操作系统历年考研试题含解答

名校操作系统考研试题与解答

10.1北京高校1997年考研操作系统试题

（一）名词术语说明（每小题5分,共30分）

1.进程状态2.快表3.书目项

4.系统调用5.设备驱动程序6.微内核

（二）填空（每小题1分，共10分）

1.假如系统中有n个进程,则在等待队列中进程的个数最多为个。

2.在操作系统中，不行中断执行的操作称为________o

3.假如系统中的全部作业是同时到达的，则使作业平均周转时间最短的作业调度是

O

4.假如信号量的当前值为-4,则表示系统中在该信号量上有个等待进程。

5.在有m个进程的系统中出现死锁时,死锁进程的个数k应当满意的条件是_______o

6.不让死锁发生的策略可以分为静态和动态两种,死锁避开属于。

7.在操作系统中，一种用空间换取时间的资源转换技术是。

8.为实现CPU与外部设备的并行工作,系统引入了________硬件机制。

9.中断优先级是由硬件规定的，若要调整中断的响应次序可通过。

10.若使当前运行的进程总是优先级最高的进程,应选择进程调度算法。

（三）问答题（每小题15分，共30分）

1.消息缓冲通信技术是一种高级通信机制，由Hansen首先提出。

（D试述高级通信机制与低级通信机制P、V原语操作的主要区分。

（2）请给出消息缓冲机制（有界缓冲）的基本原理。

（3）消息缓冲通信机制（有界缓冲）中供应发送原语Send（receiver,a）,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原语操作实现Send原语。

