1、名校操作系統考研試題與解答10.1大學1997年考研操作系統試題（一）名詞術語解釋（每小題5分，共30分）1. 進程狀態2. 快表 3.目錄項4. 系統調用5.設備驅動程序6.微核（二）填空（每小題1分,共10分）1. 如果系統中有n個進程，則在等待隊列中進程的個數最多為 個。2. 在操作系統中，不可中斷執行的操作稱為 。3. 如果系統中的所有作業是同時到達的，則使作業平均周轉時間最短的作業調度是4. 如果信號量的當前值為-4,則表示系統中在該信號量上有 個等待進程。5. 在有m個進程的系統中出現死鎖時，死鎖進程的個數k應該滿足的條件是 。6. 不讓死鎖發生的策略可以分為靜態和動態兩種，死鎖避

2、免屬于。7. 在操作系統中，一種用空間換取時間的資源轉換技術是 。8. 為實現CPU與外部設備的并行工作，系統引入了 硬件機制。9. 中斷優先級是由硬件規定的，若要調整中斷的響應次序可通過 。10. 若使當前運行的進程總是優先級最高的進程，應選擇進程調度算法。（三）問答題（每小題15分，共30分）1. 消息緩沖通信技術是一種高級通信機制，由Han sen首先提出。（1）試述高級通信機制與低級通信機制P、V原語操作的主要區別。（2）請給出消息緩沖機制（有界緩沖）的基本原理。（3）消息緩沖通信機制（有界緩沖）中提供發送原語Send（receiver,a）,調用參數a表示發送消息的存區首地址，試設計

3、相應的數據結構，并用P、V原語操作實現Send原語。2. 在虛擬段式存儲系統中，引入了段的動態。（1）試說明為什么引入段的動態。（2）請給出動態的一種實現方法。（四）（共10分）在實現文件系統時，為加快文件目錄的檢索速度，可利用”文件控制塊分解法”。假設目錄文件存放在磁盤上，每個盤塊為512字節。文件控制塊占64字節，其中文件名占8字節。通常將文 件控制塊分解成兩個部分，第一部分占10字節（包括文件名和文件部號）,第二部分占56字節 （包括文件部號和文件其他描述信息）。（1）假設某一目錄文件共有254個文件控制塊，試分別給出采用分解法前和分解法后，查找該目錄文件的某一個文件控制塊的平均訪問磁盤

4、次數。（2）一般地，若目錄文件分解前占用 n個盤塊，分解后改用m個盤塊存放文件名和文件部號部分 請給出訪問磁盤次數減少的條件。（五）（共10分設系統中有三種類型的資源（A、B、C）和五個進程（P1、P2、P3、P4、P5）,A資源的數量為17,B資源的數量為5,C資源的數量為20。在T。時刻系統狀態如表1和表2所示。系統采用銀行家 算法實施死鎖避免策略。 To時刻是否為安全狀態？若是，請給出安全序列。 在T0時刻若進程P2請求資源（0,3,4）,是否能實施資源分配？為什么？ 在的基礎上，若進程P4請求資源（2,0,1）,是否能實施資源分配？為什么？ 在的基礎上，若進程請求資源（0,2,0）,是

5、否能實施資源分配？為什么？ 表1 T o時刻系統狀態進程最大資源需求量已分配資源數量A B CA B CP15592 1 2P25 3 6402P34011405P442520 4P5424314表2 T o時刻系統狀態A B C剩余資源數23 3（六）（共10分）某高校計算機系開設有網絡課并安排了上機實習，假設機房共有2m臺機器,有2n名學生選該課，規定： 每兩個學生組成一組，各占一臺機器，協同完成上機實習； 只有一組兩個學生到齊，并且此時機房有空閑機器時，該組學生才能進入機房； 上機實習由一名教師檢查 ，檢查完畢，一組學生同時離開機房。試用P、V操作模擬上機實習過程。大學1997年級研操作

