操作系统考研试题

1 操作系统概述 概述部分不是考试的重点 出题综合应用题的可能性不大 考生需要简单的了解一下什么是操作系统 以及操作系统在计算机系统中的作用 对操作系统的发展和分类 只需要简单的了解一下操作系统各个发 展阶段和操作系统的分类 这一章是为了让考生了解操作系统在计算机系统中的作用 地位 发展和特点 本章在考试中所占的比例不会太大 2 进程管理 这部分考查的是操作系统 5 大管理功能之一 处理机管理 包括进程管理和处理机调度两大块的内容 是考试的重点内容 同时也是难点 因此对这部分除了要掌握基本的概念和基本的原来外 还要求考生能 运用这些基本原理去分析和解决问题 其中 PV 原语操作 同步问题及死锁问题都有可能出综合应用题 进程管理是操作系统的重要任务之一是使用户充分 有效地利用系统资源 这部分首先要求掌握进程 的概念 其中进程和程序这两个概念的区别和联系一定要搞清楚 第二要记住进程的 3 中状态以及它们之 间相互转换条件 一定要记住不可能从就绪状态直接转换到等待状态 第三需要理解进程控制和原语这两 个概念 掌握进程的创建 撤销 阻塞 唤醒的条件 理解四种原语的执行过程 第四理解什么是并发进 程间的直接制约以及由直接制约所引发的进程同步 分清什么是私用信号和公用信息 重点要掌握如何用 PV 原语操作实现同步问题 要会利用 PV 原语操作来解决经典的同步问题 第五是知道进程的通信方式 及它们各自的特点 第六要理解进程和线程的异同以及多线程模型 最后一定要弄清楚什么是死锁产生的 必要条件以及如何预防和避免死锁 处理机调度部分以是操作系统对 CPU 的管理 这部分要求考生理解作业和进程的关系 掌握作业调 度和进程调度的策略和算法 重点要掌握几种典型的调度算法的基本思想 适用的范围和特点 要能指出 各种调度算法的调度顺序并能计算它们的周转时间 3 内存管理 内存管理也是操作系统的管理功能之一 这部分也是考试的一个重点 其中页面置换算法出大题的可 能性很大 考生在复习这部分内容的时候要注重理解 内存管理分为两大部分一是内存管理基础 这部分内容要注重基本概念和基本原理的掌握 其中重 点要掌握的是三种非连续内存管理方式 分有管理方式 分段管理方式 段页式管理方式 对这三种内存 管理方式的基本思想和实现原理都一定要清楚 其次是要理解什么是交换和覆盖技术 以及两者的区别是 什么 内存管理的第二部分是虚拟内存管理 这是重点中的重点 首先考生必须要弄清楚的就是什么是虚 拟内存以及它的三个主要特征 在此基础上掌握目前常用的实现虚拟存储器的方式 请求分页存储管理 方式 对于请求分段式和请求段页式管理 对请求分页管理方式的页表结构 页面分配算法和页面置换算 法都要弄清楚 特别是大纲中列出的几种页面置换算法 要能够画出各个算法内存中页面变化情况并能够 计算缺页率 尤其要注意掌握抖动现象的实例 这个知识点出有可能会出综合应用题 其次要掌握什么是 抖动现象以及减少抖动现象的方法 扩大工作集 4 文件管理 文件系统是计算机组织 存取和保存信息的重要手段 大纲中将文件管理的内容分为了三个部分 第一个部分是文件系统的基础 在这一部分中重点要掌握的文件的逻辑结构和目录结构 大纲中列出的 三种文件逻辑结构的组织结构 特点以及如何进行读写操作考生都要弄明白 对文件的检索有可能和数据 结构中的查找算法结合出综合应用题 考生需要引起注意 通用目录结构也是一个可以和数据结构结合点 目录结构要么是树形的 要么就是图形的 而树和图都是数据结构中考试的重点 其中目录查询技术要特 别引起重视 文件系统实现这一部分相对而言重要性不是很大 部分重点要掌握的是文件系统的层次模型 磁盘管 理方法包括 空闲表法 位示图法 成组链接法 考生只要掌握这几种方法分别是如何进行磁盘分配和回 收的就可以了 其中成组链接法是一个相对比较难的一点 另外考生还要知道常用的磁盘调度算法以及每 种算法优先考虑的问题是什么 知道磁盘访问时间由那几个部分组成 每部分时间应如何计算 5 输入输出 I O 管理 I O 管理这一章重点应该放在对基本概念的掌握 主要是对基本概念和原理的理解和记忆 出应用题的 可能性很小 第一部分 I O 管理的概述部分重点是 I O 控制方式 考生要弄清楚有哪几种 I O 控制方式 它们各适用于什么场合 对 DMA 控制方式要弄清楚它的工作流程 第二个部分 I O 核心子系统 首先要 