《操作系统设计与实现》第三版部分答案||第二章：进程

仅有课后习题部分答案，当作小结

2、进程的三种状态各是什么？分别简要描述。

(1)运行态（Running，在该时刻实际占用处理机）。
(2)就绪态（Ready，可运行，因为其他进程正在运行而暂时被挂起）。
(3)阻塞态（Blocked，除非某种外部事件发生，否则不能运行）。

4、目前的计算机上，终端处理程序至少有一小部分用汇编语言编写，为什么？

（1）中断处理程序中诸如开中断、关中断、保存寄存器的值，以及设置栈指针等操作无法用高级语言描述；
（2）中断处理程序的执行应该尽可能快，而汇编语言比高级语言代码执行效率可能会更高。

7、进程和线程的本质区别是什么？

二者的本质区别在于是否共享地址空间和共享多少地址空间。传统意义上，进程之间是不共享地址空间的，而线程是共享着进程的地址空间。

8、在使用线程的系统中，是每一个线程有一个堆栈还是每个进程有一个堆栈？说明原因。

每一个线程有各自独立的栈，堆为本进程中所有线程共享。

9、什么是竞争条件？

由于两个或者多个进程竞争使用不能被同时访问的资源，使得这些进程有可能因为时间上推进的先后原因而出现问题，这就叫做竞争条件（race condition）。

17、在2.2.4节中描述了一个高优先级进程H和低优先级进程L的情况。它最终导致H陷入死循环。若采用时间片调度而不是优先级调度，还能发生这种情况吗？

不会发生这种情况。在优先级调度算法下，L永远不会运行。在时间片调度算法下，进程L迟早会运行，最终他就会离开临界区。

23、从何种类型的进程可以在何时被启动的角度看，读者-写者问题可以通过几种方式进行形式化。根据优先哪几类进程的不同，请详细地描述问题的三种变体。对每种变体，请说明当一个读者或写者能够访问数据库情况将会怎样，以及当一个进程对数据库访问结束后将会怎样。

(1)读者优先：读者优先的情况下，当有一个读者正在读取，则要等到所有读者结束读取，才真正开始写；若有一个写者已经开始写，则这个写者完成后就开始读。读者不需要排队等待。
(2)写者优先：写者优先的情况下，当有一个读者已经开始读，则可以继续读取，但是如果有再读者申请读取文件，则不能够读取，只有在所有的写者写完之后才可以读取；若正在写，则要等到所有的写结束后才开始读。写者不需要排队等待。
(3)读写公平：一旦开始读，就一直读到没有读者为止；同样地，一旦开始写，所有写者都被完成为止。

26、对某些系统进行检测后表明平均每个进程在阻塞io之前的运行时间为T。一次进程切换需要的时间为S，这里S时机上为开销。对于采用时间片长度为Q的时间片调度法，对以下各种情况给出CPU利用率的计算公式：

这里数学符号难以打上，用图片：

a和b的情况是相同的，理解很容易；c的情况呢，就是说选的这段时间比切换时简长，但是比运行时间短，所以把分母的s替换一下；d的情况，二者相等嘛，所以CPU利用率只有一半；e种情况，CPU的时间还不如切换时间，得出答案。

27、有5个带运行任务，各自的运行时间分别是9，6，3，5和x。采用哪种运行次序将使平均响应时间最短？（取决于x）。

最短运行时间的任务优先调度。
当x ≤3时，运行次序为x,3,5,6,9；
当3 < x ≤ 5 时，运行次序为3,x,5,6,9；
当5 < x ≤ 6 时，运行次序为3,5,x,6,9；
当6 < x ≤ 9 时，运行次序为3,5,6,x,9；
当x > 9 时，运行次序为3,5,6,9,x。

28、有5个批处理任务A到E几乎同时到达一个计算中心。其预计运行时间分别为10min，6min，2min，4min和8min。其优先级（由外部设定）分别为3，5，2，1和4，这里5为最高优先级。对于下列每种调度算法，计算其平均进程周转时间，进程切换开销可忽略：

（1）时间片轮转：前十分钟，每个作业获得1/5的CPU时间，在第十分钟时，C结束；在接下来的8分钟内，每个作业获得1/4的CPU时间，在第8分钟时，D结束；以此类推。平均进程周转时间：( 10 + 18 + 24 + 28 + 30 ) ÷ 5 = 22 m i n
（2）优先级调度：
调度次序：B E A C D
平均进程周转时间：( 6 × 5 + 8 × 4 + 10 × 3 + 2 × 2 + 4 ) ÷ 5 = 20 m i n
（3）最短作业优先：
调度次序：C D B E A
平均进程周转时间：( 2 × 5 + 4 × 4 + 6 × 3 + 8 × 2 + 10 ) ÷ 5 = 14 m i n

33、一个软实时系统有4个周期性事件，其周期分别为50ms，100ms，300ms，250ms。假设其处理分别需要35ms，20ms，10ms和x ms，则该系统可调度所允许的x值最大是多少？

若35/50 + 20/100 + 10/300 + x/250 ≤ 1 ,则系统可以调度。
解得：x <= 50/3
因此x的最大值为50/3。

38、MINIX3使用图2.43所示的调度方法，其中不同类型的进程有不同的优先级。优先级最低的进程（用户进程）使用时间片调度法，而系统任务和服务器进程则允许一直运行到阻塞。请问优先级最低的进程是否会发生饥饿？为什么？

不会发生饥饿。系统任务和服务器进程优先级高，分配的时间片多，通常这些高优先级进程由于时间片用不完，常常处于阻塞状态。而用户进程时间片分配的少，当时间片用完后被移动到队列尾部。并且minix是一个抢占式操作系统，可以修改进程的优先级。

鸣谢

本人在写课后习题时参考了很多网上大神的资料，在此表示非常感谢！希望也能给大家一些帮助！