作系统第二章习题课.ppt

Silberschatz, Galvin and Gagne ?2002 2.* Operating System Concepts Operating System Concepts 例1. 试比较进程和程序的异同 (1)每个进程实体中包含了程序段、数据段这两个部分，因此说进程和程序是紧密相关的。但从结构上看，进程实体中除了程序段和数据段外，还必须包含一个数据结构，即进程控制块PCB。 (2)进程是程序的一次执行过程，因此是动态的；动态性还表现在进程由创建产生、由调度而执行、由撤销而消亡，即它具有一定的生命周期。而程序则只是一组指令的有序集合，并可永久地存放在某种介质上，其本身不具有动态的含义，因此是静态的。 (3)多个进程实体可同时存放在内存中并发执行，其实这正是引入进程的目的。而程序的并发执行具有不可再现性，因此程序不能正确地并发执行。 Operating System Concepts (4)进程是一个能够独立运行、独立分配资源和独立接受调度的基本单位。而因程序不具有PCB，所以它是不可能在多道程序环境下独立运行的。 (5)进程和程序不一一对应。同一个程序的多次运行，将形成多个不同的进程；同一个程序的一次执行也可以产生多个进程；而一个进程也可以执行多个程序。 Operating System Concepts 例2. 试比较进程和线程的异同 (1)线程是进程的一个组成部分。一个进程可以有多个线程，而且至少有一个可执行线程。 (2)进程是资源分配的基本单位，它拥有自己的地址空间和各种资源。线程是处理机调度的基本单位，它只能和其他线程共享进程的资源，而本身并不具有任何资源。 (3)进程的多个线程都在进程的地址空间内活动。这样，在以线程为单位进行处理机调用和切换时，由于不发生资源变化特别是地址空间的变化，因此切换时间较短。而以进程为单位进行处理机调用和切换时，由于涉及到资源转移及现场保护等问题，将导致切换时间变长和资源利用率降低。 Operating System Concepts (4)线程和进程一样，都有自己的状态和相应的同步机制。但是，由于线程没有自己单独的程序和数据空间，因而不能像进程的程序和数据那样交换到外存去。 (5)进程的调度和控制大多由操作系统的内核完成，而线程的控制即可以由操作系统的内核完成，也可以由用户控制完成。 Operating System Concepts 例3： a，b两点之间是一段东西向的单行车道，现要设计一个自动管理系统，管理规则如下：当ab之间有车辆在行驶时同方向的车可以同时驶入ab段，但另一方向的车必须在ab段外等待；当ab之间无车辆在行驶时，到达a点(或b点)的车辆可以进入ab段，但不能从a点和b点同时驶入，当某方向在ab段行驶的车辆驶出了ab段且暂无车辆进入ab段时，应让另一方向等待的车辆进入ab段行驶。请用信号量为工具，对ab段实现正确管理以保证行驶安全。 Operating System Concepts 解析： 读者－写着问题的变形。我们设置3个信号量S1、S2和Sab，分别用于从a点进入的车互斥访问共享变量ab（用于记录当前ab段上由a点进入的车辆的数量），从b点进入的车互斥访问共享变量ba（用于记录当前ab段上由b点进入的车辆的数量）和a、b点的车辆互斥进入ab段。3个信号量的初值分别为1、1和1，两个共享变量ab和ba的初值分别为0、0。 Operating System Concepts Semaphore S1=1,S2=1,Sab=1; int ab=ba=0; void Pab () { while(1) { wait(S1); if(ab==0) wait(Sab); ab=ab+1; signal(S1); 车辆从a点驶向b点; wait(S1); ab=ab-1; if(ab==0) signal(Sab); signal(S1); } } Operating System Concepts void Pba () { while(1) { wait(S2); if(ba==0) wait(Sab); ba=ba+1; signal(S2); 车辆从b点驶向a点; wait(S2); ba=ba-1; if(ba==0)