练习三（进程调度和死锁）
一．判断题
1．死锁就是循环等待。（错）
2．最适合分时系统的进程调度算法是优先级调度算法。（错）
3．不存在只涉及一个进程的死锁。（对）
4．若系统中一资源只有一个，只要系统存在任何环路，系统状态就是不安全的。（对）
5．多级反馈调度算法属于抢占调度方式。（对）
6．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阻塞现象。（错）
7．当进程数大于资源数时，进程竞争资源一定会产生死锁。（错）
二．选择题
1．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2．下面关于优先权大小的论述中，正确的论述是_____。
A)计算形作业的优先权，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。
3．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4．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5．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C）撤销进程法
6．在为多道程序锁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_____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
7．采用资源剥夺法可解除死锁，还可以采用_____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
8．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_____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9．在_____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)若干个进程因竞争资源而无休止地互相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。
10．银行家算法是一种_____算法。
A)死锁解除B)死锁避免C)死锁预防D)死锁检测
11．_____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
12．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_____。
A)9 B)10 C)11 D)12
13．以下叙述中正确的是_____。
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服务
算法。
三．填空题
1．处理死锁的方法通常有_死锁预防_________、__死锁避免________和____死锁检测______、__死锁解除______。
2．为破坏___请求和保持_______条件，采用资源的静态预分策略，系统对进程申请的资源进行一次性的分配，然后才启动该进程运行。
3．死锁是指再系统中的多个___进程_______，无限期地等待永远不会发生的条件。
4．进程调度负责____处理器______的分配工作。
5．在___进程_______调度算法中，按照进程进入就绪队列的先后次序来分配处理机。
6．死锁产生的必要条件有四个：_互斥______、_请求和保持______、__不剥夺_____和__环路等待_____。
7．解除死锁常用的方法有两种。___资源剥夺法_______是从其他进程那里剥夺足够数量的资源给____死锁进程______以解除死锁状态。
8．银行家算法中，当一个进程提出的资源请求将导致从__安全状态______进入___不安全状态_______时，系统就拒绝它的资源请求。
9．如果要求所有进程一次性申请它所需要的全部资源。若系统有足够的资源分配给进程，使一次把所有的资源分配给该进程。但在分配时只要有
一种资源要求不能满足，则资源全不分配，进程等待。这种死锁预防方
法破坏了死锁产生必要条件中的___请求和保持_______条件。
10．对待死锁，一般应考虑死锁的预防、避免、检测和解除四个问题。
典型的银行家算法是属于___死锁避免_______，破坏环路等待条件是属
于___死锁预防_____，而剥夺资源是___死锁解除_______的基本方法。四．应用题
1．5个进程A、B、C、D、E。它们几乎同时到达，预计它们的运行时间为
10、6、2、4、8min。其优先级分别为3、5、2、1、和4，这里5为最高
优先级。对于下列每一种调度算法。计算其进程平均周转时间（进程切
换开销可不考虑）。
①先来先服务（按A、B、C、D、E）算法。
②优先级调度算法。③时间片轮转法（假定时间片为2min）。
