答： (1）作业

用户在一次计算过程中，或者一次事务处理过程中，要求计算机系统所做工作的总称 （2）作业步

一个作业可划分成若干部分，称为一个作业步 典型的作业控制过程： “编译”、“连接装配”、“运行”

2.一个具有分时兼批处理功能的操作系统应该怎样调度和管理作业？为什么？ 品

3.在一个批处理系统中，一个作业从提交到运行结束并退出系统，通常要经历哪几个阶段 和状态？你能说出这些状态转变的原因吗？哪些程序负责这些状态的转变？ 4.假设有三个作业，他们进入时间和估计运行的时间如下： 作业号 进入时刻 估计运行时间 1 10：00 60 分钟 2 10：10 60 分钟 3 10: 25 15 分钟

在单道批处理方式下，采用先来先服务算法和最短作业优先算法进行作业调度。请给出 他们的调度程序，并分别计算出作业平均周转时间和带权平均周转时间，请对计算结果进 行解释。

答：先来先服务：

作业号 进入时间 估计运行时间 开始时间 结束时间 周转时间 带权周转时间 1 10:00 60 10：00 11：00 60 1 2 10:10 60 11：00 12：00 110 11/6 3 10:25 15 12：00 12：15 110 22/3

平均周转时间：280/3 带权：55/6+6/6=61/6 最短作业服务:

作业号 进入时间 估计运行时间 开始时间 结束时间 周转时间 带权周转时间 1 10:00 60 10：00 11：00 60 1

2 10:10 60 11：15 12：15 125 25/12 3 10:25 15 11: 00 11: 15 50 10/3 平均周转时间：235/3 带权：1+25/12+10/3= 77/12

5.有一个两道的批处理操作系统，作业调度采用最短作业优先的调度算法，进程调度采用 基于优先数的抢占式调度算法，有如下的作业序列： 作业 进入时间 估计运行时间 优先数 1 10：00 40 分钟 5 2 10：20 30 分钟 3 3 10：30 50 分钟 4 4 10: 50 20 分钟 6

其中优先数数值越小，优先级越高。

1）列出所有作业进入内存时间及运行结束时间 2）计算作业平均周转时间和带权平均周转时间。 答：

作业号 进入时间 估计运行时间 开始时间 结束时间 周转时间 带权周转时间

1 10:00 40 10：00 11：00 60 3/2 2 10:20 30 10: 20 10：50 30 1 3 10:30 50 10：30 11：20 50 1 4 10:50 20 11: 00 11:20 30 3/2 平均周转时间：2.5 带权：5

第四章 进程管理

1..一个单 CPU 的操作系统共有 n 个进程，不考虑进程状态过渡时的情况，也不考虑空转进

程（1）给出运行进程的个数；（2）给出就绪进程的个数；（3）给出等待进程的个数。 解：1.运行进程的个数可能是 0，也可能是 1; 2,就绪的进程的个数可能是 0，也可能是 n-1 3．等待进程的个数可能是 0,也可能是 n

2.多道程序在单 CPU 上并发运行和多道程序在多 CPU 上并行执行，这两者在本质是否相同 ？为什么？请给出以上两者在实现时应考虑什么问题？

答： 1)本质上不同，前者是宏观上并发同时运行，微观上是交替顺序执行，后者则是宏观上并 行，微观上也并行。

2)在实现多道程序设计时，必须协调好资源使用者和被使用者之间的关系，即对处理机资 源加以管理，以实现处理机在各个可运行程序之间的分配与调度，对内存资源加以管理，将 内存分配给各个运行程序，还要解决程序在内存中的定位问题，并防止内存中各个程序之 间互相干扰或对操作系统的干扰，对设备资源进行管理，使各个程序在使用设备时，不发 生冲突。

3.用进程概念说明操作系统的并发性和不确定性是怎样体现出来的？ 答：进程的并发特性和异步特性体现了操作系统的并发性和不确定性。

进程的并发特性：可以同其他进程一道向前推进，即一个进程的第一个动作可以在另一 个进程的最后一个动作结束之前开始

进程的异步性：每个进程按照各自独立的，不可预知的速度向前推进。 4．PCB 的作用是什么？他是怎么样描述进程的动态本质的？

答：PCB 称为进程控制块(Process Control Block)，为了便于系统控制和描述进程的活动 过程，在操作系统核心中为进程定义一个专门的数据结构，就是 PCB。

系统利用 PCB 来描述进程的基本情况以及进程的运行变化过程。PCB 是进程存在的唯一标 志。当系统创建一个进程时，为进程设置一个 PCB，再利用 PCB 对进程进行控制和管理；撤 销进程时，-系统收回它的 PCB,进程也随之消亡。 5.进程的三个基本状态转换如图（见书），图中 1，2，3，4 表示某种类型的状态变迁，请 分别回答下列问题：

1）什么“事件”引起某一种类型的状态变迁

答：运行中的进程因为中断的发生，或者需要等待某种事件的发生，变迁到等待状态 等待状态的进程，应为所等待的事件发生了，变迁到就绪态 CPU 为空的时候，就绪态的进程就变迁到运行状态 运行的进程因为调度程序，变迁到就绪状态

2）系统中常常由于某一进程的状态变迁引起另一进程也产生状态变迁，试判断在下述情 况下，如果有的话，将发生什么因果变迁？

3 ->1 2. ->1 4->1 3->4

如果有处于就绪态的进程 （3->1） 如果有处于就绪态的进程 (2->1) CPU 为空(4->1) 等待事件发生(3->4)

