【操作系统】《计算机操作系统》汤小丹 第2章 进程的描述和控制

博主：海底淤泥

1.什么是前趋图？为什么要引入前趋图？

　　前趋图：一个有向无循环图，它用于描述进程之间的先后顺序

　　作用：更好描述程序的顺序和并发执行情况

2.试画出下面四条语句的前趋图

S1:a=x+y　　S2:b=z+1　　S3:c=a-b　　S4:w=c+1

　　S1->S3　　S2->S3　　S3->S4

3.为什么程序并发执行会产生间断特征？

　　程序在并发执行时，由于它们共享系统资源，以及为完成同一项任务相互合作，至使在这些并发程序之间形成了相互制约的关系

4.程序并发执行时为什么会失去封闭性和可再现性？

　　失去封闭性：当系统存在着多个可以并发执行的程序时，系统中的各种资源将为它们所共享，而这些资源的状态也由这些程序来改变，导致其中任意程序运行时，其环境都必然会受到其他程序的影响。

　　失去可再现性：程序并发执行时，由于失去了封闭性，其计算结果必然将与并发程序的执行速度有关，从而使程序的执行失去了可再现性

5.在操作系统中为什么要引入进程的概念？它会产生什么影响？

　　为了使程序并发执行，并且可以对并发执行的程序加以描述和控制，人们引入了“进程”的概念。

　　影响：使程序并发执行，进程实体和其他进程实体并发执行

6.试从动态性、并发性、和独立性上比较进程和线程

　　动态性：进程实体有一定生命期，是动态的；而程序是一组有序指令集合，并存放在某种介质上，其本身不具有活动意义，是静态的

　　并发性：进程可以并发执行，没有PCB的程序是不能并发执行的

　　独立性：进程实体是一个能独立运行，独立获得资源和独立接受调度的基本单位。未建立PCB的程序不能作为一个独立的单位参与运行

7.试说明PCB的作用具体表现在什么方面，为什么说PCB是进程存在的唯一标志？

　　PCB描述进程是基本情况和活动过程，进而控制和管理进程。

　　创建进程：创建进程实体的PCB

　　撤销进程：撤销进程实体的PCB

8.PCB提供了进程管理和进程调度所需要的哪些信息？

　　1.进程标识符　　2.处理机状态　　3.进程调度信息　　4.进程控制信息

9.进程控制块的组织方式有哪几种？

　　1.线性方式　　2.连接方式　　3.索引方式

10.何谓操作系统内核？内核的主要功能是什么？

　　通常将一些硬件紧密相关的模块、各种常用设备的驱动程序以及运行频率较高的模块，都安排在紧靠硬件的软件层次中，将它们常驻内存，被称为操作系统内核

　　功能：1.对重要软件进行保护，防止遭到其他程序的破坏　　2.提高OS的运行效率

11.试说明进程在三个基本状态之间转换的经典原因

　　就绪->执行：进程调度

　　执行->就绪：时间片完

　　执行->阻塞：I/O请求

　　阻塞->就绪：I/O完成

12.为什么要引入挂起状态？该状态有哪些性质？

　　原因：1.终端用户的需要　　2.父进程的请求　　3.负荷调节的需要　　4.操作系统的需要

　　性质：1.若程序正在执行，将暂停执行　　2.若原本处于就绪状态，则该程序不接受调度

13.在进行进程切换时，所要保存的处理机状态信息有哪些？

　　1.通用寄存器　　2.指令计数器　　3.程序状态字PSW　　4.用户栈指针

14.试说明引起进程创建的主要事件。

　　1.用户登录　　2.作业调度　　3.提供服务　　4.应用请求

15.试说明引起进程被撤销的主要事件

　　1.正常结束　　2.异常结束　　3.外界干预

16.在创建一个进程时所要完成的主要工作是什么？

　　1.申请空白PCB　　2.分配其运行所需的资源　　3.初始化进程控制模块PCB　　4.插入就绪队列

17.在撤销一个进程时所要完成的主要工作是什么？

　　1.读出PCB状态　　2.终止进程　　3.终止子进程　　4.归还资源　　5.将PCB移除所在队列

18.试说明引起进程阻塞或被唤醒的主要事件是什么？

　　1.向系统请求共享资源失败　　2.等待某种操作的完成　　3.新数据尚未到达　　4.等待新任务的到达

19.为什么要在OS中引入线程？

　　解决单处理机环境下的程序并发问题

20.试说明线程具有哪些属性？

　　1.是调度的基本单位　　2.并发性　　3.拥有资源　　4.独立性　　5.系统开销小　　6.支持多处理机系统

21.试从调度性、并发性、拥有资源及系统开销方面对进程和线程进行比较

　　调度性：线程的调度只需保存少量寄存器内容，代价远低于进程

　　并发性：不但不同进程的线程可以并发执行，统一进程的线程也可以并发执行，有效提高系统吞吐量

　　拥有资源：进程可以拥有系统资源，线程仅有一点不可缺少的能保证独立运行的资源

　　系统开销：线程的系统开销远低于进程的系统开销

22.线程控制块TCB中包含了哪些内容？

　　1.线程标识符　　2.一组寄存器　　3.线程运行状态　　4.优先级　　5.线程专有存储区　　6.信号屏蔽　　7.堆栈指针

23.何谓用户级线程和内核支持线程

　　内核支持线程KST：在OS中所有进程都是在操作系统内核支持下运行的。

　　用户级线程ULT：用户级线程是在用户空间中实现的。对线程的创建、撤销、同步与通信等功能，都无需内核的支持。

24.试说明用户级线程的实现方法

　　用户级线程是在用户空间中的实现的，运行在“运行时系统”与“内核控制线程”的中间系统上。

　　运行时系统用于管理和控制线程的函数的集合。

　　内核控制线程或轻型进程LWP可通过系统调用获得内核提供服务，利用LWP进程作为中间系统。

25.试说明内核支持线程的实现方法

　　系统在创建新进程时，分配一个任务数据区PTDA，其中包括若干个线程控制块TCB空间。

　　创建一个线程分配一个TCB，有关信息写入TCB，为之分配必要的资源。

　　当PTDA中的TCB  用完，而进程又有新线程时，只要所创建的线程数目未超过系统允许值，系统可在为之分配新的TCB。

　　在撤销一个线程时，也应回收线程的所有资源和TCB。

26.多线程模型有哪几种？多对一模型有何优缺点？

　　三种：多对一模型、一对一模型、一对多模型

　　优点：线程管理开销小，效率高

　　缺点：如果一个进程在访问内核时发生阻塞，则整个进程将被阻塞。

　　　　　　任意时刻，只有一个线程能访问内核，多线程不能同时在多个处理机上运行

博主：海底淤泥