3.4 Вопросы и задания для самопроверки к подтеме «Процессы и потоки»

33. Поясните употребление терминов программа, процесс, задача, поток, нить.

34. В чем состоит принципиальное отличие состояний ожидания и готовности потока, ведь и в том, и в другом случае он ожидает некоторого события ?

35. Мультипрограммные операционные системы принято разделять на системы реального времени, системы разделения времени и системы пакетной обработки. В то же время, алгоритмы планирования могут быть основаны на квантовании, относительных приоритетах и абсолютных приоритетах. Предложите для каждого из перечисленных типов ОС наиболее подходящий, по вашему мнению, тип алгоритма планирования.

36. В какой очереди (ожидающих или готовых) скапливается большее число процессов: 1) в интерактивных системах разделения времени; 2) в системах пакетной обработки, решающих счетные задачи ?

37. Известно, что программа А выполняется в монопольном режиме за 10 минут, а программа В ‒ за 20 минут, то есть при последовательном выполнении они требуют 30 минут. Если Т ‒ время выполнения обеих указанных задач в режиме мультипрограммирования, то какое из следующих неравенств справедливо: 1) Т <10; 2) 10 < Т < 20; 3) 20 < Т < 30; 4) Т >30.

38. Может ли процесс в мультипрограммном режиме выполняться быстрее, чем в монопольном ?

39. Чем объясняется потенциально более высокая надежность операционных систем, в которых реализована вытесняющая многозадачность ?

40. В каких ОС реализована: а) невытесняющая многозадачность; б) вытесняющая многозадачность?

41. При невытесняющем планировании необходимо, чтобы во всех выполняющихся программах были предусмотрены кодовые последовательности, которые передают управление ОС. Указанные точки возврата управления прикладной программист должен определить заранее, еще до выполнения программы. Можно ли сказать, что в этом случае мы имеем дело со статическим планированием ?

42. Приведите пример алгоритма планирования, в результате работы которого процесс, располагая всеми необходимыми ресурсами, может бесконечно долго находиться в системе, не имея возможности завершиться.

43. Могут ли быть применены сразу все перечисленные характеристики к одному алгоритму планирования потоков: 1) вытесняющий с абсолютными динамическими приоритетами; 2) невытесняющий с абсолютными фиксированными приоритетами; 3) невытесняющий с относительными динамическими приоритетами; 4) вытесняющий с абсолютными фиксированными приоритетами, основанный на квантовании с динамически изменяющейся длиной кванта; 5) невытесняющий, основанный на квантовании с фиксированной длиной кванта. Для тех вариантов, которые вы считаете возможными, опишите более подробно алгоритм планирования.

44. Являются ли синонимами термины планирование процессов и диспетчеризация процессов ?

45. Можно ли задачу планирования процессов целиком возложить на приложения?

46. Приведите пример задачи, при программировании которой использование механизма потоков может привести к существенному повышению скорости ее выполнения.

47. Возможно ли существование асимметричной мультипроцессорной ОС для компьютера с симметричной мультипроцессорной архитектурой ?

48. Сравните два варианта организации мультипроцессорной обработки: 1) процесс (поток), начав выполняться на каком-либо процессоре, при каждой следующей активизации будет назначаться планировщиком на этот же процессор; 2) процесс (поток) каждый раз, в общем случае, выполняется на произвольно выбранном свободном процессоре. Какой вариант эффективнее: а) в отношении времени выполнения отдельного приложения; б) в отношении суммарной производительности компьютера ?

49. Какой алгоритм планирования процессов может быть реализован в ОС, разработанной для компьютера с отсутствием системы прерываний ?

50. Охарактеризуйте алгоритмы планирования, реализованные в ОС базовых семейств (Windows, Unix, Linux и т.п.), используя следующие характеристики: вытесняющий/невытесняющий, приоритеты относительные/ абсолютные, динамические/фиксированные, кванты фиксированные/ динамические, процессы жесткого/мягкого реального времени.

51. Какие события вызывают перепланирование процессов (потоков) ?

52. Поясните разницу между программными и аппаратными прерываниями.

53. Что такое вектор прерываний ?

54. Какой тип системы прерываний, векторный или опрашиваемый, реализован в процессоре Pentium ?

55. Всегда ли прерывание вызывает необходимость перепланирования процессов ?

56. Опишите механизм обработки прерываний в ОС семейства Windows.

57. Какие средства синхронизации процессов имеет современная ОС ?

58. Зачем в системе команд многих компьютеров предусмотрена единая, неделимая команда анализа и присвоения значения логической переменной, хотя эти же действия могут быть выполнены с помощью двух разных команд, также обычно присутствующих в системе команд ?

59. Пусть двум студентам нужно поработать с книгой, имеющейся в библиотеке в единственном экземпляре, и они одновременно пришли в библиотеку, но: один студент сначала пошел в читальный зал и занял единственное свободное место, а затем отправился в книжное хранилище; другой студент сначала получил книгу, а потом пошел в читальный зал искать место. В результате, ни один из студентов не может выполнить работу, так как каждому из них не хватает необходимого ресурса. Можно ли считать, что произошла взаимная блокировка (клинч) ?