没有死锁的状态,非安全状态是可能有死锁的状态。 9.关于产生死锁的现象,下面的描述最准确是__________。 A.每个进程共享某一个资源 B.每个进程竞争某一个资源 C.每个进程等待着某一个不能得到且不可释放的资源 死锁习题 一、填空题 2．死锁产生的原因是。 3．产生死锁的四个必要条件是、、、。 二、单项选择题 1．两个进程争夺同一个资源。 （A）一定死锁（B）不一定死锁 （C）不死锁（D）以上说法都不对 4．如果发现系统有的进程队 列就说明系统有可能发生死锁了。 （A）互斥（B）可剥夺 （C）循环等待（D）同步 5．预先静态分配法是通过破坏条件，来达到预防死锁目的的。 （A）互斥使用资源/循环等待资源 （B）非抢占式分配/互斥使用资源 （C) 占有且等待资源/循环等待资源 （D）循环等待资源/互斥使用资源 7．下列关于死锁的说法中，正确的是？ 1）有环必死锁; 2）死锁必有环; 3）有环无死锁; 4）死锁也无环 8．资源有序分配法的目的是？ 1）死锁预防; 2）死锁避免; 3）死锁检测; 4）死锁解除 8．死锁的预防方法中，不太可能的一种方法使（）。 A 摈弃互斥条件 B 摈弃请求和保持条件 C 摈弃不剥夺条件 D 摈弃环路等待条件 10. 资源的按序分配策略可以破坏（）条件。 A 互斥使用资源 B 占有且等待资源 C 不可剥夺资源 D 环路等待资源 三、多项选择题 1．造成死锁的原因是_________。 （A）内存容量太小（B）系统进程数量太多，系统资源分配不当 （C）CPU速度太慢（D）进程推进顺序不合适 （E）外存容量太小 2．下列叙述正确的是_________。 （A）对临界资源应采取互斥访问方式来实现共享 （B）进程的并发执行会破坏程序的“封 闭性” （C）进程的并发执行会破坏程序的“可再现性” （D）进程的并发执行就是多个进程同时占有CPU （E）系统死锁就是程序处于死循环3．通常不采用_________方法来解除死锁。 （A）终止一个死锁进程（B）终止所有死锁进程 （C）从死锁进程处抢夺资源（D）从非死锁进程处抢夺资源 （E）终止系统所有进程 5．通常使用的死锁防止策略有_________。 （A）动态分配资源（B）静态分配资源 （C）按序分配资源（D）非剥夺式分配资源 （E）剥夺式分配资源 四、名词解释 1死锁 第五章死锁 一．选择题 1.为多道程序提供的可共享资源不足时，可能出现死锁。但是，不适当的 C 也可能产生死锁。 （A）进程优先权（B）资源的线性分配 （C）进程推进顺序（D）分配队列优先权 2.采用资源剥夺法可以解除死锁，还可以采用 B 方法解除死锁。 （A）执行并行操作（B）撤销进程 （C）拒绝分配新资源（D）修改信号量 3.产生死锁的四个必要条件是：互斥、 B 循环等待和不剥夺。 （A）请求与阻塞（B）请求与保持 （C）请求与释放（D）释放与阻塞 4.在分时操作系统中，进程调度经常采用算法。 （A）先来先服务（B）最高优先权 （C）时间片轮转（D）随机 5.资源的按序分配策略可以破坏条件。 （A）互斥使用资源（B）占有且等待资源 （C）非抢夺资源（D）循环等待资源 6.在 C 情况下，系统出现死锁。 （A）计算机系统发生了重大故障 （B）有多个封锁的进程同时存在 （C）若干进程因竞争而无休止地相互等待他方释放已占有的资源 （D）资源数远远小于进程数或进程同时申请的资源数量远远超过资源总数 7。银行家算法在解决死锁问题中是用于 B 的。 （A）预防死锁（B）避免死锁 （C）检测死锁（D）解除死锁 8.支持多道程序设计的操作系统在运行过程中，不断地选择新进程运行来实现CPU的共享，但其中不是引起操作系统选择新进程的直接原因。 （A）运行进程的时间片用完 （B）运行进程出错 （C）运行进程要等待某一事件发生 （D）有新进程进入就绪队列 9. 