考研操作系统处理机调度与死锁一.docx
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考研操作系统处理机调度与死锁一
考研操作系统-处理机调度与死锁
(一)
(总分:
84.00,做题时间:
90分钟)
一、选择题
(总题数:
21,分数:
44.00)
1.为了使系统中各部分资源得到均衡使用,就必须选择对资源需求不同的作业进行合理搭配。
这项工作是由()完成的。
A.作业调度B.中级调度C.进程调度D.设备调度
(分数:
2.00)
A. √
B.
C.
D.
解析:
[解析]本题目考查作业调度的概念。
作业调度的主要功能是根据作业控制块中的信息,审查系统能否满足用户作业的资源需求,以及按照一定的算法,从外存的后备队列中选取某些作业调入内存,并为它们创建进程、分配必要的资源。
因此应该选择A。
2.为了照顾紧迫型作业,应采用()。
A.先来先服务调度算法B.短作业优先调度算法
C.时间片轮转调度算法D.优先权调度算法
(分数:
2.00)
A.
B.
C.
D. √
解析:
[解析]本题目考查各种调度算法的特点。
在优先权调度算法中,可以给赋予较高的优先级,从而使紧迫性作业优先得到调度。
因此应该选择D。
3.一个作业8:
00到达系统,估汁运行时间为1小时。
若10:
00开始执行该作业,其响应比是()。
A.2B.1C.3D.4
(分数:
2.00)
A.
B.
C. √
D.
解析:
[解析]本题目考查响应比的计算。
响应比Rp=1+(等待时间/要求服务的时间)=1+(10-8)/1=3。
因此应该选择C。
4.现有3个同时到达的作业J1、J2和J3,它们的执行时间分别是T1、T2和T3,且T1<T2<T3。
系统按单道方式运行且采用短作业优先算法,则平均周转时间是()。
A.T1+T2+T3B.(T1+T2+T3)/3
C.(3T1+2T2+T3)/3D.(T1+2T2+3T3)/3
(分数:
2.00)
A.
B.
C. √
D.
解析:
[解析]本题目考查短作业调度算法。
根据短作业调度算法,三个作业的调度顺序为J1、J2、J3。
J1到达即可得到调度,因此,其周转时间为T1;J1完成后调度J2,J2的等待时间为T1,则其周转时间为T1+T2;J3在J2完成后调度,等待时间为T1+T2,则其周转时间为T1+T2+T3。
则平均周转时间为(T1+T1+T2+T1+T2+T3)/3=(3T1+2T2+T3)/3。
因此应该选择C。
5.有3个作业J1、J2和J3,其运行时间分别是2、5和3小时,假定它们同时到达,并在同一台处理机上以单道方式运行,则平均周转时间最小的执行序列是()。
A.J1,J2,J3B.J3,J2,J1
C.J2,J1,J31).J1,J3,J2
(分数:
2.00)
A.
B.
C.
D. √
解析:
[解析]本题目考查平均周转时间的计算。
选项A所对应的平均周转时间为(2+2+5+2+5+3)/3=19/3,选项B所对应的平均周转时间为(3+3+5+3+5+2)/3=21/3,选项C所对应的平均周转时间为(5+5+2+5+2+3)/3=22/3,选项D所对应的平均周转时间为(2+2+3+2+3+5)/3=17/3。
因此应该选择D。
6.下面有关选择进程调度算法的准则错误的是()。
A.尽量提高处理器利用率
B.尽可能提高系统吞吐量
C.适当增长进程在就绪队列中的等待时间
D.尽快响应交互式用户的请求
(分数:
2.00)
A.
B.
C. √
D.
解析:
[解析]本题目考查进程调度算法的选择准则。
选择调度算法的准则有:
周转时间短、响应时间快、提高处理器利用率、提高系统吞吐量等。
适当增长进程在就绪队列中的等待时间则会延长作业的周转时间,不是选择进程调度算法的准则。
因此应该选择C。
假设就绪队列中有10个进程,以时间片轮转方式进行进程调度,时间片大小为300ms,CPU进行进程切换要花费10ms,则系统开销所占的比率约为(7);若就绪队列中进程个数增加到20个,其余条件不变,则系统开销所占的比率将为(8)。
(分数:
4.00)
(1).A.1%B.3%C.5%D.10%(分数:
2.00)
A.
B. √
C.
D.
