操作系统进程调度练习题及答案解析

根据提供的文件信息，我们可以从标题、描述和标签中提取出以下知识点，并对其进行详细解释： 1. 操作系统的类型及其特点： - 分时系统（Time-Sharing System）：提供交互性较强的计算环境，允许多个用户通过终端共享同一台计算机，系统轮流为每个用户分配时间片来处理任务。 - 批处理系统（Batch Processing System）：不提供实时交互能力，运行预先打包好的作业，通常用于大规模数据处理。 - 实时系统（Real-Time System）：对时间响应要求高的系统，如火炮的自动化控制系统，强调及时性和预测性。 - 存储管理方式：单一连续区指的是早期的一种简单存储管理技术，每个进程使用一段连续的内存空间。 2. 进程与并发执行： - 进程是操作系统中进行资源分配和调度的基本单位。它是一个活动的实体，可以拥有自己的地址空间、代码、数据和执行状态。 - 多进程环境下的并发执行会导致数据封闭性的丢失，并且进程在执行过程中会间断性和不可再现性。设计者必须采取措施以确保程序的可再现性，比如使用同步机制。 3. 进程同步与互斥： - 临界资源是不能被多个进程同时访问的资源，比如打印机。为了控制对临界资源的访问，操作系统引入了信号量（Semaphore）机制。 - P.V操作通常是指对信号量进行的两个基本操作。P操作（或称为wait, down, acquire等）用于申请资源，如果信号量的值大于0，则减少信号量的值；如果为0，则进程会被阻塞。V操作（或称为signal, up, release等）用于释放资源，增加信号量的值，并可能唤醒等待该资源的其他进程。 4. 死锁： - 死锁是指多个进程因竞争资源而造成的一种僵局。在互斥使用多个同类资源的系统中，如果每个进程都持有一个资源并请求另一个资源时，系统可能会进入死锁状态。 - 为避免死锁，可以使用如资源分配图来分析资源分配情况，或者采用预防、避免、检测和恢复等策略。 5. 进程调度算法： - 分时系统中常用的进程调度算法是时间片轮转算法（Round Robin Scheduling）。该算法将CPU时间划分成固定的时间片，轮流分配给每个进程使用。 - 当一个进程的时间片用完，但任务未完成时，该进程的状态将变为就绪状态，等待下一次调度。 6. 可重入性和程序设计： - 可重入代码（Reentrant Code）指的是在多线程或多进程环境下，可以被多个并发执行的进程共享，且不会导致冲突和错误的代码。 - 可重入性是设计并发程序时考虑的一个重要特性，它确保了代码的安全性和可靠性。 以上知识点涵盖了操作系统中进程调度的基本概念，包括不同类型的系统特点、进程同步与互斥、死锁问题、进程调度算法以及并发程序设计的关键特性。理解这些知识点对于深入学习和掌握操作系统的核心原理和机制至关重要。