知道为什么要引入缓冲 然后就是要弄清楚各种缓冲方式下缓冲区的工作方式 这一部分的另外一个重点 就是 SPOOLing 技术 要掌握 SPOOLing 是什么 SPOOLing 系统的组成和特点 2 重点 难点分析重点 难点分析 进程管理 内存管理和文件管理三部分是操作系统部分的三大重点板块 进程管理部分的处理机调 度 进程调度 PV 原语操作 同步问题 死锁问题都是考试中的重点 也是难点 其中利用 PV 原语操 作解决经典的同步问题尤为重要 同时对许多的考生而言这也是一个难点 但是却是考试出现频率较高的 内容 内存管理部分的重点是虚拟内存管理部分考生要特别重视页面置换算法和抖动现象 要回计算缺页 次数和缺页率 特别要重视 Belady 现象的实例 页面置换这也是考试中出现频率很高的一个内容 文件 管理部分的重点在文件的物理结构和目录结构上 这两个点都很容易和数据结构的内容相结合 所以有可 能会出现跨科目的综合性题目 考生应当引起重视 对于操作系统的概述和 I O 管理部分 考生要注重基 本概念的掌握 这两个部分应该出大题的可能性不 难点 作业调度 进程调度 页面调度算法 PV 操作 考试出现频率较高的内容 考试出现频率较高的内容 PVPV 操作 进程死锁操作 进程死锁 同步 内存分配 并发执行程序 进程间状态转换 同步 内存分配 并发执行程序 进程间状态转换 PVPV 实现进程间的同步与互斥 死锁及其避免 地址变换 页面置换实现进程间的同步与互斥 死锁及其避免 地址变换 页面置换 先进先出算法 FIFO 选择装入最早的页面置换 可以通过链表来表示各页的装入时间先后 FIFO 的性能较差 因为较早调入的页往往是经常被访问的页 这些页在 FIFO 算法下被反复调入和调出 并且 有 Belady 现象 所谓 Belady 现象是指 采用 FIFO 算法时 如果对 个进程未分配它所要求的全部页面 有时就会出现分配的页面数增多但缺页率反而提高的异常现象 东南大学东南大学 2000 年考研试题年考研试题 二 综合能力部分 35 分 1 在答卷上用连线把下面左右两列词连起来形成最恰当的五对 左列 右列 1 Linux 1 面向对象 2 Unix 2 网络操作系统 3 Windows NT 3 微核 4 Mach 3 0 4 自由软件 5 OS 2 5 C 语言 2 写出满足下列要求的程序片断 1 必须包含系统调用命令和注释文字 API 函数可认为是系统调用 2 用汇编语言或高级语言均可 但必须严格符合语言的语法 3 程序片断的意义应较为完整 3 先举例说明页面置换算法 LRU 的含义 然后提出近似实现 LRU 的两种思路 4 假如你是某操作系统的设计者 承担慢速字符设备管理任务 该操作系统要求 用 户使用慢速字符设备和使用普通文件完全一样方便简捷 请问你在设计中至少要解 决哪些问题 苏州大学苏州大学 2001 年考研试卷年考研试卷 三 叙述中断机制在操作系统中的地位和作用 10 四 试给出一种实现虚存的解决方案 10 五 举出设备管理子系统中利用中断 轮询和 DMA 的例子 12 哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学 2000 年考研试卷年考研试卷 一 简答题 共 30 分 1 什么是操作系统 它有什么基本特征 6 分 2 试比较进程和程序的区别 6 分 3 在用户的操作系统之间存在哪几种类型的接口 它们的主要功能是什么 6 分 4 解释下列概念 12 分 进程 线程 同步机构 临界区 文件 设备驱动程序 二 举例说明在分页系统下的地址转换过程 8 分 三 什么是死锁 产生的原因是什么 如何解除死锁 8 分 四 什么是 DMA 方式 它与中断方式的主要区别是什么 8 分 五 在一个请求页式存储管理系统中 进程 P 共有 5 页 访问串为 3 2 1 0 3 2 4 3 2 1 0 4 时 试用 LRU 置换算法和 LFU 置换算法 计算当分配给该进程的 页面数分别为 3 和 4 时 访问过程中发生的缺页次数和缺页率 比较所得的结果 浅析原因 15 分 六 在一个分时操作系统中 用户提交了一个作业 作业的内容包括 1 请求内存 memory 2 计算并将结果存于内存 3 请求打印机 printer 4 将 memeory 中的内容在 printer 上输出 5 释放 printer 