在下列解决死锁的方法中，属于死锁预防策略的是 B 。 （A）银行家算法 （B）有序资源分配法 （C）死锁检测法 （D）资源分配图化简法 二、综合题 1.若系统运行中出现如表所示的资源分配情况，改系统是否安全？如果进程P2此时提出资源申请（1，2，2，2），系统能否将资源分配给它？为什么？ 计算机操作系统习题答 案 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT 第一章操作系统概论 1.单项选择题 ⑴ B; ⑵ B; ⑶ C; ⑷ B; ⑸ C; ⑹ B; ⑺ B；⑻ D；⑼ A；⑽ B； 2.填空题 ⑴操作系统是计算机系统中的一个最基本的系统软件，它管理和控制计算机系统中的各种系统资源； ⑵如果一个操作系统兼有批处理、分时和实时操作系统三者或其中两者的功能，这样的操作系统称为多功能（元）操作系统； ⑶没有配置任何软件的计算机称为裸机； ⑷在主机控制下进行的输入/输出操作称为联机操作； ⑸如果操作系统具有很强交互性，可同时供多个用户使用，系统响应比较及时，则属于分时操作系统类型；如果OS可靠，响应及时但仅有简单的交互能力，则属于实时操作系统类型；如果OS在用户递交作业后，不提供交互能力，它所追求的是计算机资源的高利用率，大吞吐量和作业流程的自动化，则属于批处理操作系统类型； ⑹操作系统的基本特征是：并发、共享、虚拟和不确定性； ⑺实时操作系统按应用的不同分为过程控制和信息处理两种； ⑻在单处理机系统中，多道程序运行的特点是多道、宏观上并行和微观上串行。 第二章进程与线程 1.单项选择题 ⑴ B；⑵ B；⑶ A C B D; ⑷ C; ⑸ C; ⑹ D; ⑺ C; ⑻ A; ⑼ C; ⑽ B; ⑾ D; ⑿ A; ⒀ D; ⒁ C; ⒂ A; 2.填空题 ⑴进程的基本状态有执行、就绪和等待（睡眠、阻塞）； ⑵进程的基本特征是动态性、并发性、独立性、异步性及结构性； ⑶进程由控制块（PCB）、程序、数据三部分组成，其中PCB是进程存在的唯一标志。而程序部分也可以为其他进程共享； ⑷进程是一个程序对某个数据集的一次执行； ⑸程序并发执行与顺序执行时相比产生了一些新特征，分别是间断性、失去封闭性和不可再现性； ⑹设系统中有n（n>2）个进程，且当前不在执行进程调度程序，试考虑下述4种情况： ①没有运行进程，有2个就绪进程，n个进程处于等待状态； ②有一个运行进程，没有就绪进程，n-1个进程处于等待状态； ③有1个运行进程，有1个等待进程，n-2个进程处于等待状态； ④有1个运行进程，n-1个就绪进程，没有进程处于等待状态； 上述情况中不可能发生的情况是①； ⑺在操作系统中引入线程的主要目的是进一步开发和利用程序内部的并行性； ⑻在一个单处理系统中，若有5个用户进程，且假设当前时刻为用户态，则处于就绪状态的用户进程最多有4个，最少0个； 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 （1）高级调度又称为作业调度。它是批处理系统中使用的一种调度。其主要任务是按照某种算法从外存的后备队列上选择一个或多个作业调入内存，并为其创建进程、分配必要的资源，然后再将所创建的进程控制块插入就绪队列中。（2）低级调度又称进程调度。它是距离硬件最近的一级调度。其主要任务是按照某种算法从就绪队列上选择一个（或多个）进程，使其获得CPU。 （3）引入中级调度的目的是为了提高内存利用率和系统吞吐量。其功能是，让那些暂时不能运行的进程不再占用宝贵的内存资源，而是调其到外存上等候。此时的进程状态为挂起状态。当这些进程重新具备运行条件且内存空闲时，由中级调度选择一部分挂起状态的进程调入内存并将其状态变为就绪状态。 2. 处理机调度算法的共同目标是什么批处理系统的调度目标又是什么 共同目标：资源利用率，公平性，平衡性，策略强制执行。 