2.在虚拟段式存储系统中,引入了段的动态链接。

（1）试说明为什么引入段的动态链接。

（2）请给出动态链接的一•种实现方法。

（四）供10分）

在实现文件系统时，为加快文件书目的检索速度，可利用〃文件限制块分解法〃。假设书FI文件

存放在磁盘上,每个盘块为512字节。文件限制块占64字节,其中文件名占8字节。通常将文

件限制块分解成两个部分，第一部分占10字节（包括文件名和文件内部号），其次部分占56字

节（包括文件内部号和文件其他描述信息）。

（1）假设某一书目文件共有254个文件限制块，试分别给出采纳分解法前和分解法后，查找该

书目文件的某一个文件限制块的平均访问磁盘次数。

（2）一般地，若书目文件分解前占用n个盘块，分解后改用m个盘块存放文件名和文件内部号部

分,请给出访问磁盘次数削减的条件。

（五）（共10分）

设系统中有三种类型的资源（A、B、C）和五个进程（R、P2、kPi、P。，A资源的数量为17,B

资源的数量为5,C资源的数量为20o在To时刻系统状态如表1和表2所示。系统采纳银行家

算法实施死锁避开策略。

①T。时刻是否为平安状态？若是，请给出平安序列。

②在T。时刻若进程P?恳求资源（0,3,4）,是否能实施资源安排？为什么？

③在②的基础上,若进程已恳求资源（2,0,1）,是否能实施资源安排？为什么？

④在③的基础上,若进程恳求资源（0,2,0）,是否能实施资源安排？为什么？

表1T。时刻系统状态

最大资源需求量已安排资源数量

进程

ABCABC

P.559212

P2536402

P：14011405

P.425204

P5424314

表2T。时刻系统状态

AC

剩余资源数233

（六）（共10分）某高校计算机系开设有网络课并支配了上机实习，假设机房共有2m台机

器，有2n名学生选该课，规定：

①每两个学生组成一组,各占一台机器,协同完成上机实习；

②只有一组两个学生到齐,并且此时机房有空闲机器时，该组学生才能进入机房；

③上机实习由一名老师检查,检查完毕,一组学生同时离开机房。

试用P、V操作模拟上机实习过程。

北京高校1997年级研操作系统试题解答

（一）名词术语说明（每小题5分,共30分）

1.进程在其存在过程中，由于各进程并发执行与相互制约，使得它们的状态不断发生变更。一

般来说进程主要有三种基本状态，这三种基本状态是:就绪状态、运行状态和堵塞状态。

2.在页式存储管理系统中的地址变换过程中，由于页表是存放在内存中的,CPU每访问一个数

据（或一条指令）至少要访问内存两次,一次是访问页表,确定所取数据（或指令）的物理地址，

其次次才依据该地址访问数据（或指令）。为了提高杳表速度，在地址变换机构中加入了一个高

速、小容量的联想寄存器，构成一张快表。假如快表被命中，只要访问内存一次即可存取一个

数据。

3.在文件系统中，文件书目记录文件的管理信息,每个文件在书目表中都有一个书目项。文件

书目项主要包含下列信息：

（1）有关文件的标识信息，例如文件的名称符号。

（2）有关文件结构的信息，例如文件长度、文件存放在外存中的物理地址等。

（3）有关文件的存取限制信息，例如文件属性、文件主与共享用户的标识、存取权限等。

（4）有关文件的管理信息，例如文件建立的时间、保留时间、最新修改时间等。

4.系统调用是用户在程序中能用“访管指令〃调用的由操作系统供应的子功能的集合。每一个

子功能称为一条系统调用吩咐（或广义指令）。系统调用是操作系统在程序级给用户供应的接

口。系统调用与•般过程调用不同，其主要区分是:①运行的状态不同:②进入的方式不司:③

代码层次不同。

5.设备驱动程序也称为I/O处理程序,是一种低级的系统例程,它向上与高级I/O操作原语相

对应，向下马I/O硬设备相对应,完成两者间的相互通信。它们一般是用汇编语言编写,钎对具

体的I/O设备限制器,进行限制编码或微程序操作。设备阴动程序早期是操作系统的一部分，

后来将其中的公共部分作为高级I/O操作原语留在操作系统中，而把与物理设备有干脆关系

的部分脱离操作系统，交给设备厂商和软硬件开发商编制。因此,设备驱动程序己成为系统的

选件，系统和用户可以依据须要选择配置设备,敏捷地装载、卸载驱动程序,从而极大地增加了

系统的开放性和可扩展性。

6.操作系统有两种内核组织形式：强内核（Monolithickernel）和微内核（Microkernel）。微

内核结构是一种新的结构组织形式，它体现了操作系统结构设计的新思想。其设计目标是使操

作系统的内核尽可能小,使其它全部操作系统服务都放在核外用户级完成。微内核仅仅供应以

下四种服务：①进程间通信机制：②某些存储管理:③有限的低级进程管理和调度：④低级

l/0o微内核的基本思想是良好的结构化、模块化，最小的公共服务。具有微内核的操作系统

称为微内核操作系统。

（二）填空（每小题1分，共10分）

l.n-12.原语3.短作业优先算法4.四5.k〈m

6.动态策略7.缓冲区技术8.中断和通道9.软件实现10.剥夺式优先级

（三）问答题（每小题15分，共30分）

1.（见西安交大2000年考题中第五题的解答）

2.（1）在作业装入内存运行前，应将各个目标程序定位后装入作业的地址空间，形成可执行程

序的链接,称为静态链接。静态链接常常因为目标程序个数多而花费大量的CPU时间,而实际

运行时乂常常只用到其中的部分模块，因而也造成了存储空间的奢侈。动态链接是作业运行时

先装入主程序,运行过程中须要某模块时，再将该模块的H标程序调入内存并进行链接,它克

服了静态链接的不足。

⑵分段存储管理就足最典型的动态链接。分段管理允许用户将作业按逻辑关系进行自然分段,

各段的大小可以不同。逻辑段内的地址是由两部分组成的（s:段号,d：段内位移量），即分段

地址空间是用户定义的二维空间。内存安排以段为单位，段可以在作业运行过程中依据恳求而

动态链接和装入。

（四）（共10分）利用“文件限制块分解法〃加快文件书目的检索速度,其原理是削减因查找文件

内部号而产生的访问磁盘次数。因为在进行查找文件内部号的过程中不须要把文件限制块的

所用内容都读入内存，所以在查找过程中削减所需读入的存储块就有可自色削减访问破盘的

次数。但是,采纳这种方法访问文件，当找到匹配的文件限制块后,还须要访问一次磁盘,才能

读出全部的文件限制块信息。这就是为何采纳这种方法在肯定条件下并不能削减访问磁盘的

次数的缘由。

（1）采纳分解法前，查找该书目文件的某一个文件限制块的平均访问磁盘次数为：

64X（254/2）/512=16

采纳分解法后，查找该书目文件的某一个文件限制块的平均访问磁盘次数为：

10X（254/2）/512+1=4

（2）访问磁盘次数削减的条件为64X（x/2）/512>10X（x/2）/512+l,解不等式得x>=X时访

问磁盘的次数削减。

（五）（共10分）

①T。时刻是平安状态，因为可以找到一个平安的序列（巴,P5,Pi,P2,P3）o

②不能安排。因为所剩余的资源数量不够。

③可以安排。当安排完成后系统剩余的资源向量为（0,3,2）,这时仍可找到一个平安的序列队,

（P4,Ps,Pl,Pz,Ps）O

④不能安排。若安排完成后，系统剩余的资源向量为（0,3,匀,这时无法找到一个平安的序列。

（六）（共10分）在本题中，为了保证系统的限制流程，增加了Monitor进程,用于限制学生的进

入和计算机安排。从题目本身来看,虽然没有明确写出这一进程，但事实上这一进程是存在的。

因此在解决这类问题时,须要对题目加以仔细分析,找出其隐藏的限制机制。

上机实习过程可描述如下：

BEGIN

student,computer,enter,finish,check:semaaphore;

studen:=0;

computer:=2m;

inter:=0;

finish:=0;

check:=0;

COBEGIN

ProcessProcedureStudent:

begin

V(student);｛表示有学生到达｝

P(computer);｛获得一台计算机｝

P(enter);｛等待允许进入｝

DOitwithpartner;

V(finish);｛表示实习完成｝

P(check);｛等待老师检查｝

V(computer);｛释放计算机资源｝

end

ProcessProcedureTeacher:

begin

LI"(finished);｛等待学生实习完成｝

P(finished);｛等待另一学生实习完成｝

checkthework;

V(check);｛表示检查完成｝

V(check);｛表示检查完成｝

gotoL1;

end

ProcessProcedureMorilor

begin

L2:P(student);｛等待学生到达｝

P(student);｛等待另一学生到达｝

V(enter);｛允许学生进入｝

V(enter);｛允许学生进入｝

end

Coend

END

10.2西安交通高校1999年考研操作系统试题

(一)名词说明(30分,每小题5分)