操作系统作业 （第一章—第四章） 一、单项选择 1 在计算机系统中配置操作系统的目的是【】。 A 增强计算机系统的功能 B 提高系统资源的利用率 C 合理组织工作流程以提高系统吞吐量 D 提高系统的运行速度 2 在操作系统中采用多道程序设计技术，能有效提高CPU、内存和I/O设备的【】。 A 灵活性 B 可靠性 C 兼容性 D 利用率 3 在操作系统中，并发性是指若干事件【】发生。 A 在同一时刻 B 一定不在同一时刻 C 在某一时间间隔内 D 依次在不同时间间隔内 4 以下不属于衡量操作系统性能指标的是【】。 A 作业的大小 B 资源利用率 C 吞吐量 D 周转时间 5 下列选项中，操作系统提供给应用程序的接口是【】。 A 系统调用 B 中断 C 函数 D 原语 6 在分时系统中，当用户数为50时，为了保证响应时间不超过1s，选取的时间片最大值为【】。 A 10ms B 20ms C 50ms D 100ms 7 假设就绪队列中有10个就绪进程，以时间片轮转方式进行进程调度，如果时间片为180ms，切换开销为20ms。如果将就绪进程增加到30个，则系统开销所占的比率为【】。 A 10% B 20% C 30% D 90% 8 中断系统一般由相应的【】组成。 A 硬件 B 软件 C 硬件和软件 D 固件 9 以下工作中，【】不是创建进程所必须的。 A 创建进程的PC B B 为进程分配内存 C 为进程分配CPU D 将PCB插入就绪队列 10 系统中有5个用户进程且CPU工作于用户态，则处于就绪状态或阻塞状态的进程数最多分别为【】。 A 5，4 B 4，0 C 0，5 D 4，5 11 如果系统中有n个进程，则就绪队列中进程的个数最多为【】。 A 1 B n-1 C n D n+1
淮海工学院计算机工程学院实验报告书 课程名：《操作系统原理A》 题目：进程调度 班级：软件132 学号：2013122907 姓名：孙莹莹
操作系统原理实验——进程调度实验报告 一、目的与要求 1）进程是操作系统最重要的概念之一，进程调度是操作系统内核的重要功能，本实验要求用C 语言编写一个进程调度模拟程序，使用优先级或时间片轮转法实现进程调度。本实验可加深对进程调度算法的理解。 2）按照实验题目要求独立正确地完成实验内容（编写、调试算法程序，提交程序清单及及相关实验数据与运行结果） 3）于2015年4月18日以前提交本次实验报告（含电子和纸质报告，由学习委员以班为单位统一打包提交）。 二、实验内容或题目 1）设计有5个进程并发执行的模拟调度程序，每个程序由一个PCB表示。 2）模拟调度程序可任选两种调度算法之一实现（有能力的同学可同时实现两个调度算法）。 3）程序执行中应能在屏幕上显示出各进程的状态变化，以便于观察调度的整个过程。 4）本次实验内容（项目）的详细说明以及要求请参见实验指导书。 三、实验步骤与源程序 （1）流程图
（2）实验步骤 1）PCB的结构：优先级算法中，设PCB的结构如下图所示，其中各数据项的含义如下： Id：进程标识符号，取值1—5。 Priority：优先级，随机产生，范围1—5。 Used：目前已占用的CPU时间数，初值为0；当该进程被调用执行时，每执行一个时间片，Used加1。 Need：进程尚需的CPU时间数，初值表示该进程需要运行的总时间，取值范围为5—10。并随机产生，每运行一个时间片need减1；need为0则进程结束。 Status：进程状态R（运行），W（就绪），F（完成）；初始时都处于就绪状态。 Next：指向就绪队列中下一个进程的PCB的指针。 2）初始状态及就绪队列组织： 5个进程初始都处于就绪状态，进程标识1—5，used初值都为0。各进程的优先级随机产生，范围1—5。处于就绪状态的进程，用队列加以组织，队列按优先级由高到低依次排列，队首指针设为head，队尾指针为tail。 3）调度原则以及运行时间的处理： 正在执行的进程每执行一个时间片，其优先级减1（允许优先级为负）。进程调度将在以下情况发生：当正在运行的程序其优先级小于就绪队列队首进程的优先级时。程序中进程的运行时间以逻辑时间片为单位。
第三章死锁习题 一、填空题 1．进程的“同步”和“互斥”反映了进程间①和②的关系。 【答案】①直接制约、②间接制约 【解析】进程的同步是指在异步环境下的并发进程因直接制约而互相发送消息，进行相互合作、相互等待，使得各进程按一定的速度执行的过程；而进程的互斥是由并发进程同时共享公有资源而造成的对并发进程执行速度的间接制约。 2．死锁产生的原因是①和②。 【答案】①系统资源不足、②进程推进路径非法 【解析】死锁产生的根本原因是系统的资源不足而引发了并发进程之间的资源竞争。由于资源总是有限的，我们不可能为所有要求资源的进程无限地提供资源。而另一个原因是操作系统应用的动态分配系统各种资源的策略不当，造成并发进程联合推进的路径进入进程相互封锁的危险区。所以，采用适当的资源分配算法，来达到消除死锁的目的是操作系统主要研究的课题之一。 3．产生死锁的四个必要条件是①、②、③、④。 【答案】①互斥条件、②非抢占条件、③占有且等待资源条件、④循环等待条件 【解析】 互斥条件：进程对它所需的资源进行排它性控制，即在一段时间内，某资源为一进程所独占。 非抢占条件：进程所获得的资源在未使用完毕之前，不能被其它进程强行夺走，即只能由获得资源的进程自己释放。 占有且等待资源条件：进程每次申请它所需的一部分资源，在等待新资源的同时，继续占有已分配到的资源， 循环等待条件：存在一进程循环链，链中每一个进程已获得的资源同时被下一个进程所请求。 4．在操作系统中，信号量是表示①的物理实体，它是一个与②有关的整型变量，其值仅能由③原语来改变。 