2023年研究生类研究生入学考试专业课计算机学科专业综合基础-操作系统题库

2023年研究生类研究生入学考试专业课计算机学科专业综合基础-操作系统题库卷I一.历年考点试题黑钻版(共50题)1.若系统中有5台绘图仪，有多个进程均需要使用2台，规定每个进程一次仅允许申请1台，则至多允许多少个进程参与竞争而不会发生死锁?2.请求页式管理系统中是否存在外零头(又叫外部碎片)和内零头(又叫内部碎片)?3.计算这样一个磁盘的容量，它有两个盘片、10000个柱面，每条磁道平均有400个扇区，而每个扇区有512B(注：制造商是以GB为单位来表达磁盘容量的，1GB=109B)。4.假定某计算机系统有R1和R2两类可使用资源(其中R1有两个单位，R2有一个单位)，它们被进程P1和P2所共享，且已知两个进程均以下列顺序使用两类资源：

→申请R1→申请R2→申请R1→释放R1→释放R2→释放R1→

试求出系统运行过程中可能到达的死锁点，并画出死锁点的资源分配图(或称进程资源图)。5.消息缓冲通信技术是一种高级通信机制，由Hansen首先提出。请回答下列问题：

(1)试叙述高级通信机制与低级通信机制P、V原语操作的主要区别。

(2)给出消息缓冲机制(有限缓冲)的基本工作原理。

(3)消息缓冲通信机制(有限缓冲)中提供发送原语Send(Receivera)，调用参数a表示发送消息的内存区首地址。试设计相应的数据结构，并用P、V操作实现Send原语。6.如果信号量的当前值为-4，则表示系统中在该信号量上有______个等待进程。7.下列关于程序装入方式的叙述中，不正确的是______。A.绝对装入方式适用于单道程序环境下B.可重定位方式适用于多道程序环境下C.动态运行时装入方式也适用于多道程序环境下D.可重定位方式适用于单道程序环境下8.文件的二级目录结构由主文件目录和(

)组成。A.根目录B.子目录C.用户文件目录D.当前目录9.进程P1、P2和P3单独执行时间分别为10min、15min和20min，其中处理机占用时间分别为2min、3min和12min。如果采用多道程序设计技术使其并发，并假设处理机的利用率可以达到60%，加上系统开销5min，则并发使得计算机系统的效率提高了______。A.63%B.38%C.74%D.26%10.已知某系统页面长为4KB，页表项4B，采用多级分页策略映射64位虚拟地址空间。若限定最高层页表占用1页，则可以采用几层分页策略?11.下列进程调度算法中，综合考虑进程等待时间和执行时间的是

。A.时间片轮转调度算法B.短进程优先调度算法C.先来先服务调度算法D.高响应比优先调度算法12.一个分层结构操作系统由裸机、用户、CPU调度、文件管理、作业管理、内存管理、设备管理、命令管理等部分组成。试按层次结构的原则从内到外将各部分重新排列。13.试利用记录型信号量写出一个不会出现死锁的哲学家进餐问题的解决算法。14.推动分时系统形成和发展的主要动力是______。15.实时操作系统必须在______内处理完来自外部的事件。A.一个机器周期B.被控对象规定时间C.周转时间D.时间片16.把逻辑地址转变为内存的物理地址的过程称做

。A.编译B.连接C.运行D.重定位17.磁盘是可共享的设备，因此每一时刻______作业启动它。A.可以有任意多个B.能限定多个C.至少能有一个D.至多能有一个18.若每个作业只能建立一个进程，为了照顾短作业用户，应采用

；为了照顾紧急作业用户，应采用

；为了能实现人机交互，应采用

；而能使短作业、长作业和交互作业用户都满意，应采用

。

A．FCFS调度算法

B．短作业优先调度算法

C．时间片轮转调度算法

D．多级反馈队列调度算法

E．剥夺式优先级调度算法19.现代操作系统中为什么要设置文件管理系统?20.程序装入模块的主要方式包括______。A.绝对装入方式B.可重定位方式C.动态运行时装入方式D.以上三者21.有3个作业J1、J2和J3，其运行时间分别是2、5和3小时，假定它们同时到达，并在同一台处理机上以单道方式运行，则平均周转时间最小的执行序列是