1.多道程序设计2.工作书目

3.线程与进程4.地址空间与存储空间

5.通道6.系统调用

(二)推断、选择与填空题(每题1分，共15分)

1.程序的并发执行是指同一时刻有两个以上的程序,它们的指令在同一处理器上执行。0

2.对于恳求分页式存储管理系统,若把页面的大小增加一倍，则缺页中断次数会削减一半。()

3.三个用户在同一系统上同时对他们的C语言源程序进行编译，此时系统应分别为各用户创

建一个C编译进程与保留一份C编译程序副本。（）

4.可依次存取的文件不肯定能随机存取,但是,凡可随机存取的文件都可以依次存取。0

5.缓冲技术是借用外存储黯的一部分区域作为缓冲池。（）

6.在操作系统中,P、V操作是一种o

（A）机器指令（B）系统调用吩咐

（C）作业限制吩咐（D）低级进程通讯原语

7.最佳适应算法的空白区是。

（A）按大小递减依次排列的（B）按大小递增依次排列的

（C）按地址由小到大排列的（D）按地址由大到小排列的

8.把作业地址空间中运用的逻辑地址变成内存中的物理地址称为。

（A）加载（B）重定位（C）物理化（D）逻辑化

9.文件系统用一组织文件。

（A）堆核（B）指针（C）书目（D）路径

10.磁盘是设备,磁带是设备,显示器是设备。

（A）输入（B）输出（C）输入输出（D）虚拟

11.并发进程中涉与相同变量的程序段叫做,对这些程序段要执行o

12.分区存储管理方案不能实现虚拟的缘由足__________o

13.目前认为逻辑文件有两种类型，即式文件与式文件。

14.进程调度算法采纳等时间片轮转法,时间片过大,就会使轮转法转化为—.调度算法。

15.采纳交换技术获得的好处是以牺牲________为代价的。

（三）简答题（每题10分，共50分）

1.试述分时系统与实时系统,并比较它们的区分。

2.何谓虚拟存储器?举一例说明操作系统是如何实现虚拟内存的。

3.什么是P、V操作？试用P、V操作描述读者一写者问题。要求允许儿个阅读者可以同时读

该数据集,而一个写者不能与其他进程（不管是写者还是读者）同时访问该数据集。

4.磁盘恳求的柱面按10,22,20,2,40,6,38的次序到达磁盘的驱动器，寻道时每个柱面移动须

要6ms。计算按以下算法调度时的寻道时间：

（1）先来先服务；（2）下一个最邻近的柱面；（3）电梯算法。

以上全部状况磁头臂均起始于柱面20。

5.对3种不同的爱护机制,即权限,存取限制表以与UNIX操作系统的RWX位,简述下面的状况

分别适用于哪些机制。

（1）甲用户希望除他的同事以外，任何人都能读取他的文件；

（2）乙用户和丙用户希望共享某些隐私文件；

（3）丁用户希望公开他的一些文件。

西安交通高校1999年考研操作系统试题解答

（一）名词说明（每小题5分，共30分）

1.多道程序设计是指在主存中同时存放多道用户作业,它们都处于执行的起先点和结束点之

间。多道程序设计的特点如下：

（1）多道。主存中有多道程序，它们在任一时刻必需处于就绪、运行、堵塞三种状态之一。

（2）宏观上并行。从宏观上看,它们在同时执行。

（3）微观上串行。从微观上看,它们在交替、穿插地执行。

采纳多道程序设计后，削减了CPU时间的奢侈。尤其对计算题的作业，由于I/O操作较少:CPIJ

奢侈的时间很少。

2.文件系统假如采纳多级树型书目，那么运用完整的路径名来查找文件会感到很不便利:因此

引入了〃工作书目”。考虑到通常一个进程在一段时间内所访问的文件具有局部性,即在某一范

围之内，所以可在这一段时间内指定某一书目为工作书目或值班书目。以后的操作一般都是针

对以工作书目(也称为当前书目)为根的子书目树进行的。

3.所谓线程(thread),从操作系统的管理角度看，就是指"进程的一个可调度实体〃，是处理机

调度的基本单位:从编程逻辑看，线程是指〃程序内部的一个单一的依次限制流"。

线程是进程的一个组成部分,每个进程在创建时通常只有一个线程，由这个线程再创建其它进

程。通常一个进程都有若干个线程,至少会有一个线程。

进程和线程是构造操作系统的两个基本元素，两者之间的主要区分是：

(1)调度方面：线程作为调度分派的基本单位。

(2)并发性方面：进程之间可以并发执行。

(3)拥有资源方面：进程是拥有资源的基本单位,线程除少量必不行少的资源外,基本上不拥

有资源，但它可以访问其隶属进程的资源。

(4)系统开销：进程间切换时要涉与到进程环境的切换，开销比较大。而线程间的切换只需保

存和设置少量的寄存器内容。因此进程间切换的系统开销远大于线程间切换的系统开销。

4.程序经编译和连接以后转变为相对地址编址形式,它是以0为基址的。相对地址也叫逻辑地

址或虚地址。地址空间足逻辑地址的集合。

计算机系统实际的内存地址是肯定地址。肯定地址又叫物理地址或实地址。存储空间是

物理地址的集合。

5.通道又称I/O处理机，它使主机摆脱了管理I/O的工作，彻底实现了主机和外设的并行操作。

具有通道结构的计算机系统，主存、通道、限制器和设备之间采纳四级连接，实施三级限制。