【答案】①资源，②队列，③P-V 【解析】信号量的概念和P-V原语是荷兰科学家E．W．Dijkstra提出来的。信号量是一个特殊的整型量，它与一个初始状态为空的队列相联系。信号量代表了资源的实体，操作系统利用它的状态对并发进程共享资源进行管理。信号量的值只能由P-V原语来改变。 5．每执行一次P原语，信号量的数值S减1。如果S>=0，该进程①；若S<0，则②该进程，并把它插入该③对应的④队列中。 【答案】①继续执行，②阻塞（等待），③信号量，④阻塞（等待） 【解析】从物理概念上讲，S＞0时的数值表示某类资源可用的数量。执行一次P原语，意味着请求分配一个单位的资源，因此描述为S=S－1。当S<0时，表示已无资源，这时请求资源的进程将被阻塞，把它排在信号量S的等待队列中。此时，S的绝对值等于信号量队列上的阻塞的进程数目。 6．每执行一次V原语，信号量的数值S加1。如果①，Q进程继续执行；如果S＜=0，则从对应的②队列中移出一个进程R，该进程状态变为③。 【答案】①S＞0，②等待，③就绪 【解析】执行一次V原语，意味着释放一个单位的资源。因此，描述为S=S＋1。当S<0时，表示信号量请求队列中仍然有因请求该资源而被阻塞的进程。因此，应将信号量对应的阻塞队列中的第一个进程唤醒，使之转至就绪队列。 7．利用信号量实现进程的①，应为临界区设置一个信号量mutex。其初值为②，表示该资源尚未使用，临界区应置于③和④原语之间。
第三章处理机调度与死锁 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________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 3．产生死锁的四个必要条件是：互斥、__________、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___________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 ________________算法。 A. 先来先服务 B．最高优先权 C. 时间片轮转 D．随机 条件。______________资源的按序分配策略可以破坏． 6．
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_____________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________________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___________会产生死锁。 A. 一定 B．不一定 10．_________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
应用题参考答案 第二章 1、下列指令中哪些只能在核心态运行? (1)读时钟日期；（2）访管指令；（3）设时钟日期；（4）加载PSW；（5）置特殊 寄存器；(6) 改变存储器映象图；(7) 启动I/O指令。 答：(3)，(4)，(5)，(6)，(7)。 2、假设有一种低级调度算法是让“最近使用处理器较少的进程”运行，试解释这种算法对“I/O繁重”型作业有利，但并不是永远不受理“处理器繁重”型作业。 答：因为I/O繁忙型作业忙于I/O，所以它CPU用得少，按调度策略能优先执行。同样原因一个进程等待CPU足够久时，由于它是“最近使用处理器较少的进程”，就能被优先调度，故不会饥饿。 6、若有一组作业J1，…，Jn，其执行时间依次为S1，…，Sn。如果这些作业同时到达系统，并在一台单CPU处理器上按单道方式执行。试找出一种作业调度算法，使得平均作业周转时间最短。 答：首先，对n个作业按执行时间从小到大重新进行排序，则对n个作业：J1’，…，J n’，它们的运行时间满足：S1’≤S2’≤…≤S(n-1)’≤S n’。那么有： T=[S1’+( S1’+S2’)+ (S1’ + S2’+ S3’)+…+(S1’ + S2’+ S3’+…+ S n’)]/n =[n×S1’+( n-1)×S2’+ (n-3)×S3’]+…+ S n’]]/n =(S1’ + S2’+ S3’+…+ S n’)-[0×S1’+1×S2 ’+2×S3’+…+(n-1) S n’]/n 由于任何调度方式下，S1’ + S2’+ S3’+…+ S n’为一个确定的数，而当S1’≤S2’≤…≤S(n-1)’≤S n’时才有：0×S1’+1×S2 ’+2×S3’+…+(n-1) S n’的值最大，也就是说，此时T值最小。所以，按短作业优先调度算法调度时，使得平均作业周转时间最短。 10、有5个待运行的作业，预计其运行时间分别是：9、6、3、5和x，采用哪种运行次序可以使得平均响应时间最短？ 答：按照最短作业优先的算法可以使平均响应时间最短。X取值不定，按照以下情况讨论： 1）x≤3 次序为：x，3，5，6，9 2）3 实验2、1 进程调度 一、 实验目的 多道程序设计中,经常就是若干个进程同时处于就绪状态,必须依照某种策略来决定那个进程优先占有处理机。因而引起进程调度。本实验模拟在单处理机情况下的处理机调度问题,加深对进程调度的理解。 