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北航操作系统课程-20200326课堂小测-进程与线程

2020-03-26-课堂小测-进程与线程

北京航空航天大学计算机学院-2020春操作系统课程
以下题目作者为北航计算机学院操作系统课程组，客观题答案由课程组给出，解析及主观题答案均为博主原创，水平有限，如有错误敬请批评指正。

1 以下说法正确的是：（单选）

A. 多个程序并发执行一定能够比顺序执行效率高

B. 多个程序并发执行一定能够比顺序执行有更高的系统资源使用率

C. 并行是并发的特例

D. 并发是指两个进程同时活跃在不同处理机上

答：C

设有两个活动a1和a2，如果在某一指定的时间t，无论a1和a2是在同一处理机上还是在不同的处理机上执行，只要a1和a2都处在各自的起点和终点之间的某一处，则称a1和a2是并发执行的。并行仅仅指两个程序同时运行在不同的处理机上。

从上述的并发和并行的概念可以看出，并发是较为宽泛的概念，并不一定要求进程活跃在不同的处理机上，D错误。并发程序有可能仅仅是在交替轮流使用同一个处理机，因而当多个程序本身没有较多的并发需求时（例如IO请求不多时），伪并行的并发并不会在执行效率和资源利用率上优于顺序执行，反而有可能因为进程切换的开销而劣于顺序执行，A、B错误。并行是并发的特例，并发有可能是真并行，也有可能是轮流使用同一处理机的伪并行，C正确。

2 以下说法正确的是：（单选）

A. 不满足Bernstein条件的程序不能并发执行

B. 满足Bernstein条件的程序并发一定具有确定的执行结果

C. 不满足Bernstein条件的并发程序就不可能有确定的执行结果

D. 只要两个并发程序都要访问相同的存储器，就不能确定他们的并发执行结果

答：B

Bernstein条件是判断程序并发执行结果是否可再现的充分条件，也就是说满足Bernstein条件的程序一定具有确定的执行结果，而不满足的不一定具有确定的执行结果，例如两程序在读写集上看存在读写冲突，但实际上在编程时使用加锁保护等措施没有让读写冲突发生，这时候也具有确定的执行结果，B正确，C错误。不满足Bernstein条件的程序当然也可以并发执行，只不过不一定会有确定的执行结果，A错误。两个并发程序访问相同的存储器，只要满足Bernstein条件就可以确定其并发执行结果，D错误。

3 以下说法不正确的是：（单选）

A. 进程是程序的一次执行

B. 一个程序可以对应多个进程

C. 一个进程只能对应一个程序

D. 进程是程序并发执行的载体

答：C

进程是程序的一次执行，是多道程序运行下相对动态的概念，是程序并发执行的载体，A、D正确。通过多次执行，一个程序可以对应多个进程，B正确。通过调用关系，一个进程可以对应多个程序，C错误。

4 关于fork()函数以下说法不正确的是：（单选）

A. fork()函数执行成功后系统中会增加一个进程

B. fork()函数被调用一次，但产生了两个不同的返回值

C. fork()函数的返回值等于0表示当前进程是被创建的子进程

D. fork()函数的返回值大于0表示当前进程是父进程，该值就是父进程的进程号

答：D

fork()函数是在现有进程基础上“复制”创建出新进程的操作，成功后系统会增加一个新进程，A正确。fork()被调用一次，可以由两个进程产生两个返回值，在子进程中返回值为0，父进程中返回值大于0，是子进程的进程号。此时相当于在内存中创建了类似链表的结构，父进程指向子进程，子进程目前还没有他自己的子进程，因此指向0，B、C正确，D错误。

5 不可能出现的进程状态转移是：（多选）

A. 执行态 -> 就绪态

B. 执行态 -> 阻塞态

C. 就绪态 -> 执行态

D. 就绪态 -> 阻塞态

E. 阻塞态 -> 执行态

F. 阻塞态 -> 就绪态

答：D、E

上图是三种进程状态的相互转化关系。

执行 -> 就绪：运行进程用完了时同片，或运行进程被中断，因为一高优先级进程处于就绪状态；
执行 -> 阻塞：当一进程所需的资源必须等待，OS尚未完成服务，对一资源的访问尚不能进行，初始化1/O 且必须等待结果，等待某一进程提供输入(IPC)
就绪 -> 执行：调度程序选择一个进程运行
阻塞 -> 就绪：当所等待的事件发生时

6 进程控制块中记录的信息包括：（多选）

A. 进程全部页表

B. 进程断点处通用寄存器值

C. 进程断点处程序指针（PC）

D. 进程打开文件列表

E. 进程标识符

F. 进程状态

G. 进程对应程序的代码段长度

H. 进程对应程序的符号表

答：B、C、D、E、F

进程标识符，每个进程都必须有一个唯一的标识符，可以是字符串，也可以是一个数字。Linux系统中就是一个整型数。在进程创建时由系统赋予，F正确。现场保护区，当进程因某种原因不能继续占用CPU时，释放CPU，这时就要将CPU的各种状态信息保护起来，为将来再次得到处理机恢复CPU的各种状态，继续运行，其中包含了断点处通用寄存器的值和程序指针，B、C正确。资源清单，列出所拥有的除CPU外的资源记录，如拥有的IO设备，打开的文件列表等，D正确。当前状态，记录进程的就绪、执行等状态，F正确。

7 以下关于原语正确的描述是：（单选）

A. 原语就是内核中运行的函数

B. 原语中包含的指令序列是连续执行的，不可分割的

C. 操作系统的每个系统调用都对应一个原语

D. 原语可以在内核态下运行，也可以在用户态下运行

答：B

原语：由若干条连续不可分割的指令所组成的指令序列，来实现某个特定的操作功能，B正确。原语一定是在内核态中运行的，D错误，但内核态中运行的函数并不一定都是原语，因为原语要求连续不可分割，A错误。原语和系统调用并没有对应关系，C错误。

8 以下说法正确的是：（单选）

A. 进程上下文切换过程一定会陷入内核

B. 陷入内核一定会导致进程上下文切换

C. 正在执行的程序不可以主动放弃CPU

D. 系统调用一定会导致进程上下文切换

答：A

进程上下文且换一定会陷入内核，有调度器执行，保存执行断点并且换内存映射，是消耗比较大的，而陷入内核并不一定且换上下文，陷入内核只涉及寄存器上下文的保存切换，A正确，B错误。正在执行的程序当然可以放弃CPU，如IO等操作，C错误。系统调用一定会陷入内核，但不一定会导致进程上下文切换。D错误。

9 以下关于线程的描述正确的是：（多选）

A. 每个线程拥有自己的堆栈

B. 同一个进程的线程使用相同的页表访问

C. 线程之间可以通过共享变量通信

D. 线程是可被调度的基本执行单元

答：A、B、C、D

线程是为了提高进程内并发程度，减少进程切换开销，更方便并发程序共享资源而设计的。同一个进程的线程共享了虚拟内存空间，但各自拥有自己的运行栈，A、B正确。由于同一个进程的线程贡献了页表，线程之间可以通过共享变量直接通信，C正确。线程是进程内可被调度的基本执行单元，D正确。

10 引入线程的优势包括：（多选）

A. 有利于提高运行实体的创建和撤销效率

B. 有利于提高CPU利用率

C. 有利于提高多个共享数据的计算和IO任务的切换速度

D. 有利于提高多个并发任务间的通信效率