批处理系统的调度目标：平均周转时间短，系统吞吐量高，处理机利用率高。 6.为什么要引入高响应比优先调度算法它有何优点 在批处理系统中，FCFS算法所考虑的只是作业的等待时间，而忽视了作业的运行时间。而SJF算法正好与之相反，只考虑作业的运行时间，而忽视了作业的等待时间。高响应比优先调度算法则是既考虑了作业的等待时间，又考虑作业运行时间的调度算法，因此既照顾了短作业，又不致使长作业的等待时间过长，从而 改善了处理机调度的性能。 7.试说明低级调度的主要功能。 保存处理机的现场信息、按某种算法选取进程、把处理机分配给进程。 12.试比较FCFS和SJF两种进程调度算法。 相同点：两种调度算法都可用于作业调度与进程调度 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，将它们调入内存、分配资源、创建进程、插入到就绪队列。该算法有利于长作业/进程，不利于短作业/进程。 SJF算法每次调度都从后备队列中选择一个或若干个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。 13.在时间片轮转法中，应如何确定时间片的大小 时间片应略大于一次典型的交互需要的时间。一般因考虑三个因素：系统对相应时间的要求、就绪队列中进程的数目和系统的处理能力。 20.按调度方式可将实时调度算法分为哪几种 非抢占式和抢占式。非抢占式又分为非抢占式轮转调度算法和非抢占式优先调度算法，抢占式又分为基于时钟中断的抢占式优先级调度算法和立即抢占的优先级调度算法。 1.有三个批处理作业，第一个作业10:00 到达，需要执行2 小时；第二个作业在10:10 到达，需要执行1 小时；第三个作业在10:25 到达，需要执行25 分钟。分别采用先来先服务，短作业优先和最高响应比优先三种调度算法，各自的平均周转时间是多少？ 解： 先来先服务： （结束时间=上一个作业的结束时间+执行时间 周转时间=结束时间-到达时间=等待时间+执行时间） 短作业优先： 1)初始只有作业1，所以先执行作业1，结束时间是12:00，此时有作业2和3； 2)作业3需要时间短，所以先执行； 最高响应比优先： 高响应比优先调度算法既考虑作业的执行时间也考虑作业的等待时间，综合了先来先服务和最短作业优先两种算法的特点。 1)10:00只有作业1到达，所以先执行作业1； 2)12:00时有作业2和3， 作业2：等待时间=12:00-10:10=110m;响应比=1+110/60=2.8； 作业3：等待时间=12:00-10:25=95m，响应比=1+95/25=4.8； 所以先执行作业3 2.在一单道批处理系统中，一组作业的提交时刻和运行时间如下表所示。试计算一下三种作业调度算法的平均周转时间T 和平均带权周转时间W。 （1）先来先服务；（2）短作业优先（3）高响应比优先 解： 先来先服务： 短作业优先： 作业顺序： 1)8:00只有作业1，所以执行作业1； 2)9:00有作业2和3，作业3短，所以先执行3； 3)9:12有作业2和4，作业4短，所以先执行4； 高响应比优先： 作业顺序： 1)8:00只有作业1，所以执行作业1； 2)9:00有作业2和3 作业2等待时间=9:00-8:30=30m，响应比=1+30/30=2； 作业3等待时间=9:00-9:00=0m，响应比=1+0/12=1； 所以执行作业2； 3)9:30有作业3和4 作业3等待时间=9:30-9:00=30m，响应比=1+30/12=3.5； 作业4等待时间=9:30-9:06=24m，响应比=1+24/6=5； 操作系统的调度与死锁问题的探究和情况分析 14计科一班1410300729 田京京 一. 操作系统引论 操作系统是一组能有效阻止和管理计算机硬件和软件资源，合理地把对各类作用进行调度，以及方便用户使用的程序的集合。 