。

A．J1，J2，J3

B．J3，J2，J1

C．J2，J1，J3

1).J1，J3，J222.斯普林系统中，作业执行时，从磁盘上的______中读取信息，并把作业的执行结果暂时存放在磁盘上的______中。23.中断优先级的高低顺序为______自愿中断、程序性中断、外部中断租______。24.______是操作系统采用以空间换时间的技术。25.假设一个索引文件由20个块组成，若该系统内存很大，硬盘也很大(即有足够大的空间对该文件进行操作)，现要在文件的尾部加一块，需启动磁盘(

)次。(该文件的控制信息和索引表都已在内存，并且修改后无须写回磁盘。)A.1B.2C.21D.4126.在文件系统中可命名的最小数据单位是______。A.字符串B.数据项C.记录D.文件27.引起进程切换的时机有哪些?28.将系统调用参数翻译成设备操作命令的工作由

完成。A.用户层I/OB.设备无关的操作系统软件C.中断处理D.设备驱动程序29.若信号量的初值为2，当前值为-3，则表示等待进程有______。A.1个B.2个C.3个D.5个30.一个串行线能以最大50000B/s的速度接收输入。数据平均输入速率是20000B/s。如果用轮询来处理输入，不管是否有输入数据，轮询例程都需要3μs来执行。在下一个字节到达之前未从控制器中取走的字节将丢失。那么最大的安全轮询时间间隔是多少?31.管道通信的基本思想是什么?UNIX操作系统在管道通信中是如何避免死锁的?32.目标程序所对应的地址空间是

。A.绝对地址空间B.虚拟地址空间C.存储空间D.物理地址空间33.什么叫重定位?重定位的方式有哪两种?比较它们的不同。34.假设有一个计算进程CP和一个打印进程PP，进程CP将计算结果送入由10个缓冲区组成的缓冲池，进程PP从该缓冲区中取出数据并打印。为实现进程同步，设置信号量SC，SP，送数指针in、取数指针out。同步算法如下：

Structseinaphonemutex=1SC=10，

SP=0；

Messagebuffers[10]；

Intin，out=0，0；

Cobegin

VoidCP()

{while(TRUE){

计算下一个数据到x；

①；

②；

Buffers[in]=x；

③；

V(mutex)；

④；

}

}

VoidPP()

{while(TRUE){

⑤；

⑥；

y=buffers[out]；

⑦；

V(mutex)；

⑧；

打印y中的数据；

}

}

}

coend

问：(1)指出信号量SC，SP初值的物理意义。

(2)要求打印进程打印的数据与计算进程计算的数据个数次序完全一致，在括号内填入有关的语句，完善程序。35.设作业A、B、C的大小分别为30K、70K和50K，它们依次请求内存分配。内存现有大小分别为100K、50K的两个空闲区F1、F2，如下图所示。分别采用最佳适应算法和最差适应算法，画出内存分配情况示意图。

36.请求分页和简单分页两种存储管理方案有何不同?缺页中断是如何发生的?发生缺页中断时如何处理?37.设与某资源相关联的信号量初值为3，当前值为1，若M表示该资源的可用个数，N表示等待该资源的进程数，则M，N分别是______。A.0，1B.1，0C.1，2D.2，038.临界区是指______。39.某程序访问下列页而：0，9，0，1，8，1，8，7，8，7，1，2，8，2，7，8，2，3，8，3，如果程序有3个页帧可用且使刚下列算法，将会产生多少次缺页：