6 释放 menory 7 结束 试从分进操作系统对资源管理的观点论述该作业从提交开始到结束为止 操作系统为其提供服务与控 制全部过程 15 分 七 汽车司机与售票员之间必须协同工作 一方面只有售票员把车门关好了司机才能开车 因此 售票员 关好车门应通知司机开车 另一方面 只有当汽车已经停下 售票员才能开门上下客 故司机停车后应通 知售票员 汽车当前正在始发站停车上客 试设必要的信号灯及赋初值 写出他们的同步过程 用管程 或信号灯机制均可 16 分 中科院计算机技术研究所中科院计算机技术研究所 2003 年硕士生入学试题年硕士生入学试题 一 1 操作系统内核有强内核和微内核 unix 是前者 windowsNT 是后者 简介微内核比强内核的优点 4 2 若只有进程控制 其独立性表现在 引入线程后 独立性有何改变 4 3 请求调页存储系统确定页面大小的标准 4 二 1 死锁的证明 在 m 个同类资源 n 个进程共享它 每次进程只能获得或释放至多一个资源 问会不会发生死锁 若 设每个进程所需资源数为 ri 1 riLock acct1 GetAccount acctId1 May involve disk I O account acctId2 Lock acct2 GetAccount acctId2 May involve disk I O if acct1 balance balance amount acct2 balance amount StoreAccount acct1 Involves disk I O StoreAccount acct2 Involves disk I O account acctId1 Unlock account acctId2 Unlock return OK 南昌大学南昌大学 2003 考研题考研题 五 计算题 25 分 1 设有两个优先权相同的进程 P1 P2 如下 令信号量 S1 S2 的初值均为 0 已知 Z 2 试问 P1 P2 执行结束 后 X Y Z 6 分 进程 P1 进程 P2 Y 1 X 1 Y Y Z X X 1 V S1 P S1 Z Y 1 X X Y P S2 V S2 Y Z Y Z X Z 2 设在单机系统内存中存放三道程序 A B 和 C 按 A B C 的优先次序运行 其内部计算机 I O 操作的时间分 配如下图所示 程序 A 计算 30m I O 40ms 计算 10ms 程序 B 计算 60m I O 30ms 计算 10ms 程序 C 计算 20m I O 40ms 计算 20ms 试画出按多道运行时的时间关系图 设有两个通道 取名为通道 1 通道 2 调度程序的执行时间忽略不计 并计算完成这三道程序共花多少时间及比单道程序运行节省多少时间 9 分 3 桌子有一个盘子 每次只能放入一个水果 爸爸专向盘中放苹果 妈妈专向盘中放桔子 女儿专等吃盘中的 苹果 儿子专等吃盘中的桔子 试用 P V 操作写出他们能正确同步的并发程序 10 分 山东科技大学山东科技大学 2004 一 简答题 每小题 5 分 共 30 分 1 什么是操作系统 列举 4 种操作系统的名称 2 进程的 5 种基本状态分别是什么 画出状态转换的进程状态图 3 如何理解产生死锁的 4 个必要条件 4 Spooling 系统由几部分组成 Spooling 系统有哪些好处 5 什么叫文件 试说明文件目录的作用 它一般应包括哪些信息 6 有哪些途径可以提高磁盘 I O 的速度 二 10 分 在视频通信系统中 由进程 pa 采集一帧图像信息并存入环形缓冲区 Buffer 中 进程 Pb 从 Buffer 中陂一帧数据进行处理 假设 Buffer 的大小为 N 试用 P V 操作实现进程 Pa 和 Pb 三 10 分 考虑下面的页访问串 1 2 3 4 2 1 5 6 2 1 2 3 7 6 3 2 1 2 3 6 假定分别有 1 个 3 个 5 个 7 个物理块 试问 若应用下面的页面替换算法 在上述四种情况下分别会出现多少次缺页中断 注 意 所给定的物理块初始都为空 因此 首次访问一页时就会发生缺页中断 1 RU 替换法算法 2 FIFO 替换算法 3 Optimal 替换算法 中科院 2 10 分 简述 LRU NRU 和 LFU 三种页面置换算法的思想 并各给出一种可能的实现方案 3 10 分 何