解析:
(2).A.增加B.减少C.不变D.不确定(分数:
2.00)
A.
B.
C. √
D.
解析:
[解析]本题目考查时间片轮转方式中进程切换的系统开销的计算。
①:
系统开销=进程切换时间/时间片大小=10/300=3%。
因此应该选择B。
②:
就绪队列中进程个数增加只能使进程等待的时间增加,而每个进程切换的系统开销不变。
因此应该选择C。
7.下列调度算法中,()调度算法是绝对可抢占的。
A.先来先服务B.时间片轮转
C.优先级D.短进程优先
(分数:
2.00)
A.
B. √
C.
D.
解析:
[解析]本题目考查各种调度算法的特点。
先来先服务调度算法是不可抢占的,优先级调度算法和短进程优先调度算法可以分为可抢占和不可抢占两种,时间片轮转调度算法在时间片到达时将剥夺正在执行的进程的处理机,把处理机分配给就绪队列中的队首进程,即时间片轮转调度算法一定是可抢占的。
因此应该选择B。
8.在操作系统中,死锁出现指的是()。
A.计算机系统发生重大故障
B.资源数目远远小于进程数
C.若干进程因竞争资源而无限等待其他进程释放已占有的资源
D.进程同时申请的资源数超过资源总数
(分数:
2.00)
A.
B.
C. √
D.
解析:
[解析]本题目考查死锁的概念。
死锁是若干进程因竞争资源而无限等待其他进程释放已占有的资源。
因此应该选择C。
9.下面关于安全状态和非安全状态的论述,正确的是()。
A.安全状态是没有死锁的状态,非安全状态是有死锁的状态
B.安全状态是可能有死锁的状态,非安全状态也可能有死锁的状态
C.安全状态是可能没有死锁的状态,非安全状态是有死锁的状态
D.安全状态是没有死锁的状态,非安全状态是有可能死锁的状态
(分数:
2.00)
A.
B.
C.
D. √
解析:
[解析]本题目考查安全状态和非安全状态的概念。
安全状态是没有死锁的状态,非安全状态是有可能死锁的状态。
系统处于不安全状态时可能会发生死锁,但不是一定会发生死锁。
因此应该选择D。
10.在下列选项中,属于解除死锁的方法是()。
A.剥夺资源法B.资源分配图简化法
C.银行家算法D.资源静态分配法
(分数:
2.00)
A. √
B.
C.
D.
解析:
[解析]本题目考查解除死锁的方法。
解除死锁的方法有撤销进程法、剥夺资源法等。
因此应该选择A。
11.死锁的避免是根据()采取措施实现的。
A.配置足够的系统资源B.使进程的推进顺序合理
C.破坏死锁的四个必要条件之一D.防止系统进入不安全状态
(分数:
2.00)
A.
B.
C.
D. √
解析:
[解析]本题目考查避免死锁的思想。
避免死锁的基本思想是在资源的动态分配过程中,用某种方法去防止系统进入不安全状态。
因此应该选择D。
12.下面关于检测死锁的叙述错误的是()。
A.检测死锁方法对系统资源的分配不加限制,只要有则可以进行分配
B.检测死锁中系统需要反复检测各进程资源申请和分配情况
C.检测死锁是预防系统卷入了死锁
D.检测死锁只能发现死锁,而不能消除死锁
(分数:
2.00)
A.
B.
C. √
D.
解析:
[解析]本题目考查检测死锁的思想。
检测死锁对系统资源的分配不加限制,只要有则可以进行分配,允许系统在运行过程中发生死锁,但可通过系统所设置的检测机构,反复检测各进程资源申请和分配情况,及时的检测出死锁的发生,并确定与死锁有关的进程和资源,然后通过解除死锁的措施,将已发生的死锁清除掉。
检测死锁不是预防系统卷入死锁。
因此应该选择C。
13.死锁的预防是根据()采取措施实现的。
A.配置足够的系统资源
B.使进程的推进顺序合理
C.破坏死锁的四个必要条件之一
D.防止系统进入不安全状态
(分数:
2.00)
A.
B.
C. √
D.
解析:
[解析]本题目考查预防死锁的思想。
预防死锁是通过破除死锁的四个必要条件之一,来防止死锁产生。
因此应该选择C。
14.预防死锁的发生可以通过破坏产生死锁的4个必要条件之一来实现,但破坏()条件是不太实际的。
A.互斥B.请求和保持
C.不剥夺D.环路等待
(分数:
2.00)
A. √
B.