二、 实验要求 1． 设计进程调度算法,进程数不定 2． 包含几种调度算法,并加以实现 3． 输出进程的调度过程——进程的状态、链表等。 三、 参考例 1．题目——优先权法、轮转法 简化假设 1） 进程为计算型的(无I/O) 2） 进程状态:ready 、running 、finish 3） 进程需要的CPU 时间以时间片为单位确定 2．算法描述 1） 优先权法——动态优先权 当前运行进程用完时间片后,其优先权减去一个常数。 2） 轮转法 四、 实验流程图 开始 键盘输入进程数n,与调度方法的选择 优先权法？ 轮转法 产生n 个进程,对每个进程产生一个PCB,并用随机数产生进程的优先权及进程所需的CPU 时间 按优先权大小,把n 个进程拉成一个就绪队列 撤销进程就绪队列为空？ 结束 N Y Y 注意: 1．产生的各种随机数的取值范围加以限制,如所需的CPU 时间限制在1~20之间。 2．进程数n 不要太大通常取4~8个 3．使用动态数据结构 4．独立编程 5．至少三种调度算法 6．若有可能请在图形方式下,将PCB 的调度用图形成动画显示。 五.实验过程: (1)输入:进程流文件(1、txt),其中存储的就是一系列要执行的进程, 每个作业包括四个数据项: 进程名 进程状态(1就绪 2等待 3运行) 所需时间 优先数(0级最高) 进程0 1 50 2 进程1 2 10 4 进程2 1 15 0 进程3 3 28 5 进程4 2 19 1 进程5 3 8 7 输出: 进程执行流等待时间,平均等待时间 本程序包括:FIFO 算法,优先数调度算法,时间片轮转调度算法 产生n 个进程, 的时间片数,已占用CPU 的时间片数置为0 按进程产生的先后次序拉成就绪队列链 =0？ 撤销该进程 就绪队列为空不？ =轮转时间片数？ N Y Y Y 结束 N 第三章进程调度与死锁练习题 (一)单项选择题 1．为了根据进程的紧迫性做进程调度，应采用(B )。 A．先来先服务调度算法 B. 优先数调度算法 C．时间片轮转调度法 D．分级调度算法 2．采用时间片轮转法调度是为了( A)。 A．多个终端都能得到系统的及时响应 B．先来先服务 C. 优先数高的进程先使用处理器 D．紧急事件优先处理 3．采用优先数调度算法时，对那些具有相同优先数的进程再按( A )的次序分配处理器。 A 先来先服务 B. 时间片轮转 C. 运行时间长短 D．使用外围设备多少 4. 当一进程运行时，系统强行将其撤下，让另一个更高优先数的进程占用处理器，这种调度方式是( B )。 A. 非抢占方式 B．抢占方式 C. 中断方式 D．查询方式 5．( B)必定会引起进程切换。 A．一个进程被创建后进入就绪态 B．一个进程从运行态变成阻塞态 C．一个进程从阻塞态变成就绪态 6.( B)只考虑用户估计的计算机时间，可能使计算时间长的作业等待太久。 A．先来先服务算法 B．计算时间短的作业优先算法 C．响应比最高者优先算法 D．优先数算法 7．先来先服务算法以( A )去选作业，可能会使计算时间短的作业等待时间过长。A．进入的先后次序 B．计算时间的长短 C．响应比的高低 D．优先数的大小8．可以证明，采用( C )能使平均等待时间最小。 A.优先数调度算法 B．均衡调度算法 C．计算时间短的作业优先算法 D．响应比最高者优先算法 9．在进行作业调度时．要想兼顾作业等待时间和计算时间，应选取(D )。 A均衡调度算法 B．优先数调度算法 C．先来先服务算法 D．响应比最高者优先算法 10．作业调度算法提到的响应比是指( B )。 A．作业计算时间与等待时间之比 B．作业等待时间与计算时间之比 C．系统调度时间与作业等待时间之比 D．作业等待时间与系统调度时间之比 11．作业调度选择一个作业装入主存后，该作业能否占用处理器必须由( D )来决定。 A．设备管理 B．作业控制 C．驱动调度 D．进程调度 12．系统出现死锁的根本原因是( D )。 A．作业调度不当 B．系统中进程太多 C．资源的独占性 D．资源竞争和进程推进顺序都不得当 13．死锁的防止是根据( C )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 14．采用按序分配资源的策略可以防止死锁．这是利用了使( B)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 15．可抢夺的资源分配策略可预防死锁，但它只适用于(D )。 A．打印机 B．磁带机 C．绘图仪 D．主存空间和处理器 16．进程调度算法中的( A )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 17．用银行家算法避免死锁时，检测到(C )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 第3章处理机调度与死锁-填空题 1.高级调度又称作( )调度，其主要功能是( )；低级调度又称作( )调度，其主功能是( )。 2.作业调度必须做( )和( )两个决定。 3.进程调度的主要任务是( )、( )和( )，进程调度的方式主要有( )和( )两种方式。 4、在抢占调度方式中，抢占的原则主要有； ( )、( )和( )。 5.在设计进程调度程序时，应考虑( )、( )和( )三个问题。 6.