《操作系统》练习题及答案

为父进程和子进程。子进程一经产生就与父进程并发执行，子进程共享父进程的正文段和已经打开的文件。

2.4.5 解答题

1. 线程可定义为进程内的一个执行单位，或者定义为进程内的一个可调度实体。 在具有多线程机制的操作系统中，处理机调度的基本单位不是进程而是线程。一个进程可以有多个线程，而且至少有一个可执行线程。

进程和线程的关系是：

(1) 线程是进程的一个组成部分；

(2) 进程的多个线程都在进程的地址空间活动；

(3) 资源是分给进程的，而不是分给线程的，线程在执行中需要资源时，系统从进程的资源配额中扣除并分配给它；

(4) 处理机调度的基本单位是线程，线程之间竞争处理机，真正在处理机上运行的是线程；

(5) 线程在执行过程中，需要同步。 2. 引进线程的好处为：

(1) 以线程作为系统调度的基本单位，减少了系统的时空开销。以进程为系统调度的基本单位的系统中，进程的切换是很频繁的。在切换中由于要保留当时的运行环境，还要设置新选中的进程的运行环境，这既花费了处理机的时间，又增加了主存的空间，从而也限制了系统进程的数量和进程的切换速度。

(2) 引进线程提高了系统的并行能力。线程作为进程内的一个可执行实体，减少了并行粒度。线程作为调度的基本单位而不是资源分配的基本单位，调度更为容易，而且采用线程提高系统的并行能力比采用进程更为有效。

(3) 同一进程的线程共享进程的用户地址空间，所以同一进程的线程间的通信更容易实现。

3. 只有两种情况下系统可以复活。

一种情况是有因等待I/O操作完成而进入睡眠的进程，当相应的I/O操作完成后，I/O中断处理程序唤醒等待本次I/O的进程，而该进程在运行过程中又可能通过释放资源、发送消息等事件而唤醒其它进程，这样整个系统就又活跃起来了。

另一种情况是没有等待I/O操作完成的进程，但有定时睡眠的进程，当睡眠时间到期，会由时钟中断将该入睡进程唤醒，从而获得可运行进程，并有可能使系统重新活跃起来。

4. 在实际系统中，两种处理办法都是可行的，且各有优缺点。若撤消，则该进程的任务可能还没有完成，这显然是不利的，特别是当该进程的运行结果对其它进程的运行很重要（如该进程是其它进程的前趋进程，没有它的运行结果其它进程无法运行）时；若不撤消，则该进程又可能成为不可控的“孤儿”，从而产生不可预测的结果。

比较好的做法是，当一个进程的父进程被撤消时，可以将该进程“过继”给系统内一个

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级别较高的进程（如Unix中的1进程），让它有一个“新的父亲”，这样既可以继续完成其任务又不会成为不可控的。

5. 最主要的不同是“入睡”是进程的主动行为，而“挂起”可以是系统的强制行为；此外，只有在CPU上运行的进程才能执行“入睡”操作，而不管进程处于什么状态，系统都可对其执行“挂起”操作。

它们的相同点是：这两个操作都导致一个正在CPU上运行的进程从 CPU上退下来。 6. 一个进程要进入阻塞（睡眠）状态，必须通过执行相应的程序才能实现，如sleep()或block()。就绪进程当前不在CPU上运行，不能执行任何程序，当然不能使自己直接进入阻塞状态。

7.

(1) 引起各变迁的事件如下：

变迁1：正在执行的进程从处理机上退下，导致进程调度程序从就绪状态的进程中选取一个进程。

变迁2：正在执行的进程所分配的时间片用完，导致进程从处理机上退到就绪状态；或者在可抢占优先级的进程调度中，有更高有先级的进程进入就绪状态，导致正在执行的进程从执行状态退到就绪状态。