这样，1/0系统就由通道、限制器、设备三级构成。一个CPU可以连接多个通道，一个通道可

以连接多个限制器,一个限制器可以连接同类型的多台设各。另一方面,也允许将一台设备连

接到几个限制器上，或一个限制器连接到几个通道上。按信息交换方式和连接的设备类型不同,

可以将通道分为三种类型：

(D字节多路通道；(2)选择通道；(3)数组多路通道

6.系统调用是用户在程序中能用〃访管指令”调用的由操作系统供应的子功能的集合。

每一个子功能称为一条系统调用吩咐〈或广义指令〉。系统调用是操作系统在程序级给用户供

应的接口。

(二)推断、选择与填空题(每题1分，共15分)

1.错2.错3.错4.对5.错6.(D)

7.(B)8.(B)9.(C)10.(C)和(D),(C),(B)

11.临界区互斥

12.作业的地址空间不能超过存储空间

13.有结构的记录无结构的流

14.先来先服务(FCFS)

15.CPU时间

(三)简答题(每题10分，共50分)

L所谓分时系统，就是在一台计算机上,连接多个终端，用户通过各自的终端和终端吩咐把作

业送入计算机,计算机又通过终端向各用户报告其作业的运行状况,这种计算机能分时轮番地

为各终端用户服务并能与时对用户服务恳求予以响应,这就构成了分时系统。分时系统设计的

主要目标是运用户能与系统交互作用，对用户的恳求与时响应，并在可能的条件下尽量提高系

统资源的利用率。

实时系统是为了能对恃定输入做出与时响应，并在规定的时间内完成对该事务的处理而

引入的。实时系统分为两大类Z实时限制系统和实时信息处理系统。

(1)实时限制系统：在这类应用中要求计算机系统实时采集测吊系统的数据,对被测最的数据

与时进行加工处理与输出。它主要用于军事和生产过程中的自动限制领域。

(2)实时信息处理系统：在这类应用中要求计算机系统能对用户的服务恳求与时作出回答，并

能与时修改、处理系统中的数据。它主要用于像飞机票的预定、银行储蓄的财务管理等大量

数据处理的实时系统中。

实时系统与分时系统的主要区分如下：

①系统的设计目标不同。分时系统的设计目标是供应一种随时可供多个用户运用的通用性很

强的系统:而实时系统则大多数都是具有某种特殊用途的专用系统。

②响应时间的长短不同。分时系统的响应时间通常为秒级:而实时系统的响应时间通常为亳秒

级甚至是微秒级。

③交互性的强弱不同。分时系统的交互性强,而实时系统的交互性相对较弱。

2.在操作系统中，通过一些硬件和软件的措施为用户供应了一个其容量比实际主存大得多的

存储器，称为虚拟存储器。

操作系统要实现虚拟内存,必需把主存和辅存统一管理起来，即大作业程序在执行时，有一部

分地址空间在主存，另一部分在辅存，当访问的信息不在主存时，由操作系统将其调入主存并

实现自动覆盖功能,运用户在编丐程样时不再受主存容量的限制。

例如在恳求分页存储管理系统中，用户作业的全部页面并不肯定都在实存,在作业运行过

程中再恳求调入所用的虚页。为了实现从逻辑地址空间到物理地址空间的变换,在硬件上必需

供应一-套地址变换机构，动态地址变换机构自动地将全部的逻辑地址划分为页号和页内地址

两部分,并利用页表将页号代之以块号，把块号和页内地址拼接就得到了内存的物理地址，从

而实现了虚拟存储器。

3.读者一写者问题是常常出现的一种同步问题。计算机系统中的数据(文件、记录)常被多个

进程共享,但其中某些进程可能只要求读数据(称为Reader):另一些进程则要求修改数据(称

为Writer)»就共享数据而言,Reader和Writer是两种不同类型的进程。一般地,两个或两个

以上的Reader进程同时访问共享数据时不会产生副作用，但若某个Writer和其它进程

(Reader或Writer)同时访问共享数据时，则可能产生错误。为了避开错误，同时尽可能地让读

者进程和写者进程并发运行，只要保证任何一个写者进程能与其它进程互斥访问共享数据即

可。这个问题称为读者一写者问题。下面运用信号量机构来描述这一问题。

P、V操作是定义在信号量s上的两条原语,它是解决进程同步与互斥的有效手段。

定义下列信号量：互斥信号量rmutex,初值为1,用于使读者互斥地访问读者计数器:共享

变量rcount:互斥信号量wmutex,初值为1,用于实现写者之间以与写者与读者之间互斥地访

问共享数据集。则用信号量和P、V操作描述读者一写者问题如下：

Begin

rinutexwmutex:semaphore;

rcount:Integer;

rmutcx=\\inutcx=l;

rcount=0;

Cobegin

ProcessprocedureReader

begin

repeat

P(rmutex);

rcount:=rcount+l

ifrcount=lthenP(rmutex);

V(rmutcx);

perfonnreadoperations;

P(rmutex);

rcount:=rcount-l;

ifrcount=0thenV(rmutex);