6、系統試題解答（一）名詞術語解釋（每小題5分，共30分）1. 進程在其存在過程中，由于各進程并發執行及相互制約，使得它們的狀態不斷發生變化。一般來說進程主要有三種基本狀態，這三種基本狀態是：就緒狀態、運行狀態和阻塞狀態。2. 在頁式存儲管理系統中的地址變換過程中，由于頁表是存放在存中的，CPU每訪問一個數據（或一條指令）至少要訪問存兩次，一次是訪問頁表，確定所取數據（或指令）的物理地址，第二 次才根據該地址訪問數據（或指令）。為了提高查表速度，在地址變換機構中加入了一個高速、 小容量的聯想寄存器，構成一快表。如果快表被命中，只要訪問存一次即可存取一個數據。3. 在文件系統中，文件目錄記錄文件的管

7、理信息 ，每個文件在目錄表中都有一個目錄項。文件 目錄項主要包含下列信息：（1）有關文件的標識信息，例如文件的名稱符號。（2）有關文件結構的信息，例如文件長度、文件存放在外存中的物理地址等。（3）有關文件的存取控制信息，例如文件屬性、文件主及共享用戶的標識、存取權限等。（4）有關文件的管理信息，例如文件建立的時間、保留時間、最新修改時間等。4. 系統調用是用戶在程序中能用 ”訪管指令”調用的由操作系統提供的子功能的集合。每一個 子功能稱為一條系統調用命令 （或廣義指令）。系統調用是操作系統在程序級給用戶提供的接口。系統調用與一般過程調用不同，其主要區別是：運行的狀態不同：進入的方式不同：代碼層

8、次不同。5 設備驅動程序也稱為I/O處理程序，是一種低級的系統例程，它向上與高級1/0操作原語相 對應，向下與1/0硬設備相對應，完成兩者間的相互通信。它們一般是用匯編語言編寫，針對具 體的I/0設備控制器，進行控制編碼或微程序操作。設備驅動程序早期是操作系統的一部分，后來將其中的公共部分作為高級I/O操作原語留在操作系統中，而把與物理設備有直接關系的部分脫離操作系統，交給設備廠商和軟硬件開發商編制。因此，設備驅動程序己成為系統的選件,系統和用戶可以根據需要選擇配置設備，靈活地裝載、卸載驅動程序，從而極大地增強了系統的開放性和可擴展性。6. 操作系統有兩種核組織形式：強核（Monolithic

9、 kernel） 和微核（Micro kernel）。微核結構是一種新的結構組織形式，它體現了操作系統結構設計的新思想。其設計目標是使操作系統的 核盡可能小，使其它所有操作系統服務都放在核外用戶級完成。微核僅僅提供以下四種服務： 進程間通信機制：某些存儲管理：有限的低級進程管理和調度：低級I/O。微核的基本思想是良好的結構化、模塊化,最小的公共服務。具有微核的操作系統稱為微核操作系統。（二）填空（每小題1分,共10分）1. n-12. 原語 3.短作業優先算法4.四 5.k< m6.動態策略7.緩沖區技術8.中斷和通道9.軟件實現10.剝奪式優先級（三）問答題（每小題15分,共30分）1

10、. （見交大2000年考題中第五題的解答）2. （1）在作業裝入存運行前，應將各個目標程序定位后裝入作業的地址空間，形成可執行程序的,稱為靜態。靜態常常因為目標程序個數多而花費大量的CPU時間，而實際運行時又常常只用到其中的部分模塊，因而也造成了存儲空間的浪費。動態是作業運行時先裝入主程序，運行過程中需要某模塊時，再將該模塊的目標程序調入存并進行，它克服了靜態的不足。（2）分段存儲管理就是最典型的動態。分段管理允許用戶將作業按邏輯關系進行自然分段，各段的大小可以不同。邏輯段的地址是由兩部分組成的（s:段號,d :段位移量）,即分段地址空間是用戶定義的二維空間。存分配以段為單位，段可以在作業運行

