操作系统---第二章进程管理---进程与线程---选择题

1关于线程

线程是程序执行流的最小单元，是独立运行（或调度）的基本单位，因此线程可以独立执行程序。
进程是拥有资源的基本单位，线程只拥有一点必不可少的资源。因此线程是没有独立的地址空间的，它们共享进程的地址空间。

2进程与程序的根本区别是什么

说到这个问题，我们就得先知道一个事，什么是进程？
进程是程序的一次执行，它有着创建，活动，暂停，终止等过程，具有一定的生命周期，是动态的产生，变化和消亡的。动态性是程序最基本的特征。
从定义中我们就能看出，进程与程序的本质区别是：程序是静态的，进程是动态的。程序是指令的有序集合，无执行含义，而进程则强调执行的过程。进程具有并行特征，而程序没有。

3什么是进程控制块？

为了使参与并发执行的程序(含数据)能独立的运行，必须为之配置一个专门的数据结构，称为进程控制块（Process Control Block，PCB）。系统利用PCB来描述进程的基本情况和运行状态，进而控制和管理进程。相应地，由程序段，响应数据段和PCB三部分构成了进程映像。所谓创建进程，实质上是创建进程映像中的PCB；而撤销进程，实质上是撤销进程的PCB。

4进程会长生不死吗？

进程有它的生命周期，不会一直存在于系统中，也不一定需要用户显示地撤销。进程在时间片结束时只是就绪，而不是撤销。阻塞和唤醒时进程生存期的中间状态。进程可在完成时撤销，或在出现内存错误时撤销。

5系统动态DLL库中的系统进程，被不同的进程调用，它们是相同还是不同呢？

进程是暂时的，程序是永久的；进程是动态的，程序是静态的；进程至少由代码，数据和PCB组成，程序仅需代码和数据即可；程序代码经过多次创建可对应不同的进程，而同一个系统的进程（或线程）可以由系统调用的方法被不同的进程（或线程）多次使用。
它们是相同的。

6就绪队列的进程数目与处理器效率有关吗？

我感觉这就像是排队买火车票，管你排一个人还是一百个人，售票员的速度都是一样的，因此是无关。

7什么是原语？

进程控制的主要功能是对系统中的所有进程实施有效的管理，它具有创建新进程，撤销已有进程，实现进程状态转换等功能。在操作系统中，一般把进程控制用的程序段称为原语，原语的特点是执行期间不允许中断，它是一个不可分割的独立单位。

8一个进程的读磁盘操作完成后，操作系统针对该进程必做的是

修改进程状态为就绪态，其实读磁盘操作可以理解为申请打印机之类的设备，在没有申请到的时候，进程自己会陷入阻塞状态，申请到了以后会转为就绪状态。

9啥玩意是用户级线程，啥玩意是内核级线程

用户级线程（User-level Thread）
在用户级线程中，有关线程管理（线程的创建，撤销和切换等）的所有工作都由应用程序完成，内核意识不到线程的存在。因此用户级线程可以在不支持内核级线程的操作系统上实现。我感觉这个有点类似于皇权不下县，县里面只有县太爷，下面就没有政府的官员了，难道皇上会知道某某县某某村人丢了一头牛吗？这很显然不可能对吧。哪一天皇上嗝屁换人了，下面人该种地还是种地啊，难道皇上发丧下面人就不种地了？这不可能啊。
内核级线程（Kernel-Level Thread）
在内核级线程中，线程管理的所有工作由内核完成，应用程序没有进程线程管理的代码，只有一个到内核级线程的编程接口。内核为进程及其内部的每个线程维护上下文信息，调度也在内核基于线程框架的基础上完成。
因为内核级线程要跑到内核去完成，多跑了很多路，因此它的效率比用户级线程要低，这是很合理的。
线程与线程控制块的对应关系是一对一，多对一，多对多。

10父进程与子进程；主程序与子程序

父进程通过执行fork调用可以得到一个子进程，两个进程各自有自己的地址空间。
父进程与子进程的PSW是相同的，但是PC是发生改变的
父进程创建子进程后，父进程与子进程同时执行。
主程序调用子程序后，主程序暂停在调用点，子程序开始执行，直到子程序返回，主程序才开始执行。