为了使作业的平均周转时间最短，应该选择( )调度算法；为了使当前执行的进程总是优先权最高的进程，则应选择( )调度算法；而分时系统则常采用( )调度算法。 7.分时系统中，时间片选得太小会造成( )的现象，因此，时间片的大小一般选择为( )。 8.在采用动态优先权时，为了避免一个低优先权的进程处于饥饿状态，可以( )；而为了避免一个高优先权的长作业长期垄断CPU，则可以( )。 9.高响应比优先调度算法综合考虑了作业的( )和( )，因此会兼顾到长、短作业。 10.死锁产生的主要原因是( )和( )。 11.死锁产生的必要条件是( )、( )、( )和( )。 12.通过破坏死锁产生的四个必要条件可进行死锁的预防，其中( )条件 一般是不允许破坏的，一次性分配所有资源破坏的是其中的( )条件，资源的有序分配破坏的是其中的( )条件。 13.避免死锁，允许进程动态地申请资源，但系统在进行分配时应先计算 资源分配的( )。若此次分配不会导致系统进入( )，便将资源分配给它，否则便让进程( )。 14.解决死锁问题的方法有预防、避兔、检测并解除等，一次性分配所有的资源采用的是其中的( )方法，银行家算法采用的是其中的( )方法。 15.根据死锁定理，一个状态为死锁状态的充分条件是当且仅当该状态的资源分配图是( )时。 16. ( )和( )是解除死锁的两种常用方法。 操作系统作业参考答案及其知识点 第一章 思考题： 10、试叙述系统调用与过程调用的主要区别？ 答： （一）、调用形式不同 （二）、被调用代码的位置不同 （三）、提供方式不同 （四）、调用的实现不同 提示：每个都需要进一步解释，否则不是完全答案 13、为什么对作业进程批处理可以提高系统效率？ 答：批处理时提交程序、数据和作业说明书，由系统操作员把作业按照调度策略，整理为一批，按照作业说明书来运行程序，没有用户与计算机系统的交互；采用多道程序设计，可以使CPU和外设并行工作，当一个运行完毕时系统自动装载下一个作业，减少操作员人工干预时间，提高了系统的效率。 18、什么是实时操作系统？叙述实时操作系统的分类。 答：实时操作系统（Real Time Operating System)指当外界事件或数据产生时，能接收并以足够快的速度予以处理，处理的结果又能在规定时间内来控制监控的生产过程或对处理系统做出快速响应，并控制所有实时任务协调一致运行的操作系统。 有三种典型的实时系统： 1、过程控制系统(生产过程控制) 2、信息查询系统(情报检索) 3、事务处理系统(银行业务) 19、分时系统中，什么是响应时间？它与哪些因素有关？ 答：响应时间是用户提交的请求后得到系统响应的时间（系统运行或者运行完毕）。它与计算机CPU的处理速度、用户的多少、时间片的长短有关系。 应用题： 1、有一台计算机，具有1MB内存，操作系统占用200KB，每个用户进程占用200KB。如果用户进程等待I/0的时间为80％，若增加1MB内存，则CPU的利用率提高多少？ 答：CPU的利用率=1-P n，其中P为程序等待I/O操作的时间占其运行时间的比例1MB内存时，系统中存放4道程序，CPU的利用率=1－（0.8）4＝59％ 2MB内存时，系统中存放9道程序，CPU的利用率=1－（0.8）9＝87％ 所以系统CPU的利用率提高了28％ 2、一个计算机系统，有一台输入机和一台打印机，现有两道程序投入运行，且程序A先开始做，程序B后开始运行。程序A的运行轨迹为：计算50ms，打印100ms，再计算50ms，打印100ms，结束。程序B的运行轨迹为：计算50ms，输入80ms，再计算100ms，结束。 操作系统实验报告（二） 实验题目：进程调度算法 实验环境：C++ 实验目的：编程模拟实现几种常见的进程调度算法，通过对几组进程分别使用不同的调度算法，计算进程的平均周转时间和平均带权周转时间，比较 各种算法的性能优劣。 实验内容：编程实现如下算法： 1.先来先服务算法； 2.短进程优先算法； 3.时间片轮转调度算法。 设计分析： 程序流程图： 1.先来先服务算法 开始 初始化PCB，输入进程信息 各进程按先来先到的顺序进入就绪队列 结束 就绪队列？ 运行 运行进程所需CPU时间 取消该进程 2.短进程优先算法 3.时间片轮转调度算法 实验代码： 1.先来先服务算法 #include int atime; //进程到达时间 int runtime; //进程运行时间 }fcs; void main() { int amount,i,j,diao,huan; fcs f[n]; cout<<"请输入进程个数:"< 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。 《操作系统》课程作业 （2013年春） 姓名： 学号： 专业： 年级： 学校： 日期： 作业一：作业管理 1、有三道程序A、B、C在一个系统中运行，该系统有输入、输出设备各1台。三道程序 A、B、C构成如下： A：输入32秒，计算8秒，输出5秒 B：输入21秒，计算14秒，输出35秒 C：输入12秒，计算32秒，输出15秒 问：（1）三道程序顺序执行的总时间是多少？ （2）充分发挥各设备的效能，并行执行上述三道程序，最短需多少时间（不计系统开销）？并给出相应的示意图。 