本试题参考 @甘晴void 的CSDN博客【2.2】操作系统OS_甘晴void的博客-CSDN博客，本意为期中复习自用，答案在其基础上进行进一步完善，若有错误还请指正！
第一题：基础题（20分）
1.1（4分）
进程状态一共有多少个，是哪些？哪些状态只出现一次，哪些出现多次？
答：
（1）进程状态一共有5种，分别为运行态、就绪态、阻塞态、创建态、终止态。
（2）其中，创建态、终止态只出现一次；
运行态、就绪态、阻塞态出现多次。
1.2（4分）
请结合进程状态转移图来说明，
答：
（1）进程状态转移图如下图所示（参考王道操作系统P37）：
（2）其中，
抢占式：运行态→阻塞态
非抢占式：就绪态→运行态、阻塞态→就绪态
参考来源：
1.3（4分）
fork()与exec()调用的区别？
答：
（1）系统调用fork()用于创建子进程，得到两个返回值。新创建的子进程直接从fork()系统调用返回。父进程和子进程代码和数据段相同，但pid和内存空间不同。
（2）系统调用exec()并没有创建新进程，而是直接将当前运行的程序替换为不同的程序。并且，对exec()的成功调用永远不会返回。
1.4（8分）
基于抢占式的调度，优先权值越小表示越优先，运行调度程序和进程切换用时1μs。从0开始调度程序，问平均周转时间为多少？
| 到达时间 | CPU耗时 | 优先权值 | |
| P1 | 2μs | 12μs | 10 |
| P2 | 1μs | 24μs | 30 |
| P3 | 0μs | 36μs | 20 |
答：
P3的周转时间 = 完成时间 - 到达时间 = 36μs + 12μs + 3μs（切换） - 0μs = 51μs
P2的周转时间 = 完成时间 - 到达时间 = (36μs + 24μs + 12μs + 4μs) - 1μs = 75μs
P1的周转时间 = 完成时间 - 到达时间 = (2μs + 1μs + 12μs) - 2μs = 13μs
平均周转时间 = (P3的周转时间 + P2的周转时间 + P1的周转时间) / 进程数量
= (51μs + 75μs + 13μs) / 3
= 139μs / 3
≈ 46.33μs
所以，平均周转时间约为46.33μs。
（注意，刚开始运行时和进行进程切换时都要加上1μs）
第二题：MLFQ多级反馈队列（10分）
五条规则及其相应作用？
答：
五条规则：
规则1.如果A的优先级 > B的优先级，运行A（不运行B）
规则2.如果A的优先级 = B的优先级，轮转运行A和B
规则3.工作进入系统时，放在最高优先级（最上层队列）
规则4.一旦工作用完了其在某一层中的时间配额（无论中间主动放弃了多少次CPU），就降低其优先级（移入低一级队列）
规则5.经过一段时间S，就将系统中所有工作重新加入最高优先级队列
（见《操作系统导论》P63）
第三题：彩票调度与步长调度（20分）
3.1
写出彩票的意义，问彩票数与步长的关系
答：
（1）彩票数代表进程占有某个资源的份额
（2）步长与彩票数成反比
3.2
若ABC彩票数分别是200，300，500。给定整数60000，求出各自的票数
答：
A的彩票数为12000
B的彩票数为18000
C的彩票数为30000
3.3
模拟一遍，直至各自里程再次相同
答：
假设选择A先运行，
行程值（A）步长=300 行程值（B）步长=200 行程值（C）步长=120 谁运行 0 0 0 A 300 0 0 B 300 200 0 C 300 200 120 C 300 200 240 B
300 400 240 C 300 400 360 A 600 400 360 C 600 400 480 B 600 600 480 C 600 600 600 ……
3.4
求出各自的CPU占比
答：
CPU占比2:3:5
第四题：僵尸进程（20分）
4.1
运行以下代码，写出输出结果（pid整数可以自定，但前后要自洽）
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
printf("hello world (pid:%d)\n", (int)getpid());
pid_t pid;
int count = 0;
pid = fork();
if (pid < 0)
{
printf("error occurred!\n");
}
else if (pid == 0)
{
printf("%d son %4d\n", getppid(), getpid());
count++;
exit(0);
}
else
{
sleep(5);
wait(NULL);
printf("%d father %4d\n", getppid(), getpid());
count++;
}
printf("count = %d\n",count);
return 0;
}答：
原因：
在子进程中，count被设置为1，但子进程随后退出，这个值不会被父进程看到。
在父进程中，count也被设置为1（因为父进程有自己的count副本）。
因此，当父进程打印count的值时，它显示的是1，而不是2（即使子进程也增加过count）。这是因为两个进程对count的修改是隔离的，父进程无法看到子进程对count的修改。
4.2
结合僵尸进程与孤儿进程的概念。这段代码会产生僵尸进程还是孤儿进程？如果是孤儿进程，请修改代码使其产生僵尸进程；如果是僵尸进程，请修改代码使其产生孤儿进程
答：
（1）这段代码会产生僵尸进程
原因：子进程结束时，父进程还处于sleep(5)状态，还在睡觉，暂时没有把子进程收回，导致僵尸进程的产生。但是，父进程睡了5ms，睡醒之后立刻把子进程收回了，所以僵尸进程只产生了5ms。我感觉吧，这题的意思是，只要产生过，就是有，这个程序就有问题，所以是僵尸进程。
（2）要将僵尸进程改成孤儿进程，就要让父进程先于子进程结束。可以将sleep（5）改为放在子进程那边，exit也换个位置。
代码如下：
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <sys/types.h> #include <sys/wait.h> #include <unistd.h> int main() { printf("hello world (pid:%d)\n", (int)getpid()); pid_t pid; int count = 0; pid = fork(); if (pid < 0) { printf("error occurred!\n"); } else if (pid == 0) { sleep(5); printf("%d son %4d\n", getppid(), getpid()); count++; } else { printf("%d father %4d\n", getppid(), getpid()); count++; exit(0); } printf("count = %d\n",count); return 0; }
第五题：作业题（10分）
题目提供了./process-run -l 4:100 -s 3 -c和./process-run -l 4:0 -s 3 -c的运行截图
要求我们写出./process-run -l 4:50 -s 3 -c的运行截图
答：
因为占用cpu运行的指令数为4，使用cpu概率为50%，所以就是cpu→io→cpu→io（其他情况也行，均分即可），如下图所示：
第六题：实验题
实验自2024年已改版，所以2023年实验题没有参考价值，不再赘述。
