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【操作系统 第3章 作业】
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&&处理机调度与死锁
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2 操作系统习题及参考答案
导读：3下面给出一种使用P、V操作实现的办法，则最终它将完成该P操作的执行，证明：若Pi仅因为chopstick[i]=0而没有完成P操作，最终它将完成该操作（和eat）的执行，1．操作系统中的高级调度是指：A，12．在UNIX系统中，A、0进程B、1进程C、kill系统调用D、作业调度进程，14．在操作系统中用户进程本身启动的唯一状态转换是__B__，批处理系统常采用D方式，分时系统采用E方式，选
releasechopstick(i);
(* main program *)
philosopher(0); philosopher(1); philosopher(2); philosopher(3); philosopher(4);
注：这种使用管程方法解决了死锁，同时又是互斥执行。
3下面给出一种使用P、V操作实现的办法，它不仅保证了安全性，而且也不会发生死锁和饥○
饿现象。相应的程序描述如下：
var chopstick: array[0..4] (*binary*)
Procedure philosopher(i:integer);
P(chopstick[(i+1) mod 5]);
V(chopstick[i]);
V(chopstick[(i+1) mod 5]);
begin (*main program *)
for i:=0 to 4 do chopstick[i]:=1;
philosopher(0); philosopher(1); philosopher(2); philosopher(3); philosopher(4);
除了增加一个信号量room外，这种解决方法与第一中解决方法类似。安全性同前面一样得到了保证。也不会产生死锁，因为room保证了至多有4个哲学家试图（同时）去存取chopstick。而且根据“鸽巢原理”（pigeon-hole priciple），在圆圈中的4个哲学家之间分配5支筷子的任何尝试将导致至少一个哲学家会分得二支筷子，有关信号量room的不变式是：room+(p(room)和v(room)之间的进程个数)=4。
下面通过一系列的引理来证明该方法也不会出现饥饿现象。
引理1 若进程Pi执行了P(chopstick[i])，则最终它将完成该P操作的执行。
证明：若Pi仅因为chopstick[i]=0而没有完成P操作，这隐含Pi-1正在用餐（因为Pi-1这时右手边的那支筷子，在eat之前被Pi-1拿走了）。最终Pi-1用完餐就会马上执行V(chopstick[i])而允许Pi继续。
引理2 若Pi正没完没了地等待在chopstick[i+1]上，则Pi+1正没完没了地等待在chopstick[i+2]上。
证明：仅考虑Pi和Pi+1“竞争”信号量chopstick[i+1]的情况。若Pi+1在think出终止，则chopstick[i+1]就不可能阻塞Pi。类似地，Pi和Pi+1不可能同时都阻塞在同一信号量chopstick[i+1]上（考虑该信号量的不变式）。因此，如果Pi被阻塞在chopstick[i+1]上，而且假定Pi+1决不会“唤醒”这个信号量，那么剩下的唯一可能是Pi+1被无限期地阻塞在信号量chopstick[i+2]上。
引理3 若Pi执行P(chopstick[i+1])，最终它将完成该操作（和eat）的执行。
证明：通过连续四次运用引理2，我们便得知，若Pi没完没了地等待在chopstick[i+1]上，则Pi+1就没完没了地等待在chopstick[i+j+1]上，其中j=1,2,3,4，但这与信号量room的不变式相矛盾。
第三章 处理机调度与死锁
3.1 选择题
1．操作系统中的高级调度是指：A
A. 作业调度
B. 进程调度
C. 进程交换调度 D. 线程调度
2．作业经过下面哪一个过程进入“后备”状态？A
A. 作业创建
B. 作业调度
C. 进程调度
D. 作业终止
3．要求进程一次性申请所需的全部资源，是破坏了死锁必要条件中的哪一条？B
B. 请求与保持
D. 循环等待
4．使用“银行家算法”决定是否给进程分配资源，这种策略属于：B
A. 预防死锁
B. 避免死锁
C. 检测死锁
D. 解除死锁
5．对资源编号，要求进程按照序号顺序申请资源，是破坏了死锁必要条件中的哪一条？D
B. 请求与保持
D. 循环等待
6．通过破坏死锁必要条件之一来防止死锁产生，这种策略属于：A
A. 预防死锁
B. 避免死锁
C. 检测死锁
D. 解除死锁
7．当某个作业被作业调度程序选中，进入内存开始运行时，作业的状态为:D
Ａ、提交状态
Ｂ、完成状态
Ｃ、执行状态
Ｄ、后备状态
8．死锁定理用于:A
Ａ、预防死锁
Ｂ、解除死锁
Ｃ、避免死锁
Ｄ、检测死锁
9．进入输入井的作业其状态处于（ D ）
Ａ、提交状态
Ｂ、完成状态
Ｃ、执行状态
Ｄ、后备状态
10．作业由后备状态转变为执行状态是通过以下那个调度程序实现的（ A ）
Ａ、作业调度
Ｂ、进程调度
Ｃ、中级调度
Ｄ、驱臂调度
11．以下那种调度算法不可能是剥夺式的（ A ）
Ａ、先来先服务
Ｂ、最短ＣＰＵ执行期优先
Ｃ、最高优先权
Ｄ、轮转法
12．在UNIX系统中，用来实现进程换入换出的是（ B ）
C、kill系统调用
D、作业调度进程
13．可以破坏环路等待条件的策略是（ C ）
A、资源抢占
B、独享分配
C、按序分配
D、共享分配