1. 操作系统的目标与作用 在计算机系统上配置操作系统，其主要目标就是：方便性、有效性、可扩充性和开放性。方便性：一个未配置的计算机系统是极难使用的。配置了操作系统之后，系统便可使用编译命令将用户采用高级语言编写的程序翻译成机器代码，或直接通过OS所提供的各种命令操纵计算机，极大地方便了用户。 有效性：提高系统资源利用率以及洗脱嫩肉吞吐量。 可扩充性：能方便的添加新的功能和模块，以及对原有的功能进行添加和修改。 开放性：指系统能遵循世界标准规范。 操作系统的作用 作为用户与计算机硬件操作系统之间的接口。用户可以通过OS来使用计算机硬件。 作为计算机系统资源的管理者。这些资源主要分为：处理机、存储器、I/O设备以及文件（数据和程序）。 实现了对计算机资源的抽象。 2. 操作系统的发展过程 人工操作方式：人工的输入输出，用户独占全机。 脱机输入/输出方式：引入了高速的磁带。减少了CPU的空闲时间，提高了I/O速度。 单道批处理系统：实现对作业的连续处理，系统中的资源得不到充分利用。 多道批处理系统：多道作业存放于外存的后备队列，有作业调度选择若干个作业调入内存，资源利用率高，系统吞吐量大，但是平均周转时间长，无交互能力。 分时系统：满足用户对人-机交互的需求。是指在一台主机连接了多个配有显示器和键盘的终端并由此所组成的系统，该系统允许多个用户同时通过自己的终端，以交互的方式使用计算机，共享主机中的资源。 实时系统：是指系统能及时响应外部事件的请求，在规定时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地运行。 3. 操作系统的基本特性 上面介绍的多道批处理系统、分时系统和实时系统各自有各自的特点，但同时，他们还共同具有并发、共享、虚拟和异步四个基本特征。 并发：系统中的程序能够并发的执行，使得OS能有效地提高系统的资源利用率，增加系统的吞吐量。 并发性：是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。 并行性：指两个或多个事件在同一时刻发生。倘若在计算系统中有多个处理机，这些可以并发执行的程序便可分配到多个处理机上实现并行执行。 在未引入进程时，对于同属于一个应用程序中的两个程序只能顺序执行。引入进程，对内存中的多个程序分别建立一个进程，他们就可以并发的执行，极大地提高了系统资源利用率和系统吞吐量。 一、单项选择题 1．在为多道程序所提供的可共享的系统资源不足时，可能出现死锁。但是，不适当的 c 也可能产生死锁。 A.进程优先权 B．资源的线性分配 C.进程推进顺序 D. 分配队列优先权 2．采用资源剥夺法可解除死锁，还可以采用 b 方法解除死锁。 A.执行并行操作 B．撤消进程 C.拒绝分配新资源 D．修改信号量 3．产生死锁的四个必要条件是：互斥、 b 、循环等待和不剥夺。 A. 请求与阻塞 B．请求与保持 C. 请求与释放 D．释放与阻塞 4．发生死锁的必要条件有四个，要防止死锁的发生，可以破坏这四个必要条件，但破坏 a 条件是不太实际的。 A. 互斥 B．不可抢占 C. 部分分配 D．循环等待 5．在分时操作系统中，进程调度经常采用 c 算法。 A.先来先服务 B．最高优先权 C.时间片轮转 D．随机 6．资源的按序分配策略可以破坏 D 条件。 A. 互斥使用资源 B．占有且等待资源 C．非抢夺资源 D. 循环等待资源 7．在 C 的情况下，系统出现死锁。 A. 计算机系统发生了重大故障 B．有多个封锁的进程同时存在 C．若干进程因竞争资源而无休止地相互等待他方释放已占有的资源 D．资源数大大小于进程数或进程同时申请的资源数大大超过资源总数 8．银行家算法是一种 B 算法。 A.死锁解除 B．死锁避免 C.死锁预防 D. 死锁检测 9．