1.高級調(diào)度不低級調(diào)度的主要任務(wù)是什么？為什么要引入中級調(diào)度？
高級調(diào)度的主要任務(wù)是根據(jù)某種算法，把外存上處于后備隊列中的那些作業(yè)調(diào)入內(nèi)存。低級調(diào)度是保存處理機的現(xiàn)場信息，按某種算法先取進程，再把處理器分配給進程。

引入中級調(diào)度的主要目的是為了提高內(nèi)存利用率和系統(tǒng)吞吐量。使那些暫時不能運行的進程不再占用內(nèi)存資源，將它們調(diào)至外存等待，把進程狀態(tài)改為就緒駐外存狀態(tài)或掛起狀態(tài)。

2.處理機調(diào)度算法的共同目標是什么？批處理系統(tǒng)的調(diào)度目標又是什么？
共同目標：資源利用率，公平性，平衡性，策略強制執(zhí)行。

批處理系統(tǒng)的調(diào)度目標：平均周轉(zhuǎn)時間短，系統(tǒng)吞吐量高，處理機利用率高。

3.何謂作業(yè)、作業(yè)步和作業(yè)流？
作業(yè)包含通常的程序和數(shù)據(jù)，還配有作業(yè)說明書。系統(tǒng)根據(jù)該說明書對程序的運行進行控制。批處理系統(tǒng)中是以作業(yè)為基本單位從外存調(diào)入內(nèi)存。

作業(yè)步是指每個作業(yè)運行期間都必須經(jīng)過若干個相對獨立相互關(guān)聯(lián)的順序加工的步驟。

作業(yè)流是指若干個作業(yè)進入系統(tǒng)后依次存放在外存上形成的輸入作業(yè)流；在操作系統(tǒng)的控制下，逐個作業(yè)進程處理，于是形成了處理作業(yè)流。

4.在什么情況下需要使用作業(yè)控制塊JCB?其中包含了哪些內(nèi)容？
每當作業(yè)進入系統(tǒng)時，系統(tǒng)便為每個作業(yè)建立一個作業(yè)控制塊JCB，根據(jù)作業(yè)類型將它插入到相應(yīng)的后備隊列中。

JCB包含的內(nèi)容通常有：1）作業(yè)標識　　2）用戶名稱　　3）用戶賬戶　　4）作業(yè)類型（CPU繁忙型、I/0芳名型、批量型、終端型）　　5）作業(yè)狀態(tài) 6）調(diào)度信息（優(yōu)先級、作業(yè)已運行）7）資源要求　　8）進入系統(tǒng)時間　　9）、開始處理時間　　10）作業(yè)完成時間　　11）作業(yè)退出時間　　12）資源使用情況等

5.在作業(yè)調(diào)度中應(yīng)如何確定接納多少個作業(yè)和接納哪些作業(yè)？
作業(yè)調(diào)度每次接納進入內(nèi)存的作業(yè)數(shù)，取決于多道程序度。應(yīng)將哪些作業(yè)從外存調(diào)入內(nèi)存，取決于采用的調(diào)度算法。最簡單的是先來服務(wù)調(diào)度算法，較常用的是短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法和基于作業(yè)優(yōu)先級的調(diào)度算法。

6.為什么要引入高響應(yīng)比優(yōu)先調(diào)度算法？它有何優(yōu)點？
因為在批處理系統(tǒng)中，F(xiàn)CFS算法所考慮的只是作業(yè)的等待時間，而SJF算法正好與之相反，只考慮作業(yè)的運行時間，而忽視了作業(yè)的等待時間。高響應(yīng)比優(yōu)先調(diào)度算法則是既考慮了作業(yè)的等待時間，又考慮了作業(yè)運行時間的調(diào)度算法，因此既照顧了短作業(yè)，又不至使長作業(yè)的等待時間過長，從而改善了處理機調(diào)度的性能。

7.試說明低級調(diào)度的主要功能。
（1）保存處理機的現(xiàn)場信息（2）按某種算法選取進程（3）把處理機分配給進程。

8.在搶占調(diào)度方式中，搶占的原則是什么？
搶占的原則有：時間片原則、優(yōu)先權(quán)原則、短作業(yè)優(yōu)先權(quán)原則等。

9.在選擇調(diào)度方式和調(diào)度算法時，應(yīng)遵循的準則是什么？
（1）面向用戶的準則：周轉(zhuǎn)時間短、響應(yīng)時間快、截止時間的保證、優(yōu)先權(quán)準則。