(1)FWO替换算法。

(2)LRU替换算法。

(3)OPT替换算法。40.操作系统中，死锁是指______。A.程序死循环B.硬件发生故障C.两个或多个进程各自占有资源而又等待别的进程释放其他资源D.系统停止运行41.计算机系统中判别是否有中断事件发生应是在

。A.进程切换时B.执行完一条指令后C.执行P操作后D.由用户态转入核心态时42.作业的执行中发生了缺页中断，经操作系统处理后，应让其执行的指令是______。A.被中断的前一条B.被中断的后一条C.作业的第一条D.作业的最后一条43.CPU输出数据的速度远远高于打印机的打印速度，为解决这一矛盾，可采用

。A.虚拟技术B.通道技术C.并行技术D.缓冲技术44.删除文件时，存放文件的盘块常常返回到空闲盘块链，有些系统同时清除盘块中的内容，而另一些系统则不清除，请对这两种方式加以比较。45.作业执行中总要不断地启动外围设备，把信息读入主存储器。进行处理，或者把主存储器中的信息传送到存储介质上，我们把主存储器与外围设备之间的信息传送操作叫做______。46.下列作业类型中，适合在分时系统中运行的有

。A.学习编程B.数据统计C.发送电子邮件D.整理硬盘47.指定绝对设备号的方式使设备分配的适应性好、灵活性强，用户程序中经常使用。48.一组合作进程，执行顺序如图所示。请用PV操作实现进程中的同步操作。

49.逻辑文件的组织形式由______决定。A.存储介质特性B.操作系统的管理方式C.主存容量D.用户50.下面有关选择进程调度算法的准则错误的是

。A.尽量提高处理器利用率B.尽可能提高系统吞吐量C.适当增长进程在就绪队列中的等待时间D.尽快响应交互式用户的请求卷I参考答案一.历年考点试题黑钻版1.参考答案：在资源分配系统中，死锁发生的原因是因为多个进程共享优先的独占型资源。当多个进程占有了部分资源又需要更多的资源时，就可能形成循环等待链而导致死锁。

假设系统中的某种资源的个数为M，共享该资源的进程数为N，每个进程对该资源的最大需求量为X。最极端的资源分配情况是，每个进程都已经占有了X-1个资源，同时都需要再分配一个资源。这时，如果要保证不发生死锁，系统中必须至少还有一个可分配的资源。即M满足下面的关系式：

M≥N(X-1)+1

因此，保证系统不会发生死锁的最小M值可以从下面的公式获得：

M=N(X-1)+1

将M=5，X=2代入公式，可得N=4。即至多允许出现4个进程参与资源竞争。2.参考答案：页式管理的优点是将程序和内存都等分成较小的单位，有利于存储空间的使用。并不能保证所有的程序都是页面大小的整数倍，因此尽管所有页面都可分配(即没有外零头)，但在程序的最后一个页面肯定会有若干空白字节，这就是内零头。3.参考答案：本题考查柱面和磁道之间的关系，一旦明白了这个关系，那问题就很简单了。

4.参考答案：在本题中，当两个进程都执行完第一步后，即进程P1和进程P2都申请到了一个R1类资源时，系统进入不安全状态。随着两个进程向前推进，无论哪个进程执行完第二步，系统都将进入死锁状态。可能达到的死锁点是：进程P1占有一个单位的R1类资源及一个单位的R2类资源，进程P2占有一个单位的R1类资源，此时系统内已无空闲资源，而两个进程都在保持已占有资源不释放的情况下继续申请资源，从而造成死锁；或进程P2占有一个单位的R1类资源及一个单位的R2类资源，进程P1占有一个单位的R1类资源，此时系统内已无空闲资源，而两个进程都在保持已占有资源不释放的情况下继续申请资源，从而造成死锁。

假定进程P1成功执行了第二步，则死锁点的资源分配如下图所示。

5.参考答案：(1)P、V操作是指进程之间通过共享变量实现信息传递；而高级通信机制是由系统提供发送(Send)与接收(Receive)两个操作，进程间通过这两个操作进行通信，无须共享任何变量。