11进程和程序之间可以形成一对一，一对多，多对一，多对多等关系，为什么会这样呢？

程序是静态的指令合集，进程是程序动态的执行过程。静态的程序除占用磁盘空间外，不需要其他系统资源，只有执行中的进程才需要分配内存，CPU等系统资源。

一对一

执行一条命令或运行一个应用程序时，进程和程序形成一对一的关系；

一对多

进程在执行过程中可以加载执行不同的应用程序，从而形成一对多的关系；

多对一

以不同的参数或数据多次执行同一个应用程序时，形成多对一的关系；

多对多

并发的执行不同的应用程序时，形成多对多的关系。

12为什么进程之间的通信必须借助操作系统内核功能？

进程无法访问其他进程的地址空间

为了保证多个进程能够互不干扰的共享物理内存，操作系统利用硬件地址机制对进程的地址空间进行了严格的保护，限制每个进程只能访问自己的地址空间。所以进程无法访问其他进程的地址空间，必须借助于操作系统的系统调用函数实现进程之间的通信。

进程通信方式

（1）共享内存区

通过系统调用创建共享内存区，多个进程可以连接同一个共享内存区，通过访问共享内存区实现进程之间的数据交换。使用共享内存区时需要利用信号量解决同步互斥问题。

（2）共享文件

利用操作系统提供的文件共享功能实现进程之间的通信。这时，也需要信号量来解决文件共享操作中的同步和互斥问题。

（3）管道系统

管道是单向的，因此是先进先出的，允许多个进程向管道写入数据，允许多个进程从管道读出数据。在读写过程中，操作系统保证数据的写入顺序和读出顺序是一致的。进程通过读写管道实现通信

（4）消息传递

用户缓冲区消息————>内核消息队列————>另一用户缓冲区

13操作系统的多进程运行环境

（1）为支持多进程的并发执行，需要哪些数据结构

为支持多进程的并发执行，系统为每个进程建立了一个进程控制块（PCB），用于进程的控制和管理。PCB中记录了有关进程的一些描述信息和控制信息，包括进程标识符，进程当前的状态，优先级，进程放弃CPU时的现场信息，以及指示组成进程的程序和数据在存储器中存放的位置，资源使用信息，进程各种队列的连接指针和反应进程之间隶属关系的信息。

（2）原语

创建新进程原语，阻塞进程原语，唤醒进程原语，终止进程原语

14前趋图

描述进程或程序各部分之间执行的先后顺序的有向无环图
前趋图的对象是语句和程序段

15程序的顺序执行

顺序性，封闭性，可再现性

16程序的并发执行

间断性，失去封闭性，不可再现性

17单处理机中，进程与进程不能并行

因为进程在运行时必须占有处理机，两个进程不能同时占有一个处理机。

18通道是DMA的进一步演化。

19单处理机情况下，执行状态的进程至多有1个

就绪态必须经过调度才能变成执行态，也就是必须经过分配处理机这个步骤才能变成执行态。
中断将会使中断服务程序由就绪态转为运行态

20进程内的各线程可以分布于多个处理机，即可并发又可并行

进程只能属于一个处理机，只能并发不能并行。
创建新线程需要提供相应的参数，如指向线程主程序的入口地址，堆栈的大小，线程的优先级。

21内核级线程切换开销大，用户级线程切换开销小

系统调用对于用户级线程的影响大，都会阻塞，对内核级线程的影响小，仍可以运行。

22多对一模型不能并行，一对一模型可以并行

多对一模型，多个用户级线程映射到一个内核级线程，这一个内核级线程一直在使用，因此无法并行。一对一模型，一个用户级线程映射到一个内核级线程，这若干个内核级线程互不干扰，互不限制，因此可以并行。
内核级线程的调度由操作系统完成，操作系统不知道用户级线程，因此操作系统不需要为用户级线程建立线程控制块

23进程控制块和数据块都是系统创建的，不是用户创建的，不是临时性的，因为是挑出来空白PCB赋值

24外部标识符由创建者提供，内部标识符由系统提供。

25什么是操作系统内核？

操作系统内核是指操作系统中和硬件密切相关的模块（如中断处理程序），为什么说中断服务程序与硬件密切相关？这是因为中断服务程序的前三步，关中断，保存断点，取出中断服务程序的入口地址送往都是由硬件来实现的；常用设备的驱动程序（如键盘鼠标的驱动程序），运行频率较高的模块（时钟管理，进程调度）
不同操作系统的功能未必相同

26进程的层次结构？

unix允许允许父进程创建子进程，windows通过句柄/令牌控制控制其他进程，没有父子关系。

27引起进程创建的事件？

用户登录，作业调度，提供服务，应用请求