3)在什么情况下，下述变迁中哪些将不立即引起其他变迁？ 1 2 3 4

当 1 发生，并不引起其他变迁

当 2 发生,如果有进程处于就绪态，引起 1 发生 当 3 发生, 如果有进程处于就绪态，引起 1 发生 当 4 发生，如果 CPU 为空，那么引起 1 发生 4）引起进程状态变迁的根本原因是什么？

答： 原因：自身的进展情况和外界环境条件的变化。自身的逻辑，中断和进程调度程序 等！

根据进程的动态性，进程在其生命周期内，需要经历一系列离散状态。 6.内核通常完成哪些功能？经过内核扩充后形成的虚拟机有哪些属性？ 答：内核一般提供如下功能

1）中断处理 2)进程调度 3)进程控制 4）进程同步与互斥；5)进程通信；6)存储管理的 基本操作 7)设备管理的基本操作 8)文件信息管理的基本操作 9)时钟管理

虚拟机的属性有：1)没有中断 2)为每个进程提供了一台虚拟处理机，每个进程好像在各 自的处理机上顺序的运行 3)为进程提供了强大的指令系统，即非特权的指令和原语一起 组成的指令系统

7.并发进程执行时一定会产生与时间有关的错误吗？为什么？

答：不一定，如果并发进程都占有一些受到保护的私有资源(包括内存，设备等资源)，那 么执行的结果和进程调度的算法以及中断等外界环境没有关系，所以不一定会产生与时间 有关的错误.

8.试举出进程状态转换的典型原因和引起进程调度的因素。

答：进程状态转换的典型原因：1 中断或者等待某事件发生,2.所等待事件发生了 3,CPU 为空引起进程调度的因素为： 1)正在执行的进程运行完毕

2)正在执行的进程调用阻塞原语将自己阻塞起来并进入等待状态

3）正在执行的进程调用了 P 原语操作，从而因为资源不足而被阻塞，或调用了 V 原语操作 激活了等待资源的进程队列

4） 执行中的进程提出了 I/O 请求后被阻塞 5） 在分时系统中时间片已经用完

以上都是 CPU 为不可抢占方式下引起进程调用的原因，当 CPU 为可抢占时，就绪队列中的进 程比当前运行的进程的优先级高，也引起进程调度 9.说明下列活动是属于哪些制约关系？ 1）若干同学去图书馆借书 进程互斥 2）两队进行篮球比赛 进程互斥

3）流水线生产中的各道工序 进程同步 4）商品生产和社会消费 进程同步

10,是否所有的共享资源都是临界资源，为什么？

答：不是，根据定义，一次只允许一个进程使用得进程才叫临界资源,能同时被多个进程

使用得资源不是临界资源

11．设一台计算机，有两条 I/O 通道，分别接一台卡片输入机和一台打印机。卡片机把一 叠卡片逐一输入到缓冲区 B1 中，加工处理后再搬到缓冲区 B2 中，并在打印机上印出，问：

1）系统要设几个进程来完成这个任务？各自的工作是什么？ 2）这些进程间有什么样的相互制约关系 3）用 P,V 操作写出这些进程的同步算法

4）设系统中只有上述几个进程，用图表示出各自状态变迁情况及原因？ 答：这是一个典型的生产者，消费者问题

1）系统要设三个进程完成任务，第一个进程 P1,从卡片输入机中读入数据，并且把数据放 入缓冲区 B1 中，第二个进程从 B1 缓冲区中取数据，加工处理后放入缓冲区 B2 中。第三个进 程将缓冲区的内容输入到打印机中打印出来 2）这三个进程之间是同步和互斥的关系 3)三个进程之间必须协调工作，需设置四个信号量，S1,S2,S3,S4 并令 S1 的初值为 1,S2 的 处置为 0，S4 的初值为 1,则程序为： 进程 p1 进程 p2 进程 p3 P(S1) P(S2) P(S3)

从卡片机中读入数据 P(S4) 将缓冲区 B2 内容 V(S2) 将 Buffer B1 中的数据 在打印机中输出 拷贝道 Buffer B2 中 V(S4) V(S1) V(S3)

4)当缓冲区 B1 为空时，当有输入时，进程 p1 进入就绪态，如果 CPU 为空，则为运行态，输 入完成后，进入等待态

如果存在进程 p2，则为等待态，当 S2+1 后，处于等待态进程进入就绪态，如果 CPU 为空 进入运行态，拷贝完成后，进入等待态

如果存在进程 p3，则为等待态，当 S3+1 后，处于等待态进程进入就绪态，如果 CPU 为空 进入运行态，输出完成后，进入等待态

12.设有无穷多个信息，输入进程把信息逐个写入缓冲区，输入进程逐个地从缓冲区中取 出信息。在下述情况下：1)缓冲区是环形的，最多可以容纳 n 个信息；2）缓冲区是无穷大 的。

试分别回答下列问题？

1)输入，输出两进程读，写缓冲区需要什么条件？

2)用 P,V 操作写出输入，输出两进程的同步算法，并给出信号量含义以及初值 3)指出信号量的值的变化范围和其值的含义 答：

一：当缓冲区的大小为 n 时

1）当缓冲区信息为空的时候，输出进程无法读，处于等待状态，当缓冲区信息为满的时 候无法写，都某个缓冲区单位进行读写的时候，要互斥

2） 1.空的信号量 empty 初值为 n, 满的信号量为 full 初值为 0, 对缓冲区单元的互斥信号 量为 mutex,j,k 为缓冲区单位地址，初值为 0 写进程 读进程 P(empty) P(full) P(mutex) P(mutex)