(2)基本原理：操作系统管理一个用于进程通信的缓冲池，其中的每个缓冲区单元可存放一条消息。发送消息时，发送者从中申请一个可用缓冲区，接收者取出一条消息时再释放该缓冲区，每个进程均设置一条消息队列，任何发送给该进程的消息均暂存在其消息队列中。

(3)缓冲区的格式说明：Sptr指示该消息的发送者，Nptr指向消息队列中下一缓冲区的指针，Text为消息正文。设置互斥信号量mutex(初值为1)与一个同步通信信号量Sm(初值为0)，Sm也用于记录消息队列中现存消息的数目。

Send(a)操作如下：

Send(a)

{

New(P);

P.Sptr=addressofthesender;

MovemessagetobufferP;

Findthereceiver;

P(mutex);

AddbufferPtothemessagequeue;

V(Sm);

V(mutex);

}6.参考答案：4有1个等待进程，信号量就减1。7.参考答案：D绝对装入方式适用于单道程序环境下。可重定位方式适用于多道程序环境下。动态运行时装入方式也适用于多道程序环境下。8.参考答案：C9.参考答案：D本题考查并发的计算。由于本题并没有详细描述进程的执行过程，所以，计算是以总体效率来进行的。总体效率是指并发执行所花费的时间值与原时间值相比提高了多少。依本题题意，可以计算出处理机所需时间为2+3+12=17(min)，按处理机60%的利用率，并发所需总时间为17÷60%+5=33.33(min)，单道运行时所需要的总时间为10+15+20=45(min)，则系统效率提高了(45-33.33)÷45=26%。注意题意，并发时不要忘记系统开销5min。单道执行时由于较少需要进程切换，因此系统开销一般忽略不计。并发时系统要进行大量的进程切换，因此，系统开销有时会比较大，此时就应该纳入计算。10.参考答案：由页表长4KB可知，页面长为212B，页内位移占12位。由每一项页表项占4B可知，每页可有页表项210个，最高层页表的页号占10位。由于最高层页表占1页，即该页最多存放页表项个数为210个。每项指向一页，每页又存放210个页表项，依次类推，最多可采用的分页策略层数为(64-12)/10=5.2，故应为6。11.参考答案：D本题考查进程调度算法的基本概念。时间片轮转调度算法是保证用户的响应时间，每个进程分配一个时间片，所以在一给定的很短时间内进程都可以获得执行，等待时间都比较短，但没有考虑进程执行时间长短问题；先来先服务调度算法只考虑了进程的等待时间，等待时间长的进程优先处理；短进程优先调度算法只考虑了执行时间，执行时间短的进程优先处理。高响应比优先调度算法中如果进程等待时间相同，执行时间短的优先，进程执行时间相同的等待时间短的优先，所以综合考虑了进程等待时间和执行时间。12.参考答案：采用层次结构方法可以将操作系统的各种功能分成不同的层次，即将整个操作系统看成是由若干层组成，每一层都提供一组功能，这些功能只依赖于该层以内的各层次，最内层部分是机器硬件本身提供的各种功能。操作系统的这种层次结构如图所示。图中，同机器硬件紧挨着的是操作系统内核，它是操作系统的最内层。内核包括中断处理、设备驱动、CPU调度，以及进程控制与通信等功能，其目的是提供一种进程可以存在和活动的环境。

内核以外各层次依次是存储管理层、I/O管理层、文件管理层、作业管理层、命令管理层。它们提供各种资源管理功能并为用户提供各种服务。命令管理层是操作系统提供给用户的接口层，因而在操作系统的最外层。

从描述可以看出，按层次结构原则从内到外依次为：裸机、CPU调度、内存管理、设备管理、文件管理、作业管理、命令管理、用户。13.参考答案：此题主要考查进程控制过程中的信号量技术的运用。设初始值为1的信号量c[I]表示I号筷子被拿(I=1，2，3，4，…，2n)，其中n为自然数。

send(I);

begin

ifIrood2==1then{

P(c[I]);