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变迁3：进程需要等待事件的发生；

变迁4：进程所等待的某事件发生了（如I/O完成）；

(2) 可能发生的因果变迁

3——1：由于处于运行状态的进程转入阻塞状态，进程调度程序根据调度算法，又从就绪队列中选择一个进程投入运行；

2——1：由于处于运行状态的进程时间片用完，重新转入就绪状态，从而使进程调度程序又从就绪队列中选择一个进程投入运行；

3——2：此种变化不存在；

4——1：4的发生与1的发生没有必然关系； 3——4：3的发生和4的发生没有必然关系。 (3) 无关变迁

变迁1、2、3与处理机有关，必然引起其它变迁，变迁4不涉及处理机，不直接引起其它变迁。

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第3章 进程的同步与通信

3.3 习题

3.3.1 选择最合适的答案

1. 用P、V操作管理临界区时，信号量的初值一般应定义为（ ）。

A.–1 B.0 C.1 D.任意值

2. 有m个进程共享同一临界资源，若使用信号量机制实现对一临界资源的互斥访问，则信号量的变化范围是（ ）。

A.1至 –(m-1) B.1至m-1 C.1至–m D.1至m 3. 在下面的叙述中，正确的是（ ）。

A.临界资源是非共享资源 B.临界资源是任意共享资源 C.临界资源是互斥共享资源 D.临界资源是同时共享资源 4. 对进程间互斥地使用临界资源，进程可以（ ）

A.互斥地进入临界区 B.互斥地进入各自的临界区

C.互斥地进入同一临界区 D.互斥地进入各自的同类资源的临界区

5. 设两个进程共用一个临界资源的互斥信号量mutex，当mutex＝1时表示（ ）。

A.一个进程进入了临界区，另一个进程等待 B.没有一个进程进入临界区 C.两个进程都进入了临界区 D.两个进程都在等待

6. 设两个进程共用一个临界资源的互斥信号量mutex，当mutex＝-1时表示（ ）。

A.一个进程进入了临界区，另一个进程等待 B.没有一个进程进入临界区 C.两个进程都进入了临界区 D.两个进程都在等待

7．当一进程因在记录型信号量S上执行P(S)操作而被阻塞后，S的值为（ ）。 A.>0 B.<0 C.≥0 D.≤0

8．当一进程因在记录型信号量S上执行V(S)操作而导致唤醒另一进程后，S的值为（ ）。

A.>0 B.<0 C.≥0 D.≤0

9．如果信号量的当前值为-4，则表示系统中在该信号量上有（ ）个进程等待。

A.4 B.3 C.5 D.0

10．若有4个进程共享同一程序段，而且每次最多允许3个进程进入该程序段，则信号量的变化范围是（ ）。

A. 3，2，1，0 B. 3，2，1，0，-1 C. 4，3，2，1，0 D. 2，1，0，-1，-2

11．若信号S的初值为2，当前值为-1，则表示有( )个等待进程？

A.0 B.1 C.2 D.3

12．如果有三个进程共享同一互斥段，而且每次最多允许两个进程进入该互斥段，则信号量的初值应设置为（ ）。

A. 3 B. 1 C. 2 D. 0 13．并发进程之间（ ）

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

14．在操作系统中，有一组进程，进程之间具有直接相互制约性。这组并发进程之间（ ）。

A.必定无关 B.必定相关 C.可能相关 D.相关程度相同

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15. （ ）操作不是P操作可完成的。

A.为进程分配处理机 B.使信号量的值变小 C.可用于进程的同步 D.使进程进入阻塞状态

3.3.2 选择所有正确的答案

1. 有关进程的描述中，（ ）是正确的。

A.进程执行的相对速度不能由进程自己来控制 B.利用信号量的P. V操作可以交换大量信息 C.同步是指并发进程之间存在的一种制约关系

D.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 2. 下列资源中，( ) 是临界资源。

A.打印机 B.非共享的资源 C.共享变量 D.共享缓冲区

3. 进程从执行状态转换到阻塞状态的可能原因是( ). A.时间片完 B.需要等待其它进程的执行结果 C.执行了V操作 D.执行了P操作

4. 进程从阻塞状态转换到就绪状态的可能原因是( ).

A. 时间片完 B. 其它进程执行了唤醒原语 C. 执行了V操作 D. 执行了P操作

5.在单处理机系统中，设系统中有n个进程（n>2）,且当前处理机没有执行进程调度程序，下述情况哪些可能发生（ ）。

A.没有运行的进程，有2个进程处于就绪状态，n个进程处于等待状态。 B.一个进程处于运行状态，n-1个进程处于等待状态。

C. 一个进程处于运行状态，1个进程处于就绪状态，n-2个进程处于等待状态。 D. 一个进程处于运行状态，n-1个进程处于就绪状态，没有进程处于等待状态

3.3.2 判断正误，错误的简要说明理由

1．一个临界资源可以对应多个临界区。

2．互斥地使用临界资源是通过互斥地进入临界区实现的。 3．同步信号量的初值一般为1。

4．引入管程是为了让系统自动处理临界资源的互斥使用问题。 5．生产者－消费者问题是一个既有同步又有互斥的问题。 6．用管程实现进程同步时，管程中的过程是不可中断的。

7．进程A、B共享变量x，需要互斥执行；进程B、C共享变量y，B、C也需要互斥执行，因此，进程A、C必须互斥执行。

8. 单道程序系统中程序的执行也需要同步和互斥。

3.3.3 简答题

1．为什么说互斥也是一种同步？

2．为什么说进程同步问题关系到OS的成败？ 3．同步机制应遵循的准则是什么？ 4．进程通信有哪三种基本类型？

5．简述解互斥问题的软、硬件方法的异同。 6．什么是原语？它与广义指令有什么区别？ 7．对临界区管理的要求是什么？

8．设有n个进程共享一个互斥段，对于如下两种情况使用信号量，信号量的值的变化怎样？

(1) 如果每次只允许一个进程进入互斥段；

(2) 如果每次最多允许m个进程（m

3.3.4解答题

1．在信号量机制中，若P(S)操作是可中断的，则会有什么问题？

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