第二章習題解析
1. 什么是前趨圖？為什么要引入前趨圖？
答：前趨圖 (Precedence Graph) 是一個有向無循環圖，記為DAG(DirectedAcyclic Graph) ，用於描述進程之間執行的前后關系。
2. 畫出下面四條語句的前趨圖:
S1=a: =x+y;
S2=b:=z+1;
S3=c:=a–b ;
S4=w:=c+1;
答：其前趨圖為：
3. 什么程序並發執行會產生間斷性特征？
答：程序在並發執行時，由於它們共享系統資源，為完成同一項任務需要相互合作，致使這些並發執行的進程之間，形成了相互制約關系，從而使得進程在執行期間出現間斷性。
4．程序並發執行時為什么會失去封閉性和可再現性？
答：程序並發執行時，多個程序共享系統中的各種資源，因而這些資源的狀態由多個程序改變，致使程序運行失去了封閉性，也會導致其失去可再現性。
5．在操作系統中為什么要引入進程概念？它會產生什么樣的影響?
答：為了使程序在多道程序環境下能並發執行，並對並發執行的程序加以控制和描述，在操作系統中引入了進程概念。
影響 : 使程序的並發執行得以實行。
6．試從動態性，並發性和獨立性上比較進程和程序。
答： (1) 動態性是進程最基本的特性，表現為由創建而產生，由調度而執行，因得不到資源而暫停執行，由撤銷而消亡。進程有一定的生命期，而程序只是一組有序的指令集合，是靜態實體。
(2) 並發性是進程的重要特征，同時也是OS 的重要特征。引入進程的目的正是為了使其程序能和其它進程的程序並發執行，而程序是不能並發執行的。
(3) 獨立性是指進程實體是一個能獨立運行的基本單位，也是系統中獨立獲得資源和獨立調度的基本單位。對於未建立任何進程的程序，不能作為獨立單位參加運行。
7．試說明PCB的作用，為什么說PCB是進程存在的唯一標志？
答： PCB 是進程實體的一部分，是操作系統中最重要的記錄型數據結構 。作用是使一個在多道程序環境下不能獨立運行的程序，成為一個能獨立運行的基本單位，
成為能與其它進程並發執行的進程。OS是根據PCB對並發執行的進程進行控制和管理的。
8．PCB提供了進程管理和進程調度所需要的哪些信息?
答： 進程管理:通用寄存器、指令計數器、程序狀態字、用戶棧指針
進程調度:進程狀態、進程優先級、事件、其他信息
9．進程控制塊的組織方式有哪幾種?
答：線性方式、鏈接方式、索引方式
10．何謂操作系統內核?內核的主要功能是什么?
答：現在操作系統一般將0S划分為若干層次,再將0s的不同功能分別設置在不同的層次中。通常將一些與硬件緊密相關的模塊(如中斷處理程序等)、各種常用設備的驅動程序以及運行頻率較髙的模塊(如時鍾管理、
進程調度和許多模塊所公用的一些基本操作),都安排在緊靠硬件的軟件層次中,將它們常駐內存,即通常被稱為的0S內核。
支撐功能：中斷處理、時鍾管理、原語操作
資源管理功能：進程管理、存儲器管理、設備管理
11．試說明進程在三個基本狀態之間轉換的典型原因。
答：（1）就緒狀態一執行狀態：進程分配到CPU資源
（2）執行狀態一就緒狀態：時間片用完
（3）執行狀態一阻塞狀態：I/0請求
（4）阻塞狀態一就緒狀態：I/0完成
12 ．為什么要引入掛起狀態？該狀態有哪些性質?
答：引入掛起狀態處於五種不同的需要：終端用戶需要，父進程需要，操作系統需要，對換需要和負荷調節需要。處於掛起狀態的進程不能接收處理機調度。
13 ．在進行進程切換時,所要保存的處理機狀態信息有哪些?