2、假设一个单CPU系统，以单道方式处理一个作业流，作业流中有2道作业，共占用CPU 计算时间、输入卡片数和打印输出行数如下： 其中，卡片输入机速度为1000张/分钟，打印机输出速度为1000行/分钟，试计算：（1）不采用spooling技术，计算这两道作业的总运行时间（从第1道作业输入开始到最后一个作业输出完毕）。 （2）如采用spooling技术，计算这2道作业的总运行时间（不计读/写盘时间），并给出相应的示意图。 作业二：进程管理 1、 请写出两程序S1和S2可并发执行的Bernstein 条件。 2、 有以下5条语句，请画出这5条语句的前趋图。 S1：y=x+1 R(x) W(y) S2：c=f-w R(f,w) W(c) S3：d=r-y R(r,y) W(d) S4：x=a+b R(a,b) W(x) S5：r=c+y R(c,y) W(r) 3、 设在教材第62页3.6.4节中所描述的生产者消费者问题中，其缓冲部分为m 个长度相等 的有界缓冲区组成，且每次传输数据长度等于有界缓冲区长度以及生产者和消费者可对缓冲区同时操作。重新描述发送过程deposit(data)和接收过程remove(data)。 P P P i P .. .. 1 2 i k 4、 设有k 个进程共享一临界区，对于下述情况，请说明信号量的初值、含义，并用P ，V 操作写出有关互斥算法。 （1） 一次只允许一个进程进入临界区； （2） 一次允许m （m 一、实验目的 通过对进程调度算法的设计，深入理解进程调度的原理。 进程是程序在一个数据集合上运行的过程，它是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。 进程调度分配处理机，是控制协调进程对CPU的竞争，即按一定的调度算法从就绪队列中选中一个进程，把CPU的使用权交给被选中的进程。 进程通过定义一个进程控制块的数据结构（PCB）来表示；每个进程需要赋予进程ID、进程到达时间、进程需要运行的总时间的属性；在RR中，以1为时间片单位；运行时，输入若干个进程序列，按照时间片输出其执行序列。 二、实验环境 VC++6.0 三、实验内容 实现短进程优先调度算法（SPF）和时间片轮转调度算法（RR） [提示]： (1) 先来先服务（FCFS）调度算法 原理：每次调度是从就绪队列中，选择一个最先进入就绪队列的进程，把处理器分配给该进程，使之得到执行。该进程一旦占有了处理器，它就一直运行下去，直到该进程完成或因发生事件而阻塞，才退出处理器。 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，是一种最普遍和最简单的方法。它优先考虑在系统中等待时间最长的作业，而不管要求运行时间的长短。 按照就绪进程进入就绪队列的先后次序进行调度，简单易实现，利于长进程，CPU繁忙型作业，不利于短进程，排队时间相对过长。 (2) 时间片轮转调度算法RR 原理：时间片轮转法主要用于进程调度。采用此算法的系统，其程序就绪队列往往按进程到达的时间来排序。进程调度按一定时间片（q）轮番运行各个进程. 进程按到达时间在就绪队列中排队，调度程序每次把CPU分配给就绪队列首进程使用一个时间片，运行完一个时间片释放CPU，排到就绪队列末尾参加下一轮调度，CPU分配给就绪队列的首进程。 固定时间片轮转法： 1 所有就绪进程按 FCFS 规则排队。 2 处理机总是分配给就绪队列的队首进程。 3 如果运行的进程用完时间片，则系统就把该进程送回就绪队列的队尾，重新排队。 4 因等待某事件而阻塞的进程送到阻塞队列。 5 系统把被唤醒的进程送到就绪队列的队尾。 可变时间片轮转法： 1 进程状态的转换方法同固定时间片轮转法。 2 响应时间固定，时间片的长短依据进程数量的多少由T = N × （ q + t ）给出的关系调整。 3 根据进程优先级的高低进一步调整时间片，优先级越高的进程，分配的时间片越长。 多就绪队列轮转法： (3) 算法类型 (4)模拟程序可由两部分组成，先来先服务（FCFS）调度算法，时间片轮转。流程图如下: 考点一调度的基本概念和基本准则 一、单项选择题 1.假设就绪队列中有10个进程，系统将时间片设为200ms，CPU进行进程切换要花费10ms。则系统开销所占的比率约为（）。 A．1% B.5% C.10% D.20% 2.下面关于进程的叙述不正确的是（）。 A.进程申请CPU得不到满足时，其状态变为就绪状态 B.在单CUP系统中，任一时刻有一个进程处于运行状态 C.优先级是进行进程调度的重要证据，一旦确定不能改变 D.进程获得处理机而运行的是通过调度实现的 二、综合应用题 1.分析调度的三种形式：短期调度、中期调度和长期调度的差别。 2.引起进程调度的原因有哪些？ 3.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？ 4.选择调度方式和调度算法时，应遵循的准则是什么？ 5.下列问题应由哪一些调度程序负责？ （1）发生时间片中断后，决定将处理机分给哪一个就绪进程？ （2）在短期繁重负荷情况下，应将哪个进程挂起？ （3）一个作业运行结束后，从后备作业队列中选具备能够装入内存的作业。 6.CPU调度算法决定了进程执行的顺序。若有n 个进程需要调度，有多少种可能的调度算法顺序？ 7.有些系统如MS-DOS没有提供并发处理手段。引入并发处理会导致操作系统设计的复杂性。试分析引入并发处理后导致的操作系统设计的三个主要的复杂性。 