C.
D.
解析:
[解析]本题目考查死锁的必要条件。
互斥使用是资源本身特征所决定的,不能随意破坏。
因此应该选择A。
15.以下叙述中正确的是()。
A.进程调度程序主要是按一定算法从阻塞队列中选择一个进程,将处理分配给它。
B.预防死锁的发生可以通过破坏产生死锁的4个必要条件之一来实现,但破坏互斥条件的可能性不大。
C.进程进入临界区要执行开锁原语
D.P、V操作可以防止死锁的发生。
(分数:
2.00)
A.
B. √
C.
D.
解析:
[解析]本题目考查综合知识点。
进程调度程序主要是按一定算法从就绪队列中选择一个进程,将处理分配给它。
互斥使用是资源本身特征所决定的,不能随意破坏。
进程进入临界区要执行锁原语。
P、V操作是进程同步的机制,P、V操作不当可能引起死锁。
因此应该选择B。
16.如果系统的资源分配图(),则系统处于死锁状态。
A.出现了环路
B.没有环路
C.每种资源只有一个,并出现了环路
D.每个进程节点至少有一条请求边
(分数:
2.00)
A.
B.
C. √
D.
解析:
[解析]本题目考查利用资源分配图检测死锁。
如果资源分配图中没有环路,则系统中没有死锁,如果图中存在环路则系统中可能存在死锁。
如果每个资源类中只包含一个资源实例,则环路是死锁存在的充分必要条件。
因此应该选择C。
17.某系统中有3个并发过程都需要4个同类资源,该系统不会发生死锁的最少资源是()。
A.9B.10
C.11D.12
(分数:
2.00)
A.
B. √
C.
D.
解析:
[解析]本题目考查资源、进程数和死锁之间的关系。
据题意,不会出现死锁的的条件为3*(4-1)+1≤N,得N≥10,因此应该选择B。
18.某计算机系统中有8台打印机,有K个进程竞争使用,每个进程最多需要3台打印机。
该系统可能会发生死锁的K的最小值是()。
A.2B.3
C.4D.5
(分数:
2.00)
A.
B.
C. √
D.
解析:
[解析]本题目考查资源、进程数和死锁之间的关系。
据题意,不会出现死锁的的条件为2K+1≤8,得K≤3.5,即K的值最大为3时,不会出现死锁。
因此,系统可能会发生死锁的K的最小值是4。
因此,应该选择C死锁的K的最小值是4。
因此,应该选择C。
19.在哲学家进餐问题中,若仅提供5只筷子,则同时要求进餐的人数不超过()时,一定不会发生死锁。
A.2B.3
C.4D.5
(分数:
2.00)
A.
B.
C. √
D.
解析:
[解析]本题目考查死锁的必要条件。
4位哲学家使用5把叉子,一定有一位哲学家可以拿到两支筷子,从而进餐完毕后,释放其所占有的两支筷子供其他哲学家进餐。
依此类推,所有哲学家都可以进餐完毕,因此不会产生死锁。
若有5位哲学家同时进餐,但他们同时拿起左手的筷子,再试图拿起右手的筷子时,则会因有手的筷子都被其他哲学家所占有而无限期等待,从而形成死锁。
因此,应该选择C。
20.某时刻进程的资源使用情况如表3.19所示。
表3.19 T0时刻资源分配情况
进程
已分配资源
尚需资源
可用资源
R1
R2
R3
R1
R2
R3
R1
R2
R3
P1
2
0
0
0
0
1
0
2
1
P2
1
2
0
1
3
2
P3
0
1
1
1
3
1
P4
0
0
1
2
0
0
此时的安全序列是()。
A.P1,P2,P3,P4B.P1,P3,P2,P4
C.P1,P4,P3,P2D.不存在
(分数:
2.00)
A.
B.
C.
D. √
解析:
[解析]本题目考查银行家算法。
使用银行家算法可知,不存在安全序列。
因此应该选择D。
二、综合应用题
(总题数:
5,分数:
40.00)
21.假设有四个作业,它们的提交、运行时间如下表所示。
若采用响应比高者优先调度算法,试问平均周转时间和平均带权周转时间为多少?
