答:相同点:两种调度算法都可以用于作业调度和进程调度。 不同点:FCFS调度算法每次都从后备队列中选择一个或多个最先进入该队列的作业,将它们调入内存、分配资源、创建进程、插入到就绪队列。该算法有利于长作业/进程,不利于短作业/进程。SPF算法每次调度都从后备队列中选择一个或若干个估计运行时间最短的作业,调入内存中运行。该算法有利于短作业/进程,不利于长作业/进程。
13.在时间片轮转法中,应如何确定时间片的大小?
答:时间片应略大于一次典型的交互需要的时间。一般应考虑三个因素:系统对相应时间的
要求、就绪队列中进程的数目和系统的处理能力。
14.通过一个例子来说明通常的优先级调度算法不能适用于实时系统?
答:实时系统的调度算法很多,主要是基于任务的开始截止时间和任务紧急/松弛程度的任务优先级调度算法,通常的优先级调度算法不能满足实时系统的调度实时性要求而不适用。
15.为什么说多级反馈队列调度算法能较好地满足各方面用户的需求?
答:(1)终端型作业用户提交的作业大多属于较小的交互型作业,系统只要使
这些作业在第一队列规定的时间片内完成,终端作业用户就会感到满足。
(2)短批处理作业用户,开始时像终端型作业一样,如果在第一队列中执
行一个时间片段即可完成,便可获得与终端作业一样的响应时间。对于稍长作业,通常只需在第二和第三队列各执行一时间片即可完成,其周转时间仍然较短。
(3)长批处理作业,它将依次在第1,2,…,n个队列中运行,然后再按轮
转方式运行,用户不必担心其作业长期得不到处理。所以,多级反馈队列调度算法能满足多用户需求。
16.为什么说传统的几种调度算法都不能算是公平调度算法? 答:以上介绍的几种调度算法所保证的只是优先运行,如优先级算法是优先级最高的作业优先运行,但并不保证作业占用了多少处理机时间。另外也未考虑到调度的公平性。
17.保证调度算法是如何做到调度的公平性的? 答:保证调度算法是另外一种类型的调度算法,它向用户所做出的保证并不是优先运行,而是明确的性能保证,该算法可以做到调度的公平性。一种比较容易实现的性能保证是处理机分配的公平性。如果在系统中有n个相同类型的进程同时运行,为公平起见,须保证每个进程都获得相同的处理机时间1/n。
18.公平分享调度算法又是如何做到调度的公平性的?
答:在公平分享调度算法中,调度的公平性主要是针对用户而言,使所有用户能获得相同的处理机时间,或所要求的时间比例。
19.为什么在实时系统中,要求系统(尤其是CPU)具有较强的处理能力? 答:在实时系统中通常有多个实时任务,若处理机的处理能力不强,则有可能因
处理机忙不过来,而致使某些实时任务不能得到及时处理,从而导致发生难以预料的后果
20.按调度方式可将实时调度算法分为哪几种? 答:非抢占式和抢占式。非抢占式又分为非抢占式轮转调度算法和非抢占式优先调度算法,抢占式又分为基于时钟中断的抢占式优先级调度算法和立即抢占的优先级调度算法。
21.什么是最早截止时间优先调度算法?举例说明。 答:根据任务的开始截止时间确定的任务优先级调度算法。截止时间越早则优先级越高。该算法要求在系统中保持一个实时任务就绪队列,该队列按各任务截止时间的先后排序。
22.什么是最低松弛度优先调度算法?举例说明。
答:该算法是根据任务的紧急(或松弛)程度,来确定任务的优先级。任务的紧急程度越高,为该任务所赋予的优先级就越高,以使之优先执行。 例如,一个任务在200ms时必须完成,而它本身所需的运行时间就有
100ms,因此,调度程序必须在100ms之前调度执行,该任务的紧急程度(松弛程度)为100ms。
又如,另一任务在400ms时必须完成,它本身需要运行150ms,则其松 弛程度为250ms。
23.何谓“优先级倒置”现象,可采取什么方法来解决? 答:当前OS广泛采用优先级调度算法和抢占方式,然而在系统中存在着影响进程运行的资源而可能产生“优先级倒置”的现象,即高优先级进程(或线程)被低优先级进程(或线程)延迟或阻塞。
24.试分别说明可重用资源和可消耗资源的性质。
答:可重用性资源:每一个可重用性资源中的单元只能分配给一个进程使用,不允许多个进程共享。进程在使用可重用性资源时,须按照这样的顺序:请求资源、使用资源、释放资源。系统中每一类可重用性资源中的单元数目是相对固定的,进程在运行期间既不能创建也不能删除它。
可消耗性资源:每一类可消耗性资源的单元数目在进程运行期间是可以
不断变化的,有时它可以有许多,有时可能为0。进程在运行过程中,可以不断创造可消耗性资源的单元,将它们放入该资源类的缓冲区中,以增加该资源类的单元数目。进程在运行过程中,可以请求若干个可消耗性资源单元,用于进程自己的消耗,不再将它们返回给该资源类中。
25.试举例说明竞争不可抢占资源所引起的死锁。
答:例如,系统中有两个进程P1和P2,它们都准备写两个文件F1和F2,而这两者都属于可重用和不可抢占性资源。进程P1先打开F1,然后再打开文件F2;进程P2先打开文件F2,后打开F1,下面示出了这段代码。 P1
P2
...