当进程数大于资源数时，进程竞争资源 B 会产生死锁。 A.一定 B．不一定 10． B 优先权是在创建进程时确定的，确定之后在整个进程运行期间不再改变。 A.先来先服务 B．静态 C.动态 D．短作业 11. 某系统中有3个并发进程，都需要同类资源4个，试问该系统不会发生死锁的最少资源数是 B A．9 B．10 C．11 D．12 答：B 13．当检测出发生死锁时，可以通过撤消一个进程解除死锁。上述描述是 B 。 A. 正确的 B．错误的 14．在下列解决死锁的方法中，属于死锁预防策略的是 B 。 A. 银行家算法 B. 资源有序分配法 C．死锁检测法 D．资源分配图化简法 15．以下叙述中正确的是 B 。 A. 调度原语主要是按照一定的算法，从阻塞队列中选择一个进程，将处理机分配 给它。 B．预防死锁的发生可以通过破坏产生死锁的四个必要条件之一来实现，但破坏互斥条件的可能性不大。 C．进程进入临界区时要执行开锁原语。 D．既考虑作业等待时间，又考虑作业执行时间的调度算法是先来先服务算法。 2010年第12期吉林省教育学院学报 N o .12,2010 第26卷J O U R N A LO FE D U C A T I O N A LI N S T I T U T EO FJ I L I NP R O V I N C E V o l .26(总240期) T o t a l N o .240 收稿日期:2010—07—25作者简介:哈森格日乐,女,内蒙古兴安盟广播电视大学,讲师。研究方向:计算机应用。 操作系统中死锁与死机现象的教学比较 哈森格日乐 (内蒙古兴安盟广播电视大学,内蒙古兴安盟137400) 摘要:死锁是计算机操作系统中的一个突出问题。死锁与死机是两个不同又有关联的概念。本文从死锁与死机的概念、 产生的原因及排除三个方面进行了比较论述。 关键词:死锁;死机;进程中图分类号:G 642.0 文献标识码:A 文章编号:1671—1580(2010)12—0071—02 操作系统中的死锁可定义为:各并发进程彼此互相等待对方所拥有的资源,且这些并发进程在得到对方的资源之前不会释放自己所拥有的资源。从而造成大家都想得到资源而又都得不到资源,各并发进程不能继续向前推进的状态。它是操作系统核心在内部管理和控制的调度设计中造成系统无法继续运行的“死机”现象。 一、产生死锁与“死机”的原因(一)死锁的起因及必要条件 死锁的起因是并发进程的资源竞争。产生死锁的根本原因在于系统提供的资源个数少于并发进程所要求的该类资源数。显然,由于资源的有限性,不可能为所有要求资源的进程无限制地提供资源。但是,可以采用适当的资源分配算法,以达到消除死锁的目的。然而要达到消除死锁的目的必须了解产生死锁的必要条件。这个我们从死锁的概念就可以得到。1.互斥条件。并发进程所要求和占有的资源是不能同时被两个以上进程使用或操作的,进程对它所需要的资源进行排他性控制;2.不剥夺条件。进程所获得的资源在未使用完毕之前,不能被其他进程强行剥夺,而只能由获得该资源的进程自己释放;3.部分分配。进程每次申请它所需要的一部分资源,在等待新资源的同时,继续占用已分配到的资源;4.环路条件。存在一种进程循环链,链中每一个进程已获得的资源同时被下一个进程所请求。 (二)“死机”的原因1.W i n d o w s 的即插即用功能,简化了新硬件的安装,但随之而来的是系统启动时,总是要搜索所有的驱动程序再决定运行。因此,某些失效硬件的驱动程序会导致“死机”。 2.资源耗尽:“蓝屏”故障常常发生在进行一项比较大或比较多的工作时,或是在保存复制的时候,往往发生得比较突然。这类故障的发生原因主要是与三个堆资源(系统资源、用户资源、G D I 资源)的占用情况有关。资源耗尽会出现“系统资源严重不足”等“蓝屏”警告。平时可以观察一下系统资源的可用比例。 3.