（2）面向系統(tǒng)的準則：系統(tǒng)吞吐量高、處理機利用率好、各類資源的平衡利用。

10.在批處理系統(tǒng)、分時系統(tǒng)和實時系統(tǒng)中，各采用哪幾種進程（作業(yè)）調(diào)度算法？
批處理系統(tǒng)的調(diào)度算法：短作業(yè)優(yōu)先、優(yōu)先權(quán)、高響應(yīng)比優(yōu)先、多級反饋隊列調(diào)度算法。
分時系統(tǒng)的調(diào)度算法：時間片輪轉(zhuǎn)法。
實時系統(tǒng)的調(diào)度算法：最早截止時間優(yōu)先即EDF、最低松弛度優(yōu)先即LLF算法。

11.何謂靜態(tài)和動態(tài)優(yōu)先級？確定靜態(tài)優(yōu)先級的依據(jù)是什么？
靜態(tài)優(yōu)先級是指在創(chuàng)建進程時確定且在進程的整個運行期間保持不變的優(yōu)先級。
動態(tài)優(yōu)先級是指在創(chuàng)建進程時賦予的優(yōu)先權(quán)，可以隨進程推進或隨其等待時間增加而改變的優(yōu)先級，可以獲得更好的調(diào)度性能。
確定進程優(yōu)先級的依據(jù)：進程類型、進程對資源的需求和用戶要求。

12.試比較FCFS和SPF兩種進程調(diào)度算法。
相同點：兩種調(diào)度算法都可以用于作業(yè)調(diào)度和進程調(diào)度。

不同點：FCFS調(diào)度算法每次都從后備隊列中選擇一個或多個最先進入該隊列的作業(yè)，將它們調(diào)入內(nèi)存、分配資源、創(chuàng)建進程、插入到就緒隊列。

該算法有利于長作業(yè)/進程，不利于短作業(yè)/進程。SPF算法每次調(diào)度都從后備隊列中選擇一個或若干個估計運行時間最短的作業(yè)，調(diào)入內(nèi)存中運行。該算法有利于短作業(yè)/進程，不利于長作業(yè)/進程。

13.在時間片輪轉(zhuǎn)法中，應(yīng)如何確定時間片的大小?
時間片應(yīng)略大于一次典型的交互需要的時間。一般應(yīng)考慮三個因素：系統(tǒng)對相應(yīng)時間的要求、就緒隊列中進程的數(shù)目和系統(tǒng)的處理能力。

14.通過一個例子來說明通常的優(yōu)先級調(diào)度算法不能適用于實時系統(tǒng)？
實時系統(tǒng)的調(diào)度算法很多，主要是基于任務(wù)的開始截止時間和任務(wù)緊急/松弛程度的任務(wù)優(yōu)先級調(diào)度算法，通常的優(yōu)先級調(diào)度算法不能滿足實時系統(tǒng)的調(diào)度實時性要求而不適用。

15.為什么說多級反饋隊列調(diào)度算法能較好地滿足各方面用戶的需要？
終端型用戶：由于終端型用戶提交的作業(yè)多屬于交互型作業(yè)，通常較小，系統(tǒng)只要能使這些作業(yè)在第一隊列規(guī)定的時間片內(nèi)完成，便可使終端型用戶感到滿意

短批處理作業(yè)用戶：對于這類作業(yè)，如果可在第一隊列中執(zhí)行完成，便獲得與終端型作業(yè)一樣的響應(yīng)時間。對于稍長的短作業(yè)，也只需在第二和第三隊列各執(zhí)行一時間片完成，其周轉(zhuǎn)時間仍然較短。

長批處理作業(yè)用戶：對于長作業(yè)，它將依次在第1，2，……n個隊列中運行，然后再按輪轉(zhuǎn)方式運行，用戶不必擔心其作業(yè)長期得不到處理。

16.為什么說傳統(tǒng)的幾種調(diào)度算法都不能算是公平調(diào)度算法？
以上介紹的幾種調(diào)度算法所保證的只是優(yōu)先運行，如優(yōu)先級算法是優(yōu)先級最高的作業(yè)優(yōu)先運行，但并不保證作業(yè)占用了多少處理機時間。另外也未考慮到調(diào)度的公平性。

17.保證調(diào)度算法是如何做到調(diào)度的公平性的？
保證調(diào)度算法是另外一種類型的調(diào)度算法，它向用戶所做出的保證并不是優(yōu)先運行，而是明確的性能保證，該算法可以做到調(diào)度的公平性。

一種比較容易實現(xiàn)的性能保證是處理機分配的公平性。如果在系統(tǒng)中有n個相同類型的進程同時運行，為公平起見，須保證每個進程都獲得相同的處理機時間1/n。

18.公平分享調(diào)度算法又是如何做到調(diào)度的公平性的？
在公平分享調(diào)度算法中，調(diào)度的公平性主要是針對用戶而言，使所有用戶能獲得相同的處理機時間，或所要求的時間比例。