V(rmttex);

untilfalse;

end

ProcessprocedureWriter

begin

repeat

P(wmutex);

performwriteoperations;

V(wmutex);

untilfalse;

end

Coend

End

4.该题的解题方法是先计算出每种算法的柱面移动总量。因为每个柱面移动须要6ms,所以,

寻道时间=柱面移动总量X6ms。

(1)先到先服务算法的调度依次为：10,22,20,2,40,6,38

柱面移动总量为：146

寻道时间为：146X6ms=876ms

(2)下一个最邻近柱面算法调度依次为:20,22,10,6,2,38,40

柱面移动总量为：60

寻道时间为：60X6ms=360ms

(3)电梯算法调度依次为:20,22,38,40,10,6,2

柱面移动总量为：58

寻道时间为58X6ms=348ms

5.第(1)种状况只适合用存取限制表实现爱护机制。

第⑵种状况适合用权限或存取限制表实现爱护机制。

第⑶种状况适合用存取限制表或RWX位或权限实现爱护机制。

10.3西安交通高校2000年考研操作系统试题

(一)名词说明(15分)

1.线程2.分时系统3.系统调用

4.地址再定位5.多道程序设计

(二)简答题(32分)

1.覆盖技术与虚拟存储技术有何本质不同？交换技术与虚存中运用的调入/调出技术有何相同

与不同之处？

2.文件依次存取与随机存取的主要区分是什么？它们对有结构文件与无结构文件的操作有何

不同？

3.死锁和竞争有何关系？

4.何请虚拟设备？请说明SPOOLing系统是如何实现虚拟设备的。

（H）（10分）有5个任务A,B,C,D,E,它们几乎同时到达，预料它们的运行时间为

10,6,2,4,8mn。其优先级分别为3,5,2,1和4,这里5为最高优先级。对于下列每一种调度算

法,计算其平均进程周转时间（进程切换开销可不考虑）。

（1）先来先服务（按A,B,c,D,E）算法。

（2）优先级调度算法。

（3）时间片轮转算法。

（四）（10分）在虚拟页式存储系统中引入了缺页中断。

1.试说明为什么引入缺页中断。

2.缺页中断的实现由哪几部分组成?并分别给出其实现方法。

（五）（13分）消息缓冲通信技术是一种高级通信机制，由HANSEN首先提出。

】.试叙述高级通信机制与低级通信机制P、V原语操作的区分。

2.请给出消息缓冲通信机制（有界缓冲）的基本工作原理。

3.试设计相应的数据结构,并用P、V原语操作实现Send和Receiv。原语。

西安交通高校2000年考研操作系统试题解答

（一）名词说明（15分）

1.所谓线程（thread）,从操作系统管理角度看线程是指〃进程的•个可调度实体〃，是处理机调

度的基本单位：从编程逻辑看线程是指“程序内部的一个单一的依次限制流"。线程是进程的

一个组成部分。

2.所谓分时系统，就是指在一台计算机上，连接多个终端,用户通过各自的终端和终端吩咐把

作业送入计算机，计算机又通过终端向各用户报告其作业的运行状况。这种计算机能分时轮番

地为各终端用户服务并能与时对用户服务恳求予以响应，这就构成了分时系统。分时系统设计

的主要目标是运用户能与系统交互作用，对用户的恳求与时响应,并在可能的条件下尽量提高

系统资源的利用率。分时系统的主要特征是：

①同时性：若干个终端用户依据系统供应的各种服务，在各自终端进行操作，问时运用一台计

算机资源。宏观上看是各用户在并行工作,微观上看是各用户轮番运用计算机。

②独立性:用户间可以相互独立地操作,互不干涉,系统保证各用户程序运行的完整性,不会发

生相互混淆或破坏现象。

③与时性：系统可对用户的输入与时作出响应。分时系统性能的主要指标之一是响应时诃，它

是指从终端发出吩咐到系统予以应答所需的时间。

④交互性:用户可依据系统对恳求的响应结果，进一步向系统提出新的恳求，即能运用户和系

统进行人一机对话的工作方式，所以分时系统也被称之为交互式系统。

3.系统调用是指用户在程序中能用〃访管指令〃调用的由操作系统供应的子功能的集合。每一

个子功能称为一条系统调用吩咐（或广义指令）。系统调月是操作系统在程序级给用户供应的

接口。

4.所谓地址再定位,就是当一个程序装入到与其地址空间不一样的存储空间而进行的地址变

换过程，即将地址空间给出的逻辑地址映射到内存的物理地址。地址重定位有静态重定位和动

态重定位两种方式。

5.多道程序设计是指在主存中同时存放多道用户作业,它们都处于执行的起先点和结束点之

间。多道程序设计的特点如下：

（1）多道。主存中有多道程序，它们在任一时刻必需处于就绪、运行、堵塞三种状态之一。

（2）宏观上并行。从宏观上看，它们在同时执行。

（3）微观上串行。从微观上看,它们在交替、穿插地执行。

采纳多道程序设计后，削减了CPU时间的奢侈。尤其对计算题的作业，由于I/O操作较少,CPU