版本冲突:尤其是不同文件管理方式。W i n 98与W i n 2000等的F A T 16/32、N T F S 就是如此。 4.注册表损坏:注册表是W i n d o w s 95之后引入的一个管理新概念,采用“表格”数据结构,其中包含了系统所有的信息。在启动和运行时,机器会读取其中的内容以配置系统,同时几乎所有重要操作都会在其中留下蛛丝马迹。通过修改,轻易实现常规操作无法实现的功能,但如果其中的信息受到破坏,那么系统就不能正常工作。 5.“碎片”太多:新安装的系统,数据的存放是连续的。不断运行工作后使文件在硬盘上的存放位置凌乱异常。即便不出现错误,系统性能也要降低。需要定期对硬盘进行碎片整理。 6.驻留主存:任务栏右下侧的系统托盘内的图标控制会使操作带来很大的方便,但这样的方便不仅降低系统性能,而且会耗尽主存和其他系统资源,最后造成系统死机。 7.卸载不完整:不完全卸载,会在系统中产生大量的垃圾文件,从而导致系统的不稳定。 71 DOI :10.16083/j .cn ki .1671-1580.2010.12.059 第三章处理机调度与死锁 一、单项选择题 1、操作系统中的作业管理是一种（A ）。 A.宏观的高级管理 B.宏观的低级管理 C.系统刚开始加电 D.初始化引导完成 2、作业调度又称为[1A]，它决定将哪些在外存储器上的处于[2D]状态的作业调入主机内存。 系统经作业调度程序选中一个或多个作业后，就为它们分配必要的内存、设备及软资源。然后控制权就交给了[3B]，由[3]将它们变为一个或一组[4C]，并[5A]。 供选择的答案： [1]：A、高级调度B、低级调度C、中级调度 D、进程调度 [2]：A、就绪B、阻塞C、提交D、后备 [3]：A、存储管理模块B、处理机管理模块C、文件管理模块D、设备管理模块 [4]：A、指令B、子程序C、进程D、程序段 [5]：A、把它们挂到就绪队列上B、为它们分配处理机 C、把它们挂到后备队列上 D、为它们分配设备 3、处于后备状态的作业存放在（A ）中。 A.外存 B.内存 C.A和B D.扩展内存 4、在操作系统中，JCB是指（A ）。 A.作业控制块 B.进程控制块 C.文件控制块 D.程序控制块 5、作业在系统中存在与否的唯一标志是（C）。 A.源程序 B.作业说明书 C.作业控制块 D.目的程序 6、按照作业到达的先后次序调度作业，排队等待时间最长的作业被优先调度，这是指（A）调度算法。 A.先来先服务法 B. 短作业优先法 C.时间片轮转法 D. 优先级法 7、在批处理系统中，周转时间是（B ）。 A.作业运行时间 B.作业等待时间和运行时间之和 C.作业的相对等待时间 D.作业被调度进入内存到运行完毕的时间 8、为了对紧急进程或重要进程进行调度，调度算法应采用（B）。 A.先来先服务法 B. 优先级法 C.短作业优先法 D. 时间片轮转法 9、操作系统中，（A）负责对进程进行调度。 A.处理机管理 B. 作业管理 C.高级调度管理 D. 存储和设备管理 单项选择 1. 两个进程合作完成一项任务。在并发执行中，一个进程要等待其合作伙伴发来消息，或建立某个条件后再运行，这种制约性合作关系被称为进程的—A—。 A.同步 B.执行 C.互斥 D.调度 2. 为了进行进程协调，进程之间应当具有一定的联系，这种联系通常采用进程间交换数据的方式进行，这种方式通常称为—C—。 A. 进程互斥 B. 进程同步 C. 进程通信 D. 进程制约 3. 除了因为资源不足，进程竞争资源可能出现死锁外，不适当的—C—也可能产生死锁。 A.进程优先权 B.资源线性分配 C.进程推进顺序 D.分配队列优先权 4. 除了可以采用资源剥夺法解除死锁外，还可以采用—C—方法解除死锁。 A.修改信号量 B.拒绝分配新的资源 C.撤消进程 D.执行并行操作 5. 