电大本科操作系统形考任务中的简答题和
应用题
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《操作系统》形考作业1
第1章 操作系统概述 三、简答题
1、简述操作系统的定义和主要功能。
答：定义：操作系统是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源、有效地组织多道程序运行的系统软件（或程序集合），是用户与计算机之间的接口。 主要功能：（1）存储管理（2）进程和处理机管理（3）文件管理（4）设备管理（5）用户接口管理。
2、操作系统一般为用户提供了哪三种界面？各有什么特点？
答：操作系统一般为用户提供的三种界面是：图形用户接口、命令行接口和程序接口。
（1）图形用户接口：用户利用鼠标、窗口、菜单、图标等图形界面工具，可以直观、方便、有效地使用系统服务和各种应用程序及实用工具。
（2） 命令行接口：在提示符之后用户从键盘上输入命令，命令解释程序接收并解释这些命令，然后把它们传递给操作系统内部的程序，执行相应的功能。 （3）程序接口：也称系统调用接口。系统调用是操作系统内核与用户程序、应用程序之间的接口。在UNIX/Linux系统中，系统调用以C函数的形式出现。 第2章 进程管理 三、简答题
1、在操作系统中为什么要引入进程的概念？它与程序的区别和联系是怎样的？
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答：程序在并发执行方式下，运行时具有异步性的特征，“程序”这个静态概念已经不能如实反映程序并发执行过程中的特征了。因此引入“进程”的概念来描述程序动态执行过程的性质。
区别：（1）动态性。程序是指令的有序集合，是静态的、被动的概念，可以作为一种软件资源长期保存；进程是程序的一次执行过程，是动态的、主动的概念，有一定的生命期，会动态地产生和消亡。（2）并发性。进程是一个独立运行的单位，能与其他进程并发执行。进程是作为资源申请和调度单位存在的；而程序是不能作为一个独立运行的单位而并发执行的。
（3）非对应性。程序和进程无一一对应的关系。一个程序可以被多个进程共用；一个进程在其他活动中又可以顺序地执行若干个程序。（4）异步性。各个进程在并发执行过程中会产生相互制约关系，造成各自前进速度的不可预测性。而程序本身是静态的，不存在这种异步特征。
联系：程序是构成进程的组成部分之一，一个进程的运行目标是执行它所对应的程序。如果没有程序，进程就失去了其存在的意义。进程映像由程序、数据集合、栈和进程控制块（PCB）四部分组成。 2、进程进入临界区的调度原则是什么？
答：①如果有若干进程要求进入空闲的临界区，一次仅允许一个进程进入。②任何时候，处于临界区内的进程不可多于一个。如已有进程进入自己的临界区，则其它所有试图进入临界区的进程必须等待。③进入临界区的进程要在有限时间内退出，以便其它进程能及时进入自己的临界区。④如果进程不能进入自己的临界区，则应让出CPU，避免进程出现“忙等”现象。 四、应用题
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1、用如图1所示的进程状态转换图能够说明有关处理机管理的大量内容。
图1 进程状态转换图
试回答：
（1）什么事件引起每次显著的状态变迁？
（2）下述状态变迁因果关系能否发生？为什么？ ①2→1 ②3→2 ③4→1 解：（1）
就绪→运行：CPU空闲，就绪态进程被调度程序选中。
运行→就绪：正在运行的进程用完了本次分配给它的CPU时间片。
运行→阻塞：运行态进程因某种条件未满足而放弃对CPU的占用，如等待读文件。
阻塞→就绪：阻塞态进程所等待的事件发生了，例如读数据的操作完成。 （2）
①2→1：可以。运行进程用完了本次分配给它的时间片，让出CPU，从就绪队列中选一个进程投入运行。
②3→2：不可以。任何时候一个进程只能处于一种状态，它既然由运行态变为阻塞态，就不能再变为就绪态。
③4→1：可以。某一阻塞态进程等待的事件出现了，而且此时就绪队列为空，该进程进入就绪队列后马上又被调度运行。
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2、判断下列同步问题的算法是否正确？若有错，请指出错误原因并予以改正。 （1）设A，B两个进程共用一个缓冲区Q，A向Q写入信息，B从Q读出信息，算法框图如图2所示。
（2）设A，B为两个并发进程，它们共享一个临界资源。其运行临界区的算法框图如图3所示。
图2 进程A, B的算法框图 图3 两个并发进程临界区的算法框图 解：
（1）图2所示的算法不对。因为A、B两个进程共用一个缓冲区Q，如果A先运行，且信息数量足够多，那么缓冲区Q中的信息就会发生后面的冲掉前面的，造成信息丢失，B就不能从Q中读出完整的信息。
改正： A、B两进程要同步使用缓冲区Q。为此，设立两个信号量： empty表示缓冲区Q为空，初值为1； full表示缓冲区Q为满，初值为0。算法框图如图4所示。
（2）图3所示的不对。因为A、B两个进程是并发的，它们共享一个临界资源，所以二者应互斥地使用该临界资源，在进入临界区时不存在先A后B的时序关系，而是哪个进程先到一步就先进入自己的临界区。
改正： A、B两个进程应互斥地进入临界区。为此，设立一个信号量：互斥信号量mutex，其初值为1。算法框图如图5所示。
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