2014年广东松田学院专插本《计算机操作系统》第三章考试纲领答案

处理机调度的层次

1. 了解高级、低级和中级调度的含义及区别

i. 高级调度：（作业调动或长程调度）用于决定把外存后备队列中的哪些作业调入内存，为它们分配必要的资源

ii. 低级调度：（进程调度或短程调度）用来决定就绪队列中哪个进程应先获得处理机，并将处理机分配给选中的进程

iii. 中度调度：（中程调度）按一定的算法将外存中已具备运行条件的进程换入内存，而将外存中处于阻塞状态的某些进程换出至外存

调度队列模型和调度准则

1. 掌握调度算法的若干准则

i. 面向用户

1. 周转时间短：是评价批处理系统的性能、选择作业调度方式与算法的重要准则之一

2. 响应时间快：是评价分时系统的性能，这是选择分时系统中进程调度算法的重要准则之一

3. 截止时间的保证：评价实时系统性能的重要指标，是选择实时调度算法的重要准则

4. 优先权准则：遵循优先权准则，以便让某些紧急的作业得到及时处理

ii. 面向系统

1. 系统的吞吐量：用于评价批处理系统性能的另一个重要指标，是选择批处理作业调度的重要准则

2. 处理机利用率好：处理机的利用率是衡量系统性能的重要指标

3. 各类资源的平衡利用

调度算法

1. 掌握先来先服务、短作业（进程）优先和响应比高优先调度算法

i. 先来先服务算法：将选择最先进入就绪队列的进程投入执行。特点是简单，易于实现，但不利于短作业和I/O型作业的运行

ii. 短作业（进程）优先算法：选择就绪队列中估计运行时间最短的进程投入执行，它是非抢占方式，也可以采用抢占方式，能有效的缩短作业的平均周转时间，提高系统的吞吐量，但是不利于长作业和紧迫作业的运行

iii. 响应比高优先调度算法：是一种动态优先权调度算法，它以抢应比作为进程的动态优先权。目的是既照顾短作业，又考虑到作业的等待时间，是长时间作业不会长期等待，会额外增加系统的开销

2. 理解时间片轮转调度算法

i. 系统将所有的就绪进程按FIFO规则排成一个队列，将CPU分配给队首进程，且规定它最多只能执行一个时间片，若时间片用完时进程仍未完成，也必须将其插入就绪队列未尾，并把CPU交给下一个进程，特点是简单易行，平均响应时间短，但不利于处理进程紧急作业

实时调度

1. 掌握实时调度算法的几分类

i. 非抢占式调度算法

1. 非抢占式轮转调度算法：由一台计算机控制若干个相同的对象，为每个被控对象建立一个实时任务，并将它们排成一个轮转队列

2. 非抢占式优先调度算法：可采用非抢占优先调度算法为这些任务赋予较高的优先级

ii. 抢占式调度算法

1. 基于时钟中断的抢占式优先权调度算法

2. 立即抢占的优先权调度算法

2. 了解最早截至时间优先算法和最低松驰优先算法

i. 最早截至时间优先算法：根据任务的开始截至时间来确定任务的优先级，既任务的开始截至时间越早，其优先级越高

ii. 最低松驰度优先算法：根据实时任务的松驰度（松驰度=任务必须完成时间-任务本身的运行时间）来确定任务的优先权，既任务的松驰度越低，其优先权越高

产生死锁的原因和必要条件

1. 掌握死锁的基本概念

i. 死锁，是指多个进程在运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局，若无外力作用，这些进程将无法再向前推进

2. 掌握产生死锁的原因及必要条件

i. 原因

1. 竞争资源：当系统中供多个进程共享的资源不足时，引起进程对资源的竞争而产生死锁

2. 进程推进顺序非法：进程在运行过程中具有异步性特征，如果它们之间的顺序不当，也同样会导致进程产生死锁

ii. 必要条件

1. 互斥条件：进程所竞争的资源必须被互斥使用

2. 请求与保持条件：当前已拥有资源的进程，仍然能够申请新的资源

3. 不剥夺条件：进程已获得的资源，只能在使用完时自行释放，而不能被抢占

4. 环路等待条件：存在一个或多个进程的循环等待链，链中的每个进程都正在等待下一个进程所占有的资源

3. 掌握处理死锁的基本方法

i. 预防死锁：通过破坏产生死锁的某个必要条件来防止死锁的发生

ii. 避免死锁：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，从而避免发生死锁

iii. 检测死锁：通过系统所设置的检测机构，及时地检测出死锁的发生，并精确地确定与死锁有关的进程和资源，然后，采取适当措施，从系统中将已发生死锁的进程清除

iv. 解除死锁：当检测到系统中已经发生死锁时，必须将进程从死锁状态中解脱出来。采用的方法有撤销或挂起

预防死锁的方法

1. 掌握预防死锁的方法

1. 放弃“请求与保持”条件：可规定所有进程都必须一次申请其在运行过程中所需的全部资源

2. 放弃“不剥夺”条件：可规定一个已经保持了某些资源的进程，在提出新的资源请求而不能立刻等到满足时，必须释放它已获得的所有资源

3. 放弃“环路等待”条件：可将系统中的资源按类型赋予不同的序号，并规定所有的进程必须严格按照资源序号递增的顺序申请资源

2. 掌握安全状态的含义

i. 安全状态的含义，是指系统能按某种进程顺序，来为每个进程分配其所需要资源，直至满足每个进程对资源的最大需求，使每个进程都可以顺利地完成

3. 掌握银行家算法的分析与执行的流程

i. 数据结构

1. Available
:里面的每个元素代表一类可以利用的资源数目

2. Max[i,n]:代表进程i需要最大的n类资源数目

3. Allocation[i,n]:代表i进程已经拥有n类资源的数目

4. Need[i,n]:代表i进程还需要n类资源的数目

5. 他们的关系：Need[i,j]=Max[i,n] - Allocation[i,n];

ii. 算法描述（Request-i[j]=K 表示进程i向系统申请j类资源K个数目）

1. IF Request-i[j] <= Need[i,j] then 到2 else 出错（所需资源数超过宣布的最大资源数）

2. IF Request-i[j] <= Available[j] then 到3 else 出错（尚无足够的资源，进程i需等待）

3. 系统刺探分配资源:Available[j] := Available[j] - Request-i[j];

Allocation[i,j] := Allocation[i,j] + Request-i[j];

Need[i,j] := Need[i,j] - Request-i[j];

4. 系统执行安全性算法检测，IF 系统安全 then 给进程i分配资源 else 分配资源无效，恢复原来的资源分配状况

死锁的检测与解除

1. 了解死锁的检测和解除的方法

i. 死锁的检测：包括资源分配图，死锁定理

ii. 死锁的解除：包括剥夺资源、撤销进程或对死锁视而不见的鸵鸟算法