8.说明抢占式调度与非抢占式调度的区别。为什么说计算中心不适合采用非抢占式调度？ 考点二典型调度算法 一、单项选择题 1.以下哪一种说法对剥夺式系统来讲结论正确（）。 A.若系统采用轮转法调度进程，则系统采用的是剥夺式调度。 B.若现行进程要等待某一事件时引起调度，则该系统是剥夺式调度。 C.实时系统通常采用剥夺式调度。 D.在剥夺式系统中，进程的周转时间较之非剥夺式系统可预见。 2.既考虑作业的等待时间又考虑作业的执行时间的调度算法是（）。 A.相应比高者优先 B.端作业优先 C.优先级调度 D.先来先服务 3.关于作业优先权大小的论述中，正确的论述是（）。 A.计算型作业的优先级，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.长作业的优先权，应高于短作业的优先权。 D.资源要求多的作业，其优先权应高于资源要求少的作业。 E.在动态优先权中，随着作业等待时间的增加，其优先权将随之下降。 F.在动态优先权中，随着进程执行时间的增加，其优先权降低。 二、综合应用题 1.设有一组进程，它们需要占用CPU的时间及优先级如下所示： 死锁进程实验报告 一、实验目的： 观察死锁发生的现象，了解死锁发生的原因。掌握如何判断死锁发生的方法。二、实验分析： 死锁现象是操作系统各个进程竞争系统中有限的资源引起的。如果随机给进程分配资源，就可能发生死锁， 因此就应有办法检测死锁的发生。本次实验中采用“银行家算法”判断死锁的发生。 三、实验设计： 本实验设计一个3个并发进程共享3种系统资源且每种系统资源有10个的系统。系统能显示各种进程的进展情况以及检察是否有错误和死锁现象产生。 四、算法说明： “银行家算法”。按每个进程的申请数量给各个进程试探性分配资源，看能否找个一个序列使各个进程都能正常运行结束。若能，则不会发生死锁；若不能，则会发生死锁。 五、程序使用说明： 一、本程序用于检测错误和是否会发生死锁。系统有3个进程竞争3种系统资源，每种资源有10个。 二、输入各个进程的最大需求资源数目数组max[3]和已经得到的资源数目组 [3]，系统计算出各个进程还应申请的资源数目数组need[3]。 三、若进程最大需求数大于系统资源数（10），则出错；若进程申请的资源数目大于其需要的最大资源数目，则出错。 /*死锁实验源程序*/ include include 第3章处理机调度1）选择题 （1）在分时操作系统中，进程调度经常采用_D_ 算法。 A. 先来先服务 B. 最高优先权 C. 随机 D. 时间片轮转 （2）_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. 作业 B. 静态 C. 动态 D. 资源 （3）__A___ 是作业存在的惟一标志。 A. 作业控制块 B. 作业名 C. 进程控制块 D. 进程名 （4）设有四个作业同时到达，每个作业的执行时间均为2小时，它们在一台处理器上按单道方式运行，则平均周转时间为_ B_ 。 A. l小时 B. 5小时 C. 2.5小时 D. 8小时 （5）现有3个同时到达的作业J1、J2和J3，它们的执行时间分别是T1、T2和T3，且T1＜T2＜T3。系统按单道方式运行且采用短作业优先算法，则平均周转时间是_C_ 。 A. T1+T2+T3 B. (T1+T2+T3)/3 C. (3T1+2T2+T3)/3 D. (T1+2T2+3T3)/3 （6）__D__ 是指从作业提交给系统到作业完成的时间间隔。 A. 运行时间 B. 响应时间 C. 等待时间 D. 周转时间 （7）下述作业调度算法中，_ C_调度算法与作业的估计运行时间有关。 A. 先来先服务 B. 多级队列 C. 短作业优先 D. 时间片轮转 2）填空题 （1）进程的调度方式有两种，一种是抢占(剥夺)式，另一种是非抢占(非剥夺)式。 （2）在_FCFS_ 调度算法中，按照进程进入就绪队列的先后次序来分配处理机。 （3）采用时间片轮转法时，时间片过大，就会使轮转法转化为FCFS_ 调度算法。 （4）一个作业可以分成若干顺序处理的加工步骤，每个加工步骤称为一个_作业步_ 。 （5）作业生存期共经历四个状态，它们是提交、后备、运行和完成。 （6）既考虑作业等待时间，又考虑作业执行时间的调度算法是_高响应比优先____ 。 3）解答题 （1）单道批处理系统中有4个作业，其有关情况如表3-9所示。在采用响应比高者优先调度算法时分别计算其平均周转时间T和平均带权周转时间W。（运行时间为小时，按十进制计算） 表3-9 作业的提交时间和运行时间 实验一-进程调度实验 实验一进程调度实验 一、实验目的 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 二、实验类别 综合性实验。综合高级语言编程、进程调度模型、进程调度算法及数据结构等多方面的知识 三、实验示例 例题：设计一个有N个进程共行的进程调度程序 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。 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。 调度算法的流程图如下： 进程调度源程序如下: //jin gche ndiaodu.cpp #in elude "stdio.h" 第三章处理机调度与死锁 一．