资源的按序分配策略可以破坏—D—条件。 A. 互斥 B. 请求与保持 C. 不剥夺 D. 环路等待 6. 在—C—的情况下，系统出现死锁。 A. 计算机系统发生了重大故障 B. 有多个阻塞的进程存在 C. 若干个进程因竞争资源而无休止地相互等待他方释放已占有的资源 D. 资源数远小于进程数或进程同时申请的资源数远超过资源总数 7.某系统中有3个进程，都需要同类资源4个，试问该系统不会发生死锁的最少资源数是—B—。 A.9 B.10 C.11 D.12 8. 银行家算法是一种—B—算法。 A. 解除死锁 B.避免死锁 C. 预防死锁 D. 检测死锁 9. 在下列解决死锁的方法中，属于死锁预防策略的是—B—。 A. 银行家算法 B. 资源有序分配 C. 死锁检测法 D. 资源分配图化简法 10. 设有n个进程共用一个相同的程序段（临界区），如果每次最多允许m个进程（m≤n）同时进入临界区，则信号量的初值应为—B—。 A. n B. m C. m-n D. -m 11.死锁定理是用于处理死锁的哪一种方法—C—。 A.预防死锁 B.避免死锁 C.检测死锁 D.解除死锁 12. AND信号量集机制是为了—C—。 A. 信号量的集中使用 B. 解决结果的不可再现性问题 C. 防止系统的不安全性 D. 实现进程的相互制约 13.临界区是指—A—。 第四章处理机调度与死锁 4.1 知识点汇总 1、处理机调度级别 ⑴调度：选出待分派的作业或进程 ⑵处理机调度：分配处理机 ⑶三级调度：高级调度（作业调度）、中级调度（内存对换）、低级调度（进程调度） 2、作业状态 ⑴作业状态分为四种：提交、后备、执行和完成。 ⑵作业状态变迁图： 图4-1 作业状态及变迁 1 3、作业调度和调度的功能 ⑴. 作业调度的任务 后备状态→执行状态执行状态→完成状态 ⑵作业调度的功能 ①记录系统中各个作业的情况 ②按照某种调度算法从后备作业队列中挑选作业 ③为选中的作业分配内存和外设等资源 ④为选中的作业建立相应的进程 ⑤作业结束后进行善后处理工作 4、进程调度和调度的功能 1）. 进程调度：后备状态→执行状态 2）. 进程调度时机：任务完成后、等待资源时、运行到时了、发现重调标志 3）. 进程调度的功能：保存现场、挑选进程、恢复现场 5、两级调度模型作业调度和进程调度的区别 2 6、评价调度算法的指标 调度性能评价准则：CPU利用率、吞吐量、周转时间、就绪等待时间和响应时间 （1）吞吐量：单位时间内CPU完成作业的数量 （2）周转时间： 1) 周转时间=完成时刻－提交时刻 2) 平均周转时间=周转时间／n 3) 带权周转时间=周转时间／实际运行时间 4) 平均带权周转时间=带权周转时间／n 7、作业与进程调度算法 （1）先来先服务（FCFS） 调度算法的实现思想：按作业（进程）到来的先后次序进行调度，即先来的先得到运行。用于作业调度：从作业对列（按时间先后为序）中选择队头的一个或几个作业运行。用于 3 进程调度：从就绪队列中选择一个最先进入该队列的进程投入运行。例如设有三个作业，编号为1，2，3。各作业分别对应一个进程。各作业依次到达，相差一个时间单位。 ①图示出采用FCFS方式调度时这三个作业的执行顺序 ②算出各作业的周转时间和带权周转时间 （2）时间片轮转（RR） 4 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？ 【解】（1）高级调度主要任务是用于决定把外存上处于后备队列中的那些作业调入内存，并为它们创建进程，分配必要的资源，然后再将新创建的进程排在就绪队列上，准备执行。（2）低级调度主要任务是决定就绪队列中的哪个进程将获得处理机，然后由分派程序执行把处理机分配给该进程的操作。（3）引入中级调度的主要目的是为了提高内存的利用率和系统吞吐量。