11、過程中根據請求而動態和裝 入。（四） （共10分）利用”文件控制塊分解法"加快文件目錄的檢索速度，其原理是減少因查找文件 部號而產生的訪問磁盤次數。因為在進行查找文件部號的過程中不需要把文件控制塊的所用容都讀入存，所以在查找過程中減少所需讀入的存儲塊就有可自色減少訪問磁盤的次數。但是,采用這種方法訪問文件，當找到匹配的文件控制塊后，還需要訪問一次磁盤,才能讀出全部的文件控制塊信息。這就是為何采用這種方法在一定條件下并不能減少訪問磁盤的次數的原因。（1）采用分解法前，查找該目錄文件的某一個文件控制塊的平均訪問磁盤次數為：64 X （254/2）/512=16采用分解法后，查找該目錄文件

12、的某一個文件控制塊的平均訪問磁盤次數為：10X （254/2）/512+1=4 訪問磁盤次數減少的條件為64 X （x/2）/512> 10X （x/2）/512+1 ，解不等式得x>=19時訪問磁盤的次數減少。（五）（共10分） T。時刻是安全狀態，因為可以找到一個安全的序列（P4,P5,Pl,P2,P3）。 不能分配。因為所剩余的資源數量不夠。 可以分配。當分配完成后，系統剩余的資源向量為（0,3,2）,這時仍可找到一個安全的序列隊，（P4,P 5,P l ,P 2,P 3）。 不能分配。若分配完成后，系統剩余的資源向量為（0,3,勻,這時無法找到一個安全的序列。（六） （共1

13、0分）在本題中，為了保證系統的控制流程，增加了 Monitor進程，用于控制學生的進 入和計算機分配。從題目本身來看，雖然沒有明確寫出這一進程，但實際上這一進程是存在的。 因此,在解決這類問題時，需要對題目加以認真分析，找出其隱蔽的控制機制。上機實習過程可描述如下：BEGINstude nt,computer,e nter,fi ni sh,check:semaaphore;stude n:=0;computer:=2m;mter:=0;finish :=0; check :=0;COBEGINProcess Procedure Stude nt:beginV(stude nt);P(comp

14、uter);P(e nter);DO it with part ner;V(fin ish);P(check);V(computer);表示有學生到達 獲取一臺計算機 等待允許進入表示實習完成 等待教師檢查 釋放計算機資源end等待學生實習完成 等待另一學生實習完成表示檢查完成表示檢查完成Process Procedure Teacher: beginL1:P(fi nished);P(fi ni shed);check the work;V(check);V(check);goto L1;endProcess Procedure Mon itorbeginP(stude nt);等待學生到達

15、P(stude nt);等待另一學生到達V(e nter);允許學生進入V(e nter);允許學生進入endCoe ndEND10.2交通大學1999年考研操作系統試題（一）名詞解釋（30分,每小題5分）1. 多道程序設計2.工作目錄3. 線程與進程 4.地址空間與存儲空間5. 通道6.系統調用（二）判斷、選擇與填空題（每題1分,共15分）1. 程序的并發執行是指同一時刻有兩個以上的程序，它們的指令在同一處理器上執行。（）2. 對于請求分頁式存儲管理系統，若把頁面的大小增加一倍，則缺頁中斷次數會減少一半。（）3. 三個用戶在同一系統上同時對他們的C語言源程序進行編譯，此時系統應分別為各用戶創