14．在操作系统中用户进程本身启动的唯一状态转换是__B__。
C、时间片到
15．把资源按类型排序编号，并要求进程严格按序申请资源，这种方法摒弃了下述哪一个（D）死
锁发生条件？
A、互斥条件
B、部分分配条件
C、不剥夺条件 D、环路等待条件
16．以下哪种调度算法不可能是剥夺方式的？（ A ）
A、先来先服务 B、最短CPU执行期优先 C、最高优先权 D、轮转法
17．作业调度无工作可做时处于进程调度作为 C 执行，通常采用两种调度方法，批处理系统常采用 D 方式，分时系统采用 E 方式。在内存和外存对换区之间完成‘页面对换’或‘分段对换’功能的进程称之为 F 调度。
选择答案：
激活 （2）唤醒 （3）就绪 （4）挂起 （5）阻塞 （6）非抢占
（7） 进程 （8）原语
（9）低级 （10）高级 （11）中级 （12）抢占
18．CPU的状态可分为用户态和，CPU状态由现行的CPU执行特权指令将产生 C ，中断处理程序将 D 该程序的执行。
选择答案：
（1）运行态
（3）系统态
（4）通道寄存器
（5）指令寄存器
程序状态字
（7）I/O中断
（8）访管中断 （9）程序中断 （10）终止
（11） 暂停
19．现有3个同时到达的作业J1、J2和J3，它们的执行时间分别为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
3.2 填空题
1．常用的多道处理系统的作业调度算法有 先来先服务调度算法、 基于优先级的作业调度、分时与
优先级结合的作业调度、 综合考虑资源要求的调度策略、 轮转法 。
2．产生死锁的原因 系统资源不足、进程推进顺序非法 。
3．一个作业从提交开始到完成，往往要经历和中级调度三级调度。
4．常用的单道批处理作业调度有 短作业优先、最高响应比（优先） 和 先来先服务 。
5．解决死锁问题常用的三种方法是、。
3.3 判断题
1．多用户实时操作系统一定采用剥夺调度方式。对
2．进程发出I/O请求后将被阻塞，直至I/O操作完成。对
3．死锁危害很大，操作系统要绝对防止死锁的发生。错
4．不安全状态是死锁状态。错
5．处于死锁的系统中，没有进程可再运行。错
6．最短CPU执行期优先算法一定是剥夺式的。 错
7．多级反馈队列属于非剥夺式调度。
8．最短CPU执行期优先算法(SCBF--Shortest CPU Burst First)一定是剥夺式的。错
9．一系统处于死锁状态则一定是不安全状态。对
10．作业A处于运行状态，作业A的进程一定处于执行状态。错
11．如果死锁的四个必要条件同时成立，则系统一定产生死锁。错
12．在分时系统中，时间片越小，一个作业的总运行时间越短。错
13．预防死锁可通过屏弃“互斥条件”实现。错
14．进程被创建后处于就绪状态。对
15．作业A处于运行状态，但作业A的进程B可能处于阻塞状态。对
16．当进程提出资源请求得不到满足时，系统必定发生死锁。错
17．当进程调度采用以下方案时，判断各语句的对错，对者在□中打“√“，错者在□中打“ד。
1）先来先服务调度：
（1）到达时间指进入内存时间。错
（2）进程获得CPU一直运行到完成或等待某事件才让出CPU。对
（3）有利于I/O忙的工作。对
2）短进程优先调度：
（1）用户满意度好。对对
（2）吞吐量好。对
（3）长进程运行机会少。对
3）多级反馈队列调度（就绪队列1、就绪队列2、`````````，优先级依次下降）：
(1)各就绪对列的优先级依次下降，他们分得的时间片依次增加。对
(2)某就绪队列给予较大的时间片，是因为该队列的进程优先级高。错
(3)只有就绪队列1为空时，才去调度就绪对列2中的进程。对
(4)进入高优先级就绪队列的进程不能抢占低优先级对列进程的CPU。错
(5)长进程可能出现在各个就绪对列中。对
(6)为了保证响应时间，就绪对列1的时间片设置必须使得大部分终端命令在几个
时间片内完成。错
3.4 简答题
1．进程调度的时机有哪些？
1正在执行的进程执行完毕或因发生某事件而不能再继续执答：进程调度的时机主要有以下几种：○
2执行中的进程因提出I/O请求而暂停执行；○3在进程通信或同步过程中执行了某种原语操作行；○
4在可剥夺式调度中，有比当前进程优先权更高的进程进入就绪队如P操作、阻塞、挂起原语等；○
5在时间片轮转法中，时间片完。 列；○
通常系统是按先来先服务或优先权形式来组织调度队列。
2．何为死锁？产生死锁的原因和必要条件是什么？
答：死锁是指多个进程的永久性阻塞现象，产生的原因主要有2个：进程间竞争资源；进程推进顺序非法。
产生死锁的四个必要条件：
（1）互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用。
（2）请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。
（3）不剥夺条件：进程已获得的资源，在末使用完之前，不能强行剥夺。
（4）循环等待条件：若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。
这四个条件是死锁的必要条件，只要系统发生死锁，这些条件必然成立，而只要上述条件之一不满足，就不会发生死锁。
3．死锁排除的方法有哪些？
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单项选择题有3个作业J1、J2和J3，其运行时间分别是2、5和3小时，假定它们同时到达，并在同一台处理机上以单道方式运行，则平均周转时间最小的执行序列是(
)。A．J1，J2，J3 B．J3，J2，J1C．J2，J1，J3 1).J1，J3，J2
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