(时间单位:
h,以十进制进行计算。
)
表3.20 作业提交、运行时间 h
作业号
到达时间
运行时间
1
8.0
2.0
2
8.3
0.5
3
8.5
0.1
4
9.0
0.4
(分数:
8.00)
__________________________________________________________________________________________
正确答案:
(响应比=作业响应时间/运行时间的估计值=1+作业等待时间/运行时间的估计值
在8:
00时,由于只有作业1到达,系统将作业1投入运行。
作业1运行2小时,10:
00完成。
作业1完成后,剩余3个作业的响应比为:
r2=1+(10.0-8.3)/0.5=4.4;
r3=1+(10.0-8.5)/0.1=16
r4=1+(10.0-9.0)/0.4=3.5
r3最大,所以让作业3运行。
作业3运行0.1小时在10:
10完成,此时作业2、作业4的响应比为:
r2=1+(10.1-8.3)/0.5=4.6
r4=1+(10.1-9.0)/0.4=3.75
r2最大,所以让作业2运行。
所以,四个作业的调度次序为:
作业1,作业3,作业2,作业4(如表3.23所示)。
表3.23 作业运行情况 s
作业号
到达时间
运行时间
开始时间
完成时间
周转时间
带权周转时间
1
8.0
2.0
8.0
10.0
2.0
1.0
2
8.3
0.5
10.1
10.6
2.3
4.6
3
8.5
0.1
10.0
10.1
1.6
16.0
4
9.0
0.4
10.6
11.0
2.0
5.0
平均周转时间:
T=(2.0+2.3+1.6+2.0)/4=1.975
平均带权周转时间:
W=(1+4.6+16+5)/4=6.65)
解析:
[解析]本题目考查响应比高者优先调度算法。
22.有5个任务A、B、C、D、E,它们几乎同时到达,预计它们的运行时间为10、6、2、4、8min。
其优先级分别为3、5、2、1和4,这里5为最高优先级。
对于下列每一种调度算法,计算其平均进程周转时间(进程切换开销可不考虑)。
(1)先来先服务(按A、B、C、D、E)算法。
(2)优先级调度算法。
(3)时间片轮转算法。
(分数:
8.00)
__________________________________________________________________________________________
正确答案:
(采用先来先服务(FCFS)调度算法时,5个任务在系统中的执行顺序、完成时间及周转时间如表3.24所示。
表3.24 采用先来先服务(FCFS)调度算法 min
执行次序|
到达时间
服务时间
开始执行时间
完成时间
周转时间
A
0
10
0
10
10
B
0
6
10
16
16
C
0
2
16
18
18
D
0
4
18
22
22
E
0
8
22
30
30
5个进程的平均周转时间T为:
T=(10+16+18+22+30)/5=19.2(min)
(2)采用最高优先级调度(HPF)算法时,5个任务在系统中的执行顺序、完成时间及周转时间如表3.3所示。
表3.25 采用最高优先级调度算法 min
执行次序
一到达时间
服务时间
开始执行时间
完成时间
周转时间
B
0
6
0
6
6
E
0
8
6
14
14
A
0
10
14
24
24
C
0
2
24
26
26
D
0
4
26
30
30
它们的平均周转时间为:
T=(6+14+24+26+30)/5=20(min)
(3)如果系统采用时间片轮转(RR)算法,令时间片为2分钟,5个任务轮流执行的情况为:
第1轮:
(A,B,C,D,E);
第2轮:
(A,B,D,E);
第3轮:
(A,B,E);
第4轮:
(A,E);
第5轮:
(A)。
由于5个任务同时到达,所有任务到达时间都可以理解为0,因此,每个任务的周转时间为其最后一次获得的时间片及之前系统所有时间片之和。
显然,5个进程的周转时间为:
T1=30min、T2=22min、T3=6min、T4=16min、T5=28min。
它们的平均周转时间T为:
T=(30+22+6+16+28)/5=20.4(min))
解析:
[解析]本题目考查三种进程调度算法的调度过程。
本题目中,由于5个任务同时到达,所以所有任务的到达时刻都可以理解为O。
23.某系统有Rl、R2和R3共三种资源,在TO时刻Pl、P2、P3和P4这4个进程对资源的占用和需求情况如表3.21所示,此时系统的可用资源向量为(2,1,2)。
表3.21 T0时刻资源分配情况
进程
最大资源需求量
已分配资源数量
R1
R2
R3
R1
R2
R3
P1
3
2
2
1
0
0
P2
6
1
3
4
1
1
P3
3
1
4
2
1
1
P4
4
2
2
0
0
2
(1)将系统中各种资源总数和此刻各进程对各资源的需求数目用向量或矩阵表示出来。
(2)如果此时Pl和P2均发出资源请求向量request(1,0,1),为了保证系统的安全性,应该如何分配资源给这两个进程?