16、建一個C編譯進程及保留一份 C編譯程序副本。（）4. 可順序存取的文件不一定能隨機存取，但是,凡可隨機存取的文件都可以順序存取。（）5. 緩沖技術是借用外存儲器的一部分區域作為緩沖池。（）6. 在操作系統中，P、V操作是一種 。(A)機器指令(B)系統調用命令(C)作業控制命令(D)低級進程通訊原語7. 最佳適應算法的空白區是 。(A)按大小遞減順序排列的(B)按大小遞增順序排列的(C)按地址由小到大排列的(D)按地址由大到小排列的8. 把作業地址空間中使用的邏輯地址變成存中的物理地址稱為(A)加載 (B)重定位 (C)物理化(D)邏輯化9.文件系統用組織文件。(A)堆核 (B)指針(C)目錄

17、(D)路徑10.磁盤是設備,磁帶疋設備，顯小器疋設備。(A)輸入 (B)輸出(C)輸入輸出(D)虛擬11. 并發進程中涉及相同變量的程序段叫做 ,對這些程序段要執行 。12. 分區存儲管理方案不能實現虛擬的原因是 。13. 目前認為邏輯文件有兩種類型，即式文件與式文件。14. 進程調度算法采用等時間片輪轉法，時間片過大，就會使輪轉法轉化為 調度算法。15. 采用交換技術獲得的好處是以犧牲 為代價的。(三) 簡答題(每題10分，共50分)1. 試述分時系統與實時系統，并比較它們的區別。2. 何謂虛擬存儲器？舉一例說明操作系統是如何實現虛擬存的。3. 什么是P、V操作？試用P、V操作描述讀者一寫者

18、問題。要求允許兒個閱讀者可以同時讀該數據集，而一個寫者不能與其他進程(不管是寫者還是讀者)同時訪問該數據集。4. 磁盤請求的柱面按 10,22,20,2,40,6,38的次序到達磁盤的驅動器，尋道時每個柱面移動需要6ms。計算按以下算法調度時的尋道時間：(1)先來先服務；(2)下一個最鄰近的柱面；(3)電梯算法。以上所有情況磁頭臂均起始于柱面20。5. 對3種不同的保護機制，即權限，存取控制表以及 UNIX操作系統的RW)位,簡述下面的情況 分別適用于哪些機制。(1) 甲用戶希望除他的同事以外，任何人都能讀取他的文件；(2) 乙用戶和丙用戶希望共享某些秘密文件；(3) 丁用戶希望公開他的一些文

19、件。交通大學1999年考研操作系統試題解答(一) 名詞解釋(每小題5分，共30分)1. 多道程序設計是指在主存中同時存放多道用戶作業，它們都處于執行的開始點和結束點之間。多道程序設計的特點如下：(1) 多道。主存中有多道程序，它們在任一時刻必須處于就緒、運行、阻塞三種狀態之一。(2) 宏觀上并行。從宏觀上看，它們在同時執行。(3) 微觀上串行。從微觀上看，它們在交替、穿插地執行。采用多道程序設計后，減少了 CPU時間的浪費。尤其對計算題的作業，由于I/O操作較少,CPIJ 浪費的時間很少。2. 文件系統如果采用多級樹型目錄 ，那么使用完整的路徑名來查找文件會感到很不方便，因此引入了"

20、工作目錄”。考慮到通常一個進程在一段時間所訪問的文件具有局部性，即在某一圍之所以可在這一段時間指定某一目錄為工作目錄或值班目錄。以后的操作一般都是針對以工作 目錄(也稱為當前目錄)為根的子目錄樹進行的。3. 所謂線程(thread),從操作系統的管理角度看，就是指”進程的一個可調度實體",是處理機調度的基本單位：從編程邏輯看，線程是指”程序部的一個單一的順序控制流”。線程是進程的一個組成部分，每個進程在創建時通常只有一個線程，由這個線程再創建其它進 程。通常一個進程都有若干個線程，至少會有一個線程。進程和線程是構造操作系統的兩個基本元素，兩者之間的主要區別是：(1) 調度方面：線程作