P(c[I-1rood5]);

Eat;

V(c[I-1mod5]);

V(c[I]);

}

else{

P(c[I-1rood5]);

P(c[I]);

Eat;

V(e[I]);

V(c[I-1rood5]);

}

end14.参考答案：资源的利用率和吞吐量15.参考答案：B[解析]不同类型的操作系统，对时间的要求不同，反映各自的系统特点。实时系统的时间要求是根据被控对象来确定的，而时间片通常是分时系统的时间要求。16.参考答案：D用户编写的源程序必须经过编译、链接．并装入内存后才能运行。

编译是将用户源代码编译成若干个目标模块。

链接是将编译后形成的一组目标模块以及它们所需要的库函数链接在一起形成一个完整的装入模块。

重定位是把逻辑地址转变为内存的物理地址的过程，可分为静态重定位和动态重定位。17.参考答案：D磁盘是可共享的设备，是指在某一时间段内可以允许多个用户或进程使用它，但是在某一时刻，最多只有一个作业在使用它，因为磁盘空闲是可能的。18.参考答案：BECD照顾短作业用户，选择短作业优先调度算法；照顾紧急作业用户，即选择优先级高的作业优先调度，采用基于优先级的剥夺调度算法；实现人机交互，要保证每个作业都能在一定时间内轮到，采用时间片轮转法；使各种作业用户满意，要处理多级反馈，所以选择多级反馈队列调度算法。19.参考答案：用户自身对外存信息的管理既复杂繁琐，也容易出错；多用户环境下要求有外存信息的保护机制；操作系统本身大量的内容要求有组织地放在外存，因而需要设置文件管理系统，以提供：方便的文件访问和控制、并发的文件访问和控制、统一的用户接口、多种文件访问权限、优化性能、差错恢复。20.参考答案：D程序装入模块的方式有：绝对装入方式、可重定位方式和动态运行时装入方式。21.参考答案：D[解析]本题目考查平均周转时间的计算。选项A所对应的平均周转时间为(2+2+5+2+5+3)/3=19/3，选项B所对应的平均周转时间为(3+3+5+3+5+2)/3=21/3，选项C所对应的平均周转时间为(5+5+2+5+2+3)/3=22/3，选项D所对应的平均周转时间为(2+2+3+2+3+5)/3=17/3。因此应该选择D。22.参考答案：输入井；输出井23.参考答案：硬件故障中断；输入/输出中断24.参考答案：通道技术25.参考答案：A26.参考答案：B数据项是数据结构中讨论的最小单位，是数据记录中最基本的、不可分的有名数据单位，是具有独立含义的最小标识单位。27.参考答案：我们把处理机从一个进程转到另一个进程称为进程切换。引起进程切换的时机有以下几种情况：

(1)一个进程从运行状态变为等待状态。

(2)一个进程从运行状态变为就绪状态。

(3)一个进程从等待状态变为就绪状态。

(4)一个进程运行完成而撤离系统。28.参考答案：B[解析]本题考查I/O软件的层次关系。输入/输出软件一般从上到下分为四个层次：用户层、与设备无关软件层、设备驱动程序以及中断处理程序。系统调用程序属于与设备无关软件。因此应选择B。29.参考答案：D30.参考答案：串行线接收数据的最大速度为50000B/s，即每20μs接收1B，而轮询例程需3μs来执行，因此，最大的安全轮询时间间隔是17μs。31.参考答案：管道通信以文件系统为基础在进程之间实现通信。管道，就是连接两个进程的一个打开的共享文件，该文件专门用于进程之间的通信。发送数据的进程从管道的一端把数据写入管道，接收数据的进程从另一端读出数据，就像一条传送数据的“管道”。管道通信实际上是利用外存来实现进程间的通信，所以具有数据传送量大的特点，但通信速度较慢。在管道的通信过程中，发送进程和接收进程要进行必要的同步与互斥，所以进程可能由于等待而产生死锁。