为此，应使那些暂时不能运行的进程不再占用宝贵的内存空间，而将它们调至外存上去等待，称此时的进程状态为就绪驻外存状态或挂起状态。当这些进程重又具备运行条件，且内存又稍有空闲时，由中级调度决定，将外存上的那些重又具备运行条件的就绪进程重新调入内存，并修改其状态为就绪状态，挂在就绪队列上，等待进程调度。 3、何谓作业、作业步和作业流？ 【解】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；在操作系统的控制下，逐个作业进程处理，于是形成了处理作业流。 4、在什么情冴下需要使用作业控制块JCB？其中包含了哪些内容？ 【解】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JCB，根据作业类型将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 5．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？ 【解】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，较常用的是短作业优先调度算法和基于作业优先级的调度算法。 7．试说明低级调度的主要功能。 【解】（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。 8、在抢占调度方式中，抢占的原则是什么？ 【解】剥夺原则有：（1）时间片原则各进程按时间片运行，当一个时间片用完后，便停止该进程的执行而重新进行调度。这种原则适用于分时系统、大多数实时系统，以及要求较高的批处理系统。（2）优先权原则通常是对一些重要的和紧急的作业赋予较高的优先权。当这种作业到达时，如果其优先权比正在执行进程的优先权高，便停止正在执行的进程，将处理机分配给优先权高的进程，使之执行。（3）短作业（进程）优先原则当新到达的作业（进程）比正在执行的作业（进程）明显地短时，将剥夺长作业（进程）的执行，将处理机分配给短作业（进程），使之优先执行。 9、选择调度方式和调度算法时，应遵循的准则是什么？ 【解】应遵循的准则有（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。 10、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？ 【解】 批处理系统：FCFS算法、最小优先数优先算法、抢占式最小优先数优先算法 2 分时系统：可剥夺调度、轮转调度 实时系统：时间片轮转调度算法、非抢占优先权调度算法、基于时钟中断抢占的优先权调度算法、立即抢占的优先权调度。 11、何谓静态和动态优先权？确定静态优先权的依据是什么？ 【解】静态优先权是在创建进程时确定的，且在进程的整个运行期间保持不变。动态优先权是指，在创建进程时所赋予的优先权，是可以随进程的推进或随其等待时间的增加而改变的，以便获得更好的调度性能。确定静态优先权的依据是：（1）进程类型，通常系统进程的优先权高于一般用户进程的优先权。（2）进程对资源的需要。（3）用户要求，用户进程的紧迫程度及用户所付费用的多少来确定优先权的。 12、试比较FCFS和SPF两种进程调度算法。 【解】FCFS算法按照作业提交或进程变为就绪状态的先后次序，分派CPU。当前作业或进程占有CPU，直到执行完或阻塞，才让出CPU。在作业或进程唤醒后，并不立即恢复执行，通常等到当前作业或进程让出CPU。FCFS比较有利于长作业，而不利于短作业；有利于CPU繁忙的作业，而不利于I/O繁忙的作业。SPF有利于短进程调度，是从就绪队列中选出一估计运行时间最短的进操作系统死锁练习及答案
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