奢侈的时间很少。

（二）简答题（32分）

1.覆盖技术与虚拟存偌技术最本质的不同在于覆盖的程序段的最大长度要受到物理内存

容量的限制，而虚拟存储器的最大长度不受物理内存容量的限制，只受计算机地址结构的限

制。另外，运用覆盖技术要求程序员必需细心地设计程序与其数据结构，使得要覆盖的段具有

相对独立性，不存在干脆联系或相互交叉访问。而虚拟存储技术对用户的程序段之间没有此要

求。

交换技术与虚存中运用的调入/调出技术的主要相同点是都要在内存与外存之间交换信

息。交换技术与虚存中运用的调入/调出技术的主要区分在于：交换技术换进换出整个进程

（proc结构和共享正文段除外），因此一个进程的大小受物理存储器的限制：而虚存中运用的

调入/调出技术在内存和外存之间来回传递的是存储页或存储段，而不是整个进程，从而使得

进程的地址映射具有了更大的敏捷性，且允许进程的大小比可用的物理存储空间大得多，

2.依次存取法就是严格按物理记录排列的依次依次存取：随机存取法允许随意存取文件

中的任何一个物理记录,而不管上次存取了哪一个记录。

依次存取法对有结构文件的操作是设置一个访问指针ptr,令它总是指向“下一次"要访

问的记录首址。每访问完一个记录后，对ptr住进行相应的修改。对于定长记录:ptr=ptrHL（L

为文件的物理记录长度）：对于变长记录:Ptr=ptr+Li+1（其中1是存放记录长度Li的字节数）。

依次存取法对无结构文件的操作是按读写位移（offset）从当前位置起先读写，即每读写完一

段信息后，读写位移自动力日上这段的长度,然后再依据该位移读写下面的信息。

随机存取法对有结构文件的操作也是设置一个访问指针pt,对于定长记录文件，欲访问

第I个记录。（1=0,1,2,…）的首址为:ptr=offset+I*L（其中,offest是该文件的首址,L为记

录长度）：对于变长记录，随机存取法是特别低效的。随机存取法对无结构文件的操作必需事先

用有关的吩咐把读写位移移到欲读写的信息起先处，然后再进行读写。

3.死锁是指多个进程因竞争资源而造成的一种僵局，若无外力的作用，这些进程都将恒久

不能再向前推动。所以，死锁是由于系统中多个进程所共享的资源不足以同时满意须要时，引

起对资源的竞争而产生的。但竞争资源不一定都会产生死锁,因为只要进程推动依次合法，就

不会产生死锁。

4.所谓虚拟设备，是指利用SPOOLing系统把低速的独占设备改造成为共享的设备或利

用软件方法把共享的设备分割为若干台虚拟设备。

SPOOLing系统的核心思想是利用一台可共享的、高速大容量的块设备（磁盘）来模拟独占

设各的操作,使一台独占设备变成多台可■并行运用的虚拟设备。SPOOLing系统主要由输入井

和输出井、输入缓冲区和输出缓冲区、输入进程和输出进程三部分组成。它的特点是提高了

I/O操作的速度:将独占设备改造为共享设备；实现了虚拟设备功能。

（三）（10分）

（1）采纳FCFS的调度算法时，各任务在系统中的执行状况如下表所示：

执行次序运行时间优先数等待时间周转时间

A103010

B651()16

C221618

D411822

E842230

所以，进程的平均周转时间为:

T=(10+16+18+22+30)/5=19.2min

(2)采纳优先级调度算法吐各任务在系统中的执行状况如下表所示:

执行次序运行时间优先数等待时间周转时间

B6506

E84614

A1031424

C222426

D112627

所以，进程的平均周转时间为：

1=(6+14+24+26+27)/5=19.4min

⑶采纳时间片轮转算法时，假定时间片为2min,各任务的执行状况

是：6,8工,以玲，611鹏)，6,8,玲，6忑)，(八)。设A〜E五个进程的周转时间依次为U〜

T5,明显，

Tl=30min,T2=22min,T3=6min,T4=16min,T5=28min

所以，进程的平均周转时间为：

T=(30+22+6+16+28)/5=20.4min

(四)(10分)

1.因为虚拟页式存储系统中允许作业的一部分页面在内存，只有引入缺页中断，才能将不

在内存的信息页从外存调入内存,中断复原后可以接着执行。

2.缺页中断的实现由硬件和软件两部分组成。其实现方法如卜.：

每当CPU要执行一条指令时，首先形成操作数的有效地址,在计算页号和页内地址检查

页表看该页在实存吗。如在,则进行地址变换,按变换后的地址取出操作数,完成该指令的功能,

然后接着进行下一条指令；如不在，则引起缺页中断,进入缺页中断处理程序。

在中断处理程序中，首先利用存储器分块表(MBT)检查实存是否有空闲页面，如无,则选择

某页淘汰。若该页被修改过还需写入辅存,并修改PMT和MBT,此时便出现了空闲实页。如有

空闲实页，则依据协助页表供应的磁盘地址调入所需的页面，修改PMT和MBTo最终再重新执

行被中断的指令。

(五)(13分)