UNIX操作系统中采取以下措施来避免死锁：

·

当进程需要读/写等待时，要检查管道的另一端是否已经关闭，如果发现对方已经关闭，则直接返回，不需要等待。

·

当进程需要关闭管道时，要检查管道的另一端是否正处于等待状态；如果是，则要先唤醒对方，然后再关闭管道。

这样进程就不会无休止地等待而发生死锁；

而且，管道通信又可分为无名管道和有名管道。无名管道用于父、子进程之间的通信，而有名管道的适用范围更广。进程无休止地等待不可能发生的事件是产生死锁的必要条件，破坏此条件就可以预防死锁。32.参考答案：B33.参考答案：由于一个作业装入到与其逻辑地址空间不一致的绝对地址空间，使得逻辑地址与绝对地址不同，而引起的对有关地址部分的调整，即逻辑地址转换成绝对地址的过程称为重定位，也称为地址转换。

重定位有静态重定位和动态重定位两种类型。

·

在装入一个作业的时候，把作业中的指令地址和数据地址全部一次性地转换成绝对地址；

·

由软件和硬件相配合来实现的。地址重定位不再是装入的时候一次完成了，而是设置一个基址寄存器，装入作业的时候，将作业在主存区域的首地址放入到基址寄存器中．作业执行的时候，由硬件的地址转换机构动态地对地址进行转换，指令执行的时候，只要将逻辑地址加上基址寄存器的内容，就得到了绝对地址。

静态重定位和动态重定位的不同在于：

·

静态重定位是在作业装入的时候一次完成，动态重定位是在作业执行时再实现的；

·

静态重定位是软件支持的，动态重定位是软件和硬件相互配合实现的；

·

静态重定位不能实现主存的移动，而动态重定位可以；

·

动态重定位还可能提供虚拟存储空间。34.参考答案：(1)SC是指缓冲区有无空位置，初始状态下有10个空位置所以为10。SP是指缓冲区有无数据，初始状态下无数据，所以为0。

(2)①P(SC)

②P(mutex)

③in：=(in+1)mod10

④V(SP)

⑤P(SP)

⑥P(mutex)

⑦out：=(out+1)mod10

⑧V(SC)

此题是简单的生产者——消费者。对于生产者——消费者要着重掌握，很多题目都于此问题类似。35.参考答案：采用最佳适应算法，内存分配情况如下图所示。

从上图可以看出，在最佳适应算法下，C的内存请求将得不到满足。

按最差适应算法，内存分配情况如下图所示。

从上图可以看出，按最差适应算法，三个作业的内存请求全部得到满足。36.参考答案：(1)请求页式管理在作业或进程开始执行之前，不要求把作业或进程的程序段和数据段一次性地全部装入主存，而只把当前需要的一部分页面装入主存，其他部分在作业执行过程中需要时再从辅存上调入主存。

(2)当调用页不在主存时发生缺页中断。若主存中没有空闲块时，首先按照某种策略选择某页进行淘汰，以腾出空闲块供本次调入的页占用。若被选中淘汰的页面中的信息修改过(修改位=1)还必须将其写入辅存。如主存中有空闲块，则根据该页在辅存的地址调入所需页面，并更新页表，最后恢复被中断的指令重新执行。37.参考答案：B[解析]信号量可以用来表示某资源的当前可用数量。当信号量K＞0时，表示此资源还有K个资源可用，此时不会有等待该资源的进程。而当信号量K＜0时，表示此资源有丨K丨个进程在等待该资源。此题中信号量K=1，因此该资源可用数M=1，等待该资源的进程数N=0。38.参考答案：互斥执行的程序段39.参考答案：如下表所示。

(1)FIFO替换算法产生8个缺页。

(2)LRU替换算法产生9个缺页。

(3)OPT替换算法产生7个缺页。40.