...
Open(f1,w); Open(f2,w);
Open(f2,w);Open(f1,w);
两个进程P1和P2在并发执行时,如果P1先打开F1和F2,然后P2才
去打开F1(或F2),由于文件F1(F2)已被P1打开,故P2会被阻塞。当P1写完文件
F1(或F2)而关闭F1(F2)时,P2会由阻塞状态转为就绪状态,被调度执行后重新打开文件F1(或F2)。在这种情况下,P1和P2都能正常运行下去。若P2先打开F1和F2,然后P1才去打开F1(或F2),P1和P2同样也可以正常运行下去。 但如果在P1打开F1的同时,P2去打开F2,每个进程都占有一个打开
的文件,此时就可能出现问题。因为当P1试图去打开F2,而P2试图去打开F1时,这两个进程都会因文件已被打开而阻塞,它们希望对方关闭自己所需要的文件,但谁也无法运行,因此这两个进程将会无限期地等待下去,而形成死锁。 26. 为了破坏“请求和保持”条件而提出了两种协议,试比较这两种协议。 、 答:第一种协议在所有进程开始运行之前,必须一次性地申请其在整个运行过程中所需的全部资源,并且在分配资源时,只要有一种资源不能满足进程的要求,即使其它所需的各种资源都空闲也不分配给该进程,而让该进程等待。因此有资源被严重浪费、进程经常会发生饥饿现象等缺点。
第二种协议是对第一种协议的改进,它允许一个进程只获得运行初期所
需的资源后,便开始运行。进程运行过程中再逐步释放已分配给自己的,且已用毕的全部资源,然后再请求新的所需资源。如此便可提高设备的利用率,还可减少进程发生饥饿的概率。
27.何谓死锁?产生死锁的原因和必要条件是什么? 答: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,当进程处于这种僵持状态时,若无外力作用,它们都将无法再向前推进。
产生死锁的原因为竞争资源和进程间推进顺序非法。其必要条件是:互 斥条件、请求和保持条件、不剥夺条件、环路等待条件。 28. 在解决死锁问题的几个方法中,哪种方法最易于实现?哪种方法使资源利用率最高?
答:解决死锁的四种方法即预防、避免、检测和解除死锁中,预防死锁最容易实现;避免死锁使资源的利用率最高。
29.请详细说明可通过哪些途径预防死锁。
答:(1)破坏“请求和保持”条件,就是如果系统有足够资源,便一次性把进程需要的所有资源分配给它;
(2)破坏“不可抢占”条件,就是已经拥有资源的进程,当它提出新资源请求而不能立即满足时,必须释放它已保持的所有资源,待以后需要时再重新申请;
(3) 破坏“循环等待”条件,就是将所有资源按类型排序标号,所有进程对资源的请求必须严格按序号递增的次序提出。
30.在银行家算法的例子中,如果P0发出请求向量由Request(0,2,0)改为Request(0,1,0),
问系统可否将资源分配给它?
答:(1)可以。银行家算法各种资源数量分别为10、5、7,在T0时刻的资源分配如图所示:
(2)具体分析如下:
①Requst0(0,1,0)<=Need0(7,4,3);
② Requst0(0,1,0)<=Available(2,3,0);
系统先假定可为P0分配资源,并修改Available0,Allocation0和Need0向量,由此形成
的资源变化情况如下图所示:
(3)P0请求资源:P0发出请求向量Requst0(0,1,0),系统按银行家算法进行检查: ① Requst0(0,1,0)<=Need0(7,4,3); ② Requst0(0,1,0)<=Available(2,3,0); ③系统暂时先假定可为P0分配资源,并修改______________有关数据,如下图所示
综上所述系统可以将资源分配给它。
31.银行家算法中出现以下资源分配,试问(1)该状态是否安全?(2)若进程P2 提出
Request(1,2,2,2)后,系统能否将资源分配给它?
试问:(1)该状态是否安全?
(2)若进程P2提出请求Request(1,2,2,2)后,系统能否将资源分配给它? 答:(1)安全,因为存在安全序列{P0,P3,P4,P1,P2} (2)系统能分配资源,分析如下。
①Request(1,2,2,2) <= Need2(2,3,5,6);
②Request(1,2,2,2) <= Available2(1,3,5,4);
③系统先假定可为P2分配资源,并修改Available2,Allocation2和Need2向量, 由此形成的资源变化情况如下图所示:
④再利用安全性算法检查此时系统是否安全。如下图
由此进行的安全性检查得知,可以找到一个安全序列{P2,P0,P1,P3,P4}。