21、為調度分派的基本單位。(2) 并發性方面：進程之間可以并發執行。(3) 擁有資源方面：進程是擁有資源的基本單位，線程除少量必不可少的資源外，基本上不擁有資源，但它可以訪問其隸屬進程的資源。(4) 系統開銷：進程間切換時要涉及到進程環境的切換，開銷比較大。而線程間的切換只需保存和設置少量的寄存器容。因此進程問切換的系統開銷遠大于線程問切換的系統開銷。4. 程序經編譯和連接以后轉變為相對地址編址形式，它是以0為基址的。相對地址也叫邏輯地址或虛地址。地址空間是邏輯地址的集合。計算機系統實際的存地址是絕對地址。絕對地址又叫物理地址或實地址。存儲空間是物理地址的集合。5. 通道又稱I/O處理機，它使主機

22、擺脫了管理I/O的工作，徹底實現了主機和外設的并行操作。具有通道結構的計算機系統，主存、通道、控制器和設備之間采用四級連接，實施三級控制。這樣,I/O系統就由通道、控制器、設備三級構成。一個CPU可以連接多個通道，一個通道可以連接多個控制器，一個控制器可以連接同類型的多臺設各。另一方面，也允許將一臺設備連接到幾個控制器上，或一個控制器連接到幾個通道上。按信息交換方式和連接的設備類型不同 可以將通道分為三種類型：(1)字節多路通道；(2)選擇通道；(3)數組多路通道6. 系統調用是用戶在程序中能用”訪管指令”調用的由操作系統提供的子功能的集合。每一個子功能稱為一條系統調用命令或廣義指令。系統調用

23、是操作系統在程序級給用戶提供的接口。(二) 判斷、選擇與填空題(每題1分,共15分)I. 錯 2. 錯 3. 錯 4. 對 5. 錯 6.(D)7. (B)8.(B)9.(C)10.(C)和(D),(C),(B)II. 臨界區互斥12. 作業的地址空間不能超過存儲空間13. 有結構的記錄無結構的流14. 先來先服務(FCFS)15. CPU時間(三) 簡答題(每題10分，共50分)1. 所謂分時系統，就是在一臺計算機上，連接多個終端，用戶通過各自的終端和終端命令把作 業送入計算機，計算機又通過終端向各用戶報告其作業的運行情況，這種計算機能分時輪流地為各終端用戶服務并能及時對用戶服務請求予以響應

24、，這就構成了分時系統。分時系統設計的主要目標是使用戶能與系統交互作用，對用戶的請求及時響應，并在可能的條件下盡量提高系統資源的利用率。實時系統是為了能對特定輸入做出及時響應，并在規定的時間完成對該事件的處理而引入的。實時系統分為兩大類z實時控制系統和實時信息處理系統。(1)實時控制系統：在這類應用中要求計算機系統實時采集測量系統的數據，對被測量的數據及時進行加工處理及輸出。它主要用于軍事和生產過程中的自動控制領域。（2）實時信息處理系統：在這類應用中要求計算機系統能對用戶的服務請求及時作出回答，并能及時修改、處理系統中的數據。它主要用于像飛機票的預定、銀行儲蓄的財務管理等大量 數據處理的實時系

25、統中。實時系統與分時系統的主要區別如下： 系統的設計目標不同。分時系統的設計目標是提供一種隨時可供多個用戶使用的通用性很強的系統：而實時系統則大多數都是具有某種特殊用途的專用系統。 響應時間的長短不同。分時系統的響應時間通常為秒級：而實時系統的響應時間通常為毫秒 級甚至是微秒級。 交互性的強弱不同。分時系統的交互性強，而實時系統的交互性相對較弱。2. 在操作系統中，通過一些硬件和軟件的措施為用戶提供了一個其容量比實際主存大得多的 存儲器，稱為虛擬存儲器。操作系統要實現虛擬存，必須把主存和輔存統一管理起來，即大作業程序在執行時，有一部分地址空間在主存，另一部分在輔存，當訪問的信息不在主存時，由操