19.為什么在實時系統(tǒng)中，要求系統(tǒng)（尤其是CPU)有較強的處理能力？
在實時系統(tǒng)中，不但包括周期任務(wù)、偶發(fā)任務(wù)、非周期任務(wù)，還包括非實時任務(wù)。實時任務(wù)要求要滿足時限，而非實時任務(wù)要求要使其響應(yīng)時間盡可能的短。

多種類型任務(wù)的混合，使系統(tǒng)的可調(diào)度性分析更加困難。實際上有些實時系統(tǒng)CPU處理能力并不強，比如一些嵌入式實時系統(tǒng)，這就要求系統(tǒng)盡量少做一些并發(fā)計算任務(wù)，留出足夠冗余處理實時任務(wù)。

20.按調(diào)度方式可將實時調(diào)度算法分為哪幾種？
按調(diào)度方式不同，可分為非搶占調(diào)度算法和搶占調(diào)度算法兩種。

21.什么是最早截止時間優(yōu)先調(diào)度算法，請舉例說明之。
根據(jù)任務(wù)的開始截止時間確定的任務(wù)優(yōu)先級調(diào)度算法。截止時間越早則優(yōu)先級越高。該算法要求在系統(tǒng)中保持一個實時任務(wù)就緒隊列，該隊列按各任務(wù)截止時間的先后排序。

22.什么是最低松弛度優(yōu)先調(diào)度算法，請舉例說明之。
該算法是根據(jù)任務(wù)的緊急（或松弛）程度，來確定任務(wù)的優(yōu)先級。任務(wù)的緊急程度越高，為該任務(wù)所賦予的優(yōu)先級就越高，以使之優(yōu)先執(zhí)行。

例如，一個任務(wù)在200ms時必須完成，而它本身所需的運行時間就有100ms，因此，調(diào)度程序必須在100ms之前調(diào)度執(zhí)行，該任務(wù)的緊急程度（松弛程度）為100ms。

又如，另一任務(wù)在400ms時必須完成，它本身需要運行150ms，則其松弛程度為250ms。

最早截止時間優(yōu)先調(diào)度算法：任務(wù)要求的截止時間越早，其優(yōu)先級就越高。

最低松弛度優(yōu)先調(diào)度算法：任務(wù)的緊急程度越高，其優(yōu)先級就越高。

23.何謂“優(yōu)先級倒置”現(xiàn)象，可采取什么方法來解決？
當前0S廣泛采用優(yōu)先級調(diào)度算法和搶占方式，然而在系統(tǒng)中存在著影響進程運行的資源而可能產(chǎn)生“優(yōu)先級倒置”的現(xiàn)象，即高優(yōu)先級進程（或線程）被低優(yōu)先級進程（或線程）延遲或阻塞。

24.試分別說明可重用資源和可消耗資源的性質(zhì)。
可重用性資源：每一個可重用性資源中的單元只能分配給一個進程使用，不允許多個進程共享。進程在使用可重用性資源時，須按照這樣的順序：請求資源、使用資源、釋放資源。

系統(tǒng)中每一類可重用性資源中的單元數(shù)目是相對固定的，進程在運行期間既不能創(chuàng)建也不能刪除它。

可消耗性資源：每一類可消耗性資源的單元數(shù)目在進程運行期間是可以不斷變化的，有時它可以有許多，有時可能為0。進程在運行過程中，可以不斷創(chuàng)造可消耗性資源的單元，將它們放入該資源類的緩沖區(qū)中，以增加該資源類的單元數(shù)目。

進程在運行過程中，可以請求若干個可消耗性資源單元，用于進程自己的消耗，不再將它們返回給該資源類中。

25.試舉例說明競爭不可搶占資源所引起的死鎖。
例如，系統(tǒng)中有兩個進程P1和P2，它們都準備寫兩個文件F1和F2，而這兩者都屬于可重用和不可搶占性資源。進程P1先打開F1，然后再打開文件F2；進程P2先打開文件F2，后打開F1，下面示出了這段代碼。

P1

P2

.........

Open(f1,w)；　　　　 Open(f2,w)；

Open(f2,w)；　　　　 ?Open(f1,w)；

兩個進程P1和P2在并發(fā)執(zhí)行時，如果P1先打開F1和F2，然后P2才去打開F1（或F2），由于文件F1（F2)已被P1打開，故P2會被阻塞。當P1寫完文件F1（或F2）而關(guān)閉F1（F2)時，P2會由阻塞狀態(tài)轉(zhuǎn)為就緒狀態(tài)，被調(diào)度執(zhí)行后重新打開文件F1（或F2)。