说明你所采用策略的原因。
(分数:
8.00)
__________________________________________________________________________________________
正确答案:
(系统中资源总量为(9,3,6),各进程对资源的需求量为:
(2)若此时P1发出资源请求request1(1,0,1),按银行家算法进行检查:
request1(1,0,1)<=needl(2,2,2);
request1(1,0,1)<=available(2,1,2)。
试分配并修改相应数据结构,资源分配情况如表3.26所示。
表3.26 P1试分配资源后系统的资源分配情况
进程
allocation
need
available
P1
2,0,1
1,2,1
1,1,1
P2
4,1,1
2,0,2
P3
2,1,1
1,0,3
P4
0,0,2
4,2,0
再利用安全性算法检查系统是否安全,可用资源Available(1,1,1)已不能满足任何进程,故系统进入不安全状态,此时系统不能将资源分配给P1。
若此时P2发出资源请求request2(1,0,1),按银行家算法进行检查:
Request2(1,0,1)<=need2(2,0,2);
Request2(1,0,1)<=available(2,1,2)。
试分配并修改相应数据结构,资源分配情况如表3.27所示。
表3.27 P2试分配资源后系统的资源分配情况
进程
allocation
need
available
P1
1,0,0
2,2,2
1,1,1
P2
5,1,2
1,0,1
P3
2,1,1
1,0,3
P4
0,0,2
4,2,0
再利用安全性算法检查系统是否安全,可得此时刻的安全性分析情况如表3.28所示。
表3.28 P2申请资源时的安全性检查
进程
Work
Need
Allocation
Work+Allocation
Finish
P2
1,1,1
1,0,1
5,1,2
6,2,3
True
P3
6,2,3
1,0,3
2,1,1
8,3,4
True
P4
8,3,4
4,2,0
0,0,2
8,3,6
True
P1
8,3,6
2,2,2
1,0,0
9,3,6
true
从上述分析中可以看出,此时存在一个安全序列(P2,P3,P4,P1),故该状态是安全的,可以立即将P2所申请的资源分配给它。
)
解析:
[解析]本题目考查银行家算法。
24.有5个并发执行的进程P1、P2、P3、P4、P5,它们共享5个资源R1、R2、R3、R4、R5。
每个进程都需要得到两个资源后才能执行结束,但每次只申请一个资源,现把各进程申请的资源列如下表3.22所示。
表3.22 各进程资源申请情况
进程
第一次申请
第二次申请
P1
R1
R2
P2
R2
R3
P3
R3
R4
P4
R4
R5
P5
R5
R1
(1)在什么情况下会引起死锁?
为什么?
(2)请你提出一种方案,使进程申请资源时受到适当的限制,从而避免可能引起的死锁。
(分数:
8.00)
__________________________________________________________________________________________
正确答案:
(这种分配方案会引起死锁。
因为进程申请资源总数大于系统资源总数,而系统一次就把资源分配完毕,故进程再申请资源时,系统无资源分配。
这样就导致每个进程都占有资源,但都因资源不够而处于等待状态。
现在提出一种方案:
首先把系统的资源排序,然后再规定每个进程申请资源时,第二次申请资源的序号要大于第一次申请资源的序号,否则就要交出所占有的资源。
执行此方案,第二次申请资源时,进程P5就要交出资源R5,系统则把R5分配给P4,这样进程P4因资源满足而投入运行,运行完后向系统交出其占有的所有的资源R4和R5,系统则把R4分配给P3,…,这样当进程P1交出其占有的所有的资源R1和R2后,系统再把资源R1和R5分配给P5,这样所有的进程都可以运行完,而不会发生死锁。
)
解析:
[解析]本题目死锁的必要条件及解决死锁的方法。
25.试化简如下图的进程一资源图,并利用死锁定理给出相应的结论。
(分数:
8.00)
__________________________________________________________________________________________
正确答案:
(简化方法如表3.7所示。
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