操作系统习题2—进程调度
1. 假定有一个进程 A，其工作流程如图 1 所示。如果系统中进程只有三种状态(就绪、运行、阻塞)，并且进程被调度程序选中后就可以投入运行，且时间片为 200ms，请顺序列出该进程从开始到结束所经历的状态转换过程，并说明原因。
该进程从开始到结束所经历的状态转换过程为：
就绪 => 运行 => 就绪 => 运行 => 阻塞 => 就绪 => 运行 => 阻塞 => 就绪 => 运行 => 阻塞 => 就绪 => 运行 => 结束
分析：
- 该进程产生后进入就绪状态，被调度程序选中后占用CPU，变为运行态。
- 运行了一个时间片 200ms 后，此进程由运行态变为就绪态，CPU 转而运行其他进程
- 在某一时刻，此进程重新被调度程序选中，由就绪态变为运行态
- 运行了 50ms 后，此进程请求磁盘 I/O 服务，由运行态变为阻塞态
- 等待磁盘 I/O 完成后，进程又由阻塞态变为就绪态
- 在某一时刻进程被调占用 CPU，就绪态变为运行态
- 运行了 50ms 后，此进程又请求磁带 I/O 服务，由运行态变为阻塞态
- 等待磁带 I/O 完成后，进程又由阻塞态变为就绪态
- 在某一时刻进程被调占用 CPU，就绪态变为运行态
- 运行了一个时间片 200ms ，且进程要执行打印请求，此时进程由运行态变为阻塞态
- 打印结束后，进程由阻塞态变为就绪态
- 在某一时刻又被调度，从就绪态变为运行态，运行 150ms，进程结束
2、试判断该说法是否正确，并说明原因：引入线程后，同一进程内或不同进程间的线程都可以并发执行。
该说法正确。
① 同一进程内的线程可以并发执行。
线程是进程的一个实体，是 CPU 调度和分派的基本单位，它是比进程更小的能独立运行的基本单位。一个线程可以创建和撤销另一个线程，同一个进程中的多个线程之间可以并发执行。
② 不同进程间的线程可以并发执行。
线程自己只拥有一点儿必不可少的资源（线程栈，线程号等），但它可以访问其所属进程的系统资源。不同进程之间的线程执行互相不干扰，可以很好地并发执行。
3、假定一个操作系统的进程调度采用剥夺式短进程优先调度算法(单处理机系统)，系统中各进程到达就绪队列的时刻以及执行时间如表 1 所示，请给出各进程的调度次序。
- 在 0 时刻，就绪队列中只有进程 1，进程 1 被调度运行
- 在 1 时刻，进程 2 到达就绪队列，因为进程 2 执行时间比进程 1 短，进程 1 进入就绪队列，进程 2 被调度运行
- 在 2 时刻，进程 3 到达就绪队列，进程 3 执行时间比进程 2 长，不改变调度状态，进程 2 继续执行
- 在 3 时刻，进程 4 到达就绪队列，进程 4 执行时间比进程 2 长，进程 2 继续执行
- 在 5 时刻，进程 2 执行完毕，就绪队列中进程 4 执行时间最短，进程 4 被调度运行
- 在 10 时刻，进程 4 执行完毕，就绪队列中进程 1 执行时间最短，进程 1 被调度运行
- 在 17 时刻，进程 1 执行完毕，就绪队列中只有进程 3，进程 3 被调度运行
- 在 26 时刻，进程 3 执行完毕
所以，进程的调度次序为：
4、考虑如表 2 所示的一组进程，进程占用的 CPU 区间长度以毫秒来计算。假设在 0 时刻进程以 P1、P2、P3、P4、P5的顺序到达。
(1). 画出 4 个 Gantt 图分别演示使用 FCFS、非剥夺式 SJF、非剥夺式优先级(数字越小表示优先级越高)和 RR(时间片为 1ms)算法调度时进程的执行过程。①FCFS
②非剥夺式 SJF
③非剥夺式优先级
④RR
(2). 每个进程在每种调度算法下的周转时间是多少？
(3). 每个进程在每种调度算法下的等待时间是多少？
(4). 对所有进程，哪一种调度算法的平均等待时间最小
对所有进程，非剥夺式 SJF 调度算法的平均等待时间最小。
5、在一个使用多级反馈队列调度算法的系统中，若采用优先级越低分配时间片越长的策略，即如果第一级就绪队列调度的时间片为 2 秒，每降一级时间片增加为上一级的 2 倍，那么一个只使用 CPU 的进程的执行时间若为 40 秒，让其初始优先级最高，即插入第一级就绪队列，这个进程运行结束前会被中断多少次，结束时处于哪级队列？
- 此进程在第一级队列运行 2 秒，中断执行，转入第二队列末尾等待调度
- 在第二队列调度后运行 4 秒，中断执行，转入第三队列末尾等待调度
- 在第三队列调度后运行 8 秒，中断执行，转入第四队列末尾等待调度
- 在第四队列调度后运行 16 秒，中断执行，转入第五队列末尾等待调度
- 在第五队列调度后运行 10 秒，进程结束
这个进程运行结束前会被中断 4 次，结束时处于第五级队列。