选择题 1．下列算法中，操作系统用于作业调度的算法是。 A．先来先服务算法B．先进先出算法 C．最先适应算法D．时间片轮转算法 2．在批处理系统中，周转时间是指。 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3．在作业调度中，排队等待时间最长的作业被优先调度，这是指调度算法。 A．先来先服务B．短作业优先 C．响应比高优先D．优先级 4．下列算法中，用于进程调度的算法是。 A．最先适应B．最高响应比优先 C．均衡资源调度D．优先数调度 5．两个进程争夺同一个资源。 A．一定死锁B．不一定死锁 C．只要互斥就不会死锁D．以上说法都不对 6．下列各项中，不是进程调度时机的是。 A．现运行的进程正常结束或异常结束B．现运行的进程从运行态进入就绪态C．现运行的进程从运行态进入等待态D．有一进程从等待态进入就绪态 7．进程调度算法有多种，不是进程调度算法。 A．先来先服务调度算法B．最短查找时间优先调度算法 C．静态优先数调度算法D．时间片轮转调度算法 8．作业调度程序从状态的队列中选取适当的作业投入运行。 A．就绪B．提交C．等待D．后备 9．在实时操作系统中，经常采用调度算法来分配处理器。 A.先来先服务 B.时间片轮转 C.最高优先级 D.可抢占的优先级10．采用时间片轮转调度算法主要是为了。 A．多个终端都能得到系统的及时响应 B．先来先服务 C．优先权高的进程及时得到调度 D．需要CPU时间最短的进程先做 11．下面关于优先权大小的论述中，不正确的论述是。 A．计算型作业的优先权，应低于I/O型作业的优先权 B．系统进程的优先权应高于用户进程的优先权 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，随着进程运行时间的增加，其优先权降低 12．产生死锁的原因是有关。 A．与多个进程竞争CPU B．与多个进程释放资源 C．仅由于并发进程的执行速度不当 D．除资源分配策略不当外，也与并发进程执行速度不当 13．有关产生死锁的叙述中，正确的是。 A．V操作可能引起死锁B．P操作不会引起死锁 C．PV操作使用得当不会引起死锁D．以上说法均不正确 14．有关死锁的论述中，是正确的。 习题一 1、举例说明为什么对并发执行的程序不加控制会产生与执行时间有关的错误？ 解：程序在并发执行时由于资源是共享的，而且常常资源数少于程序对这些资源的需求数，致使这些并发执行的程序之间因为竞争资源导致存在间接制约关系，这种间接制约使得并发执行的程序具有随机性（异步性），即“执行—暂停—执行”，它们何时启动、何时停止是未知的。例如：飞机售票系统、堆栈的存数与取数过程等（示例说明略）。 2、程序并发执行为什么会失去顺序执行时的封闭性和可再现性？ 解：所谓“封闭性”是指程序执行得到的最终结果由给定的初始条件决定，不受外界因素的影响。在程序并发执行时由于资源共享，导致这些资源的状态将由多个程序来改变，又由于存在程序执行的随机性，所以程序的运行失去封闭性。由于失去了封闭性，也将导致其失去可再现性。即虽然它们执行时的环境和初始条件相同，但得到的结果却可能各不相同。 习题二 1、试用加锁的方法解决飞机售票系统的问题。 例：民航售票系统，n个售票处 2、用机器指令（testAndset）解决飞机售票系统中任一进程的算法。 习题三 1、进程在做P、V操作时对自己和其他进程有何影响？ 进程在信号量上执行P操作后，若信号量的值为正，当前进程继续执行；若信号量的值为负，当前进程变为等待状态、放弃处理机，其它进程则有机会获得CPU。 进程在信号量上执行V操作后，不会对自己有任何影响，但当信号量的值不大于0时，需要唤醒在该信号量上所对应的等待队列中的进程。 2、设课程的前驱、后继关系如下，若每修一门课程看作进程Px（x∈1..6）试用P、V操作算法描述这种前驱与后继关系。 答： Semaphore：S1：=S2：=S3：=S4：=S5：=S6：=0； Begin Cobegin P1、P2、P3、P4、P5、P6 coend; end. P1（）P2（）P3（） Begin begin begin 修计算机导论；P（S1）；P（S2）； V（S1）；修高级语言程序设计修计算机组成原理； V（S2）；V（S3）V（S4）； End; End; End; P4（）P5（）P6（） Begin begin begin P（S3）；P（S4）；P（S5）； 修数据结构；修86汇编语言；P（S6）； V（S5）；V（S6）；修操作系统； End; End; End; 习题四 1、有三个进程R、W1、W2，进程R 从输入设备上读数据送缓冲区B，若是奇数由W1 进程从B 取数输出；若实验21 进程调度
进程调度与死锁部分练习题
第3章处理机调度与死锁-填空题
操作系统作业参考答案及其知识点
进程调度算法实验报告
《操作系统原理》5资源管理(死锁)习题
操作系统作业题及答案
操作系统原理-进程调度实验报告
第三章处理机调度与死锁 (2)
死锁进程实验报告
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第三章处理机调度与死锁习题及答案新
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