1.高级通信机制与低级通信机制P、V原语操作的主要区分是：

(1)交换信息量方面:利用P、v原语操作作为进程间的同步互斥工具是志向的,但进程间只能

交换一些信息，基本上只能是限制信息,缺乏传输消息的实力。而高级通信不仅能较好地解决

进程间的同步互斥问题,且能很好交换大量消息,是志向的进程通信工具。

(2)通信对用户透亮方面:用户要用P、V原语进行进程间的通信必需在程序中增加p、V编程，

这样做不但增加了编程的困难性，不便对程序有直观的理解，同时由于编程不当，有可能出现

死锁,难以查找其缘由。而高级通信机制不但能高效传输大量信息,且操作系统隐藏了进程通

信的实现细微环节，即通信过程对用户是透亮的。这样就大大地简化了通信程序编制上的困难

性。

2.所谓消息(Message),是指一组信息，消息缓冲区是含有如下信息的缓冲区：

指向发送进程的指针:Sptr

指向下一信息缓冲区的指针:Nplr;

消息长度：Size;

消息正文:Text;

消息缓冲通信机制的基本工作原理是:把消息缓冲区作为进程通讯的一个基本单位:为了

实现进程之间的通讯，系统供应了发送原语Send(A)和接收原语Receive(B)。每当发送进程欲

发送消息、时，发送进程用Scnd（A）原语把欲发送的消息从发送区复制到消息缓冲区，并将它挂

在接收进程的消息队列末尾。假如该接收进程因等待消息而处于堵塞状态，则将其换醒。而每

当接收进程欲读取消息时,就用接收原语Rcccivc（B）从消息队列头取走一个消息放到自己的

接收区。

3.消息缓冲通信机制中，消息队列属于临界资源，故在PCB中设置了一个用于互斥的信号量

mutex,而每当有进程要进入消息队列时,应对信号量mutex施行P操作,退出消息队列后:应对

信号量mutex施行V操作。由于接受进程可能会收到几个进程发来的消息、,故应将全部的消息

缓冲区链成一个队歹％其队头由接收进程PCB中的队列头指针Hptr指出.

为了表示队列中的消息的数目，在PCB中设置了信号量旬，每当发送进程发来一个消息:并将

它挂在接收进程的消息队列上时，便在Sn上执行V操作：而每当接收进程从消息队列上读取一

个消息时，先对Sn执行P操作，再从队列上移出要读取的消息。

用P、V原语操作实现Send原语和Receive原语的处理流程如F:

ProcedureSend（receiver,Ma）｛发送原语｝

begin

getbuf(Ma,size,i);｛申请消息缓冲区｝

i.sender:=Ma.Sender;｛将发送区的信息发送到消息缓冲区｝

i.size:=Ma.Size;

i.text:=Ms.text;

i.next:=0;

getid(PCBset,receive,j);卜获得接收进程的内部标识符｝

P(j.mutex);

insert(j.Hptr,i);（消息缓冲区插入到消息队列首｝

V(j.Sn);

V(j.mutex);

end

ProcedureReceive(Mb)（接收原语｝

begin

j:internalname;｛接收进程内部标识符｝

P(j.Sn);

P(j.mutex);

remove(j.Hptr,i);（从消息队列中移出第一个消息｝

V(j.mutex);

Mb.Sender:=i.Sender;（将消息缓冲区中的信息复制到接收区）

Mb.Size:=i.Size:

Mb.text:=i.text:

End

10.4西安电子科技高校2000年考研操作系统试题

（一）单项选择题（10分）

1.分页式虚拟存储管理系统中，一般来说页面的大小与可能产生缺页中断的次数

A.成正比B.成反比C.无关D.成固定比值

2.实时操作系统必需在内完成来自外部的事务。

A.响应时间B.周转时间C.规定时间D.调度时间

3.早期UNIX操作系统的存储管理采纳方案。

A.段式管理E.恳求分页

C.可变式分区管理D.固定式分区管理

4.在下列语言中属于脱机作业限制语言的是o

A.作业限制语言B.汇编语言

C.会话式程序设计语言I）.说明BASIC语言

5.MS-DOS中的文件物理结构采纳_______o

A.连续结构B.链接结构C.索引结构I）.哈希表

6.在恳求分页存储管理方案中，假如所需的页面不在内存中，则产生缺页中断,它属于____

中断。

A.硬件故障B.I/OC.外D.程序中断

7.设有四个作业同时到达，每个作业的执行时间均为2小时，它们在一台处理机上按单道方式

运行,则平均周转时间为o

A.1小时B.5小时C.2.5小时D.8小时

8.在关于SPOOLING的叙述中,描述是不正确的。

A.SPOOLING系统中不须要独占设备

B.SPOOLING系统加快了作业执行的速度

C.SPOOLING系统使独占设备变成共享设备

D.SPOOLBNG系统利用了处理器与通道并行工作的实力。

9.页式虚拟存储管理的主要特点足。

A.不要求将作业装入到主存的连续区域

B.不要求将作业同时全部装入到主存的连续区域

C.不要求进行缺页中断处理

I）.不要求进行页面置换

10.下列文件中属于逻辑结构的文件是

A.连续文件B.系统文件C.散列文件D.流式文件

（二）改错题（对错误的命题,请说明缘由）（10分）

1.采纳多道程序设计的系统中，系统的程序道数越多，系统的效率就越高。

2.特权指令只能在管态下执行，而不能在算态下执行。

3.采纳资源的静态安排算法可以预防死锁的发生。

4.一个虚拟的存储器,其地址空间的大小等于辅存的容量加上主存的容量。

5.一个作业由若干个作.业步组成,在多道程序设计的系统中这些作业步可以并发执行。

6.作业调度是处理机的高级调度,进程调度是处理机的低级调度。

7.I/O交通管理程序的主要功能是管理主存、限制器和通道。

8.移臂调度的目标是使磁回旋转周数最小。

9.进程是一个独立的运行的位，也是系统进行资源安排和调度的基本单位。

10.作业的联机限制方式适用于终端作业。

（三）、填空题（9分）

1.UNIX操作系统在结构上分为两个部分:_____和_______o

2.把作业装入内存中随即进行地址变换的方式称为，而在作业执行期间，当访问到指

令或数据时才进行地址变换的方式称为o

3.死锁产生的四个必要条件是:互斥限制、______、、。

4.多道程序设计的引入给存储管理提出了新的课题，应考虑的三个问题是、

5.在存储管理方案中，可用上下限地址寄存器存储爱护的是o

6.在UNIX文件管理系统中，为了对磁盘空间的空闲块进行有效的管理,采纳的方法—，

7.为了记录设备的安排状况，操作系统应设置一张和三个限制块：设备限制块、

8.I/O设备处理进程平常处于状态，当和出现时被唤醒。

（四）综合题（21分）

L什么叫"可再入"程序？它有什么特征？

2.简述UNIX的进程调度的公式和算法。

3.给出UNDE进程的调度状态，当子进程终止时,处于什么状态？

4.假设有4个记录A、B、C、D存放在磁盘的某个磁道上,该磁道划分为4块,每块存放一个记

录，支配如下表所示：

块号1234

记录号ABCD

现在要依次处理这些记录,假如磁I可旋转速度为20ms转一周，处理程序每读出一个记录

后花5ms的时间进行处理。试问处理完这4个记录的总时间是多少？为了缩短处理时间应进行

优化分布,试问应如何支配这些记录?并计算处理的总时间。

5.有•个理发师，•把理发椅和n把供等候理发的顾客坐的椅子。假如没有顾客，则理发师便

在理发椅子上睡觉：当一个顾客到来时，必需唤醒理发师，进行理发；假如理发师正在理发时,

又有顾客来到，则假如有空椅子可坐，他就坐下来等，假如没有空椅子，他就囹开。为理发师和

顾客各编一段程序描述他们的行为，要求不能带有竞争条件。

西安电子科技高校2000考研操作系统试题答案

（一）单项选择题（10分）

1.B2.C3.C4.A5.B6.D7.B8.C9.B10.D

（二）改错题（对错误的命题，请说明缘由）（10分）

1.错，系统的程序道数越多，并不能说明效率就越高。

2.对

3.对

4.错，虚存大小与地址总线的位数有关。

5.错,作业之间并发执行。

6.对

7.错,I/O交通管理程序管理设备、限制器、通道的全部状态信息等，但它不管理主存。

8.错,移臂调度以削减移臂时间为目的。

9.对

10.对

（三）填空题（9分）

1.外壳内核

2.静态地址再定位动态地址再定位

3.非剥夺限制零散恳求环路条件

4.存储器安排虚存管理存储爱护

5.分区安排

6.成组连接法

7.系统设备表控制器限制块通道限制块。

8.睡眠110中断I/O恳求

（四）综合题（21分）

1.可再入程序是能够被多个进程共享的程序段，代码不因程序的执行而变更，又称为可再入

码。纯代码的主要作用就是可被多个程序共享。其特点如下：

(1)可再入程序必需是纯代码的,在执行中不变更。

(2)一个可再入程序要求调用者供应工作区，以保证程序以同样的方式为用户服务。

(3)编译程序和操作系统程序通常是可再入程序,能同时被不同用户调用而形成不同进程。

2.UNIX采纳动态优先数调度算法，优先数的计算公式为：

p_pri=min{127,(p_cpu/16+PUSER+p_ice)}UNIX第6版

p_pri=(p_cpu/2+PUSER+NZER0)UNIXSystem

优先数越大,优先级越低。

3.在UNIX系统中，进程状态有：运行状态、就绪状态、睡眠状态、创建状态、僵尸状态。当

进程终止时处于僵尸状态。

4.优化前处理总时间:(5+5)+(5*3+5+5)+(5*3+5+5)+(5*3+5+5)=85ms

优化后记录依次为：A,C,E,D

优化后处理总时间=(20/4+5)*4+5=45ms

5.

^defineCHAIRS6/*为等候的顾客打算的椅子数*/

semphorecustomers=0;

scmphorcbarbers=0;

semaphoreS=1;/*用于互斥*/

intwaiting=0;

voidbarber()

{while(T)

P(customers);

P(S);

waitingwaiting-1;

V(bMbers);

V(S);

理发...

voidcustomerO

P(S);

if(wait<CHAIRS)

waiting=waiting+I;

V(customers);

V(S);

P(barbers);

坐下等待：

else{V(S);

2.4.3睡着的理发师问题(TheSleepingBarberProblem)

睡着的理发师问题又是一个有趣的

进程同步问题。

在理发馆中，有一个理发师一张理发椅和n个

为等待顾客所设的椅子。如果没有顾客来，理

S

发师就会坐在理m发椅上觉当个顾客来到

i一

l，

时他必须醒睡着了的理发师如果在理发

唤。

师理发时