在這種情況下，P1和P2都能正常運行下去。若P2先打開F1和F2，然后P1才去打開F1（或F2），P1和P2同樣也可以正常運行下去。

但如果在Pl打開F1的同時，P2去打開F2，每個進程都占有一個打開的文件，此時就可能出現(xiàn)問題。因為當P1試圖去打開F2，而P2試圖去打開F1時，

這兩個進程都會因文件已被打開而阻塞，它們希望對方關(guān)閉自己所需要的文件，但誰也無法運行，因此這兩個進程將會無限期地等待下去，而形成死鎖。

26.為了破壞“請求和保持”條件而提出了兩種協(xié)議，試比較這兩種協(xié)議。
第一種協(xié)議在所有進程開始運行之前，必須一次性地申請其在整個運行過程中所需的全部資源，并且在分配資源時，

只要有一種資源不能滿足進程的要求，即使其它所需的各種資源都空閑也不分配給該進程，而讓該進程等待。因此有資源被嚴重浪費、進程經(jīng)常會發(fā)生饑餓現(xiàn)象等缺點。

第二種協(xié)議是對第一種協(xié)議的改進，它允許一個進程只獲得運行初期所需的資源后，便開始運行。進程運行過程中再逐步釋放已分配給自己的，

且已用畢的全部資源，然后再請求新的所需資源。如此便可提高設(shè)備的利用率，還可減少進程發(fā)生饑餓的概率。

27.何謂死鎖?產(chǎn)生死鎖的原因和必要條件是什么？
（1） 死鎖是指多個進程因競爭資源而造成的一種僵局，若無外力作用，這些進程都將永遠不能再向前推進；

（2）產(chǎn)生死鎖的原因有二，一是競爭資源，二是進程推進順序非法；

（3）必要條件是：互斥條件，請求和保持條件，不剝奪條件和環(huán)路等待條件。

28.在解決死鎖問題的幾個方法中，哪種方法最易于實現(xiàn)？哪種方法是資源利用率最高？
解決/處理死鎖的方法有預(yù)防死鎖、避免死鎖、檢測和解除死鎖，其中預(yù)防死鎖方法最容易實現(xiàn)，但由于所施加的限制條件過于嚴格，會導(dǎo)致系統(tǒng)資源利用率和系統(tǒng)吞吐量降低；而檢測和解除死鎖方法可是系統(tǒng)獲得較好的資源利用率和系統(tǒng)吞吐量。

29.請詳細說明可通過哪些途徑預(yù)防死鎖?
（1）摒棄"請求和保持"條件：系統(tǒng)規(guī)定所有進程開始運行之前，都必須一次性地申請其在整個運行過程所需的全部資源，

但在分配資源時，只要有一種資源不能滿足某進程的要求，即使其它所需的各資源都空閑，也不分配給該進程，而讓該進程等待；

（2）摒棄"不剝奪”條件：系統(tǒng)規(guī)定，進程是逐個地提出對資源的要求的。當一個已經(jīng)保持了某些資源的進程，再提出新的資源請求而不能立即得到滿足時，必須釋放它已經(jīng)保持了的所有資源，待以后需要時再重新申請；

（3）摒棄"環(huán)路等待"條件：系統(tǒng)將所有資源按類型進行線性排序，并賦予不同的序號，且所有進程對資源的請求必須嚴格按序號遞增的次序提出，這樣，在所形成的資源分配圖中，不可能再出現(xiàn)環(huán)路，因而摒棄了"環(huán)路等待"條件。

30.在教材銀行家算法的例子中，如果P₀發(fā)出的請求向量由Request0（0,2,0）改為Request0（0，1，0），問系統(tǒng)可否將資源分配給它？
PO發(fā)出請求向量Requst0（0，1,0），按銀行家算法進行檢查：

?①Request0（0,1,0)≤Need0(7,4,3):

?②Request0(0,1,0)≤Available(2,3,0)；

?③系統(tǒng)暫時先假定可為P0分配資源，修改Available，Allocation1和Need1向量在下面數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的數(shù)值：

????Available[j]：=Available[j]-Request i[j]；A1location [i,j]：=A1location [i,j]+Request i[j]；eed [i,j]：=Need [i,j]-Requesti[j]；

?計算結(jié)果為：

????Available0=Available0(2,3,0)-Request0(0,1,0)=(2,2,0)

? ? Allocation0=Allocation0(0,1,0)+Request0 (0,1,0)=(0,2,0)

? ? Need0=Need0(7,4,3)-Request0(0,1,0)=(7,3,3)

?可以找到一個安全序列（P1，P3，P4，P2，P0}，所以系統(tǒng)是安全的，系統(tǒng)可以立即將P1所申請的資源（0，1，0）分配給它。給P1分配資源之后，系統(tǒng)的資源數(shù)目Available=(2，2，0）

31.在銀行家算法中，若出現(xiàn)下述資源分配情：

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