答：進行進程切換時,所要保存的處理機狀態信息有:
(1)進程當前暫存信息
(2)下一指令地址信息
(3)進程狀態信息
(4)過程和系統調用參數及調用地址信息。
14 ．試說明引起進程創建的主要事件。
答:引起進程創建的主要事件有:用戶登錄、作業調度、提供服務、應用請求。
15 ．試說明引起進程被撤銷的主要事件。
答：引起進程被撤銷的主要事件有：正常結束、異常結束（越界錯誤、保護錯、非法指令、特權指令錯、運行超時、等待超時、算術運算錯、I/0故障）、外界干預（操作員或操作系統干預、父進程請求、父進程終止）。
16 ．在創建一個進程時所要完成的主要工作是什么？
答：（1）0S發現請求創建新進程事件后，調用進程創建原語Creat()；
（2）申請空白PCB；
（3）為新進程分配資源；
（4)初始化進程控制塊；
（5）將新進程插入就緒隊列。
17. 在撤銷一個進程時所要完成的主要工作是什么？
答：（1）根據被終止進程標識符，從PCB集中檢索出進程PCB，讀出該進程狀態。
（2）若被終止進程處於執行狀態，立即終止該進程的執行，置調度標志真，指示該進程被終止后重新調度。
（3）若該進程還有子進程，應將所有子孫進程終止，以防它們成為不可控進程。
（4）將被終止進程擁有的全部資源，歸還給父進程，或歸還給系統。
(5）將被終止進程PCB從所在隊列或列表中移出，等待其它程序搜集信息。
18.試說明引起進程阻塞戒被喚醒的主要事件是什么？
答：a.請求系統服務；b.啟動某種操作；c.新數據尚未到達；d.無新工作可做。
19.為什么要在0S中引入線程?
答：在操作系統中引入線程，則是為了減少程序在並發執行時所付出的時空開銷，使0S具有更好的並發性，提高CPU的利用率。進程是分配資源的基本單位，而線程則是系統調度的基本單位。
20.試說明線程具有哪些屬性?
答：（1）輕型實體（2) 獨立調度和分派的基本單位（3)可並發執行（4)共享進程資源。
21.試從調度性，並取性，擁有資源及系統開銷方面對進程和線程進行比較。
答：（1)調度性。線程在0S中作為調度和分派的基本單位，進程只作為資源擁有的基本單位。
（2）並發性。進程可以並發執行，一個進程的多個線程也可並發執行。
（3）擁有資源。進程始終是擁有資源的基本單位，線程只擁有運行時必不可少的資源，本身基本不擁有系統資源，但可以訪問隸屬進程的資源。
（4）系統開銷。操作系統在創建、撤消和切換進程時付出的開銷顯著大於線程。
22.何謂用戶級線程和內核支持線程？
答：（1）用戶級線程：僅存在於用戶空間中的線程，無須內核支持。這種線程的創建、撤銷、線程間的同步與通信等功能，都無需利用系統調用實現。用戶級線程的切換通常發生在一個應用進程的諸多線程之間，同樣無需內核支持。
（2）內核支持線程：在內核支持下運行的線程。無論是用戶進程中的線程，還是系統線程中的線程，其創建、撤銷和切換等都是依靠內核，在內核空間中實現的。
在內核空間里還為每個內核支持線程設置了線程控制塊，內核根據該控制塊感知某線程的存在並實施控制。
23.試說明用戶級線程的實現方法。
答：用戶級線程是在用戶空間中的實現的，運行在“運行時系統”與“內核控制線程”的中間系統上。運行時系統用於管理和控制線程的函數的集合。內核控制線程或輕型進程LWP可通過系統調用獲得內核提供服務，利用LWP進程作為中間系統。
24.試說明內核支持線程的實現方法。
答：系統在創建新進程時，分配一個任務數據區PTDA，其中包括若干個線程控制塊TCB空間。創建一個線程分配一個TCB，有關信息寫入TCB，為之分配必要的資源。
當PTDA中的TCB用完，而進程又有新線程時，只要所創建的線程數目未超過系統允許值，系統可在為之分配新的TCB；在撤銷一個線程時，也應回收線程的所有資源和TCB。
25.多線程模型有哪幾種類型？多對一模型有何優缺點？
答：多對一模型、一對一模型和多對多模型。
多對一模型的主要缺點在於，如果一個線程在訪問內核時發生阻塞，則整個進程都會被阻塞；此外，在任一時刻，只有一個線程能夠訪問內核，多個線程不能同時在多個處理機上運行。