26、作系統將其調入主存并實 現自動覆蓋功能，使用戶在編寫程序時不再受主存容量的限制。例如在請求分頁存儲管理系統中，用戶作業的所有頁面并不一定都在實存，在作業運行過程中再請求調入所用的虛頁。為了實現從邏輯地址空間到物理地址空間的變換，在硬件上必須提供一套地址變換機構，動態地址變換機構自動地將所有的邏輯地址劃分為頁號和頁地址兩 部分，并利用頁表將頁號代之以塊號，把塊號和頁地址拼接就得到了存的物理地址，從而實現了虛擬存儲器。3. 讀者一寫者問題是經常出現的一種同步問題。計算機系統中的數據（文件、記錄）常被多個進程共享，但其中某些進程可能只要求讀數據（稱為Reader）:另一些進程則要求修改數據（稱為Wr

27、iter）。就共享數據而言Reader和Writer是兩種不同類型的進程。一般地，兩個或兩個以上的Reader進程同時訪問共享數據時不會產生副作用，但若某個 Writer和其它進程（Reader或Writer）同時訪問共享數據時，則可能產生錯誤。為了避免錯誤，同時盡可能地讓讀 者進程和寫者進程并發運行，只要保證任何一個寫者進程能與其它進程互斥訪問共享數據即可。這個問題稱為讀者一寫者問題。下面使用信號量機構來描述這一問題。P、V操作是定義在信號量 s上的兩條原語，它是解決進程同步與互斥的有效手段。定義下列信號量：互斥信號量rmutex，初值為1,用于使讀者互斥地訪問讀者計數器，共享變量rcoun

28、t:互斥信號量wmutex，初值為1,用于實現寫者之間以及寫者與讀者之間互斥地訪 問共享數據集。則用信號量和P、V操作描述讀者一寫者問題如下：Begi nrmutex wmutex:semaphore;rcoun t:I nteger;rmutex=wmutex=1;rcoun t=0;Cobegi nProcess procedure ReaderbeginrepeatP(rmutex);rcoun t:=rco un t+1if rcount=l then P(rmutex);V(rmutex);perfo nn read operati ons;P(rmutex);rco un t:=r

29、co un t-1;if rcount=O then V(rmutex);V(rmutex);un til false;endProcess procedure WriterbeginrepeatP(wmutex);perform write operati ons;V(wmutex);un til false;endCoendEnd4. 該題的解題方法是先計算出每種算法的柱面移動總量。因為每個柱面移動需要6ms，所以,尋道時間=柱面移動總量x 6ms。(1) 先到先服務算法的調度順序為：10,22,20,2,40,6,38柱面移動總量為：146尋道時間為:146 x 6ms=876ms下一個

30、最鄰近柱面算法調度順序為：20,22,10,6,2,38,40柱面移動總量為:60尋道時間為:60 x 6ms=360ms電梯算法調度順序為：20,22,38,40,10,6,2柱面移動總量為:58尋道時間為58 x 6ms=348ms5. 第(1)種情況只適合用存取控制表實現保護機制。第(2)種情況適合用權限或存取控制表實現保護機制。第(3)種情況適合用存取控制表或RWX或權限實現保護機制。10.3交通大學2000年考研操作系統試題(一) 名詞解釋(15分)1. 線程 2.分時系統3.系統調用4. 地址再定位5.多道程序設計(二) 簡答題(32分)1. 覆蓋技術與虛擬存儲技術有何本質不同？交

31、換技術與虛存中使用的調入/調出技術有何相同與不同之處？2. 文件順序存取與隨機存取的主要區別是什么？它們對有結構文件與無結構文件的操作有何不同？3. 死鎖和競爭有何關系？4何請虛擬設備？請說明SPOOLing系統是如何實現虛擬設備的。（三）（10 分）有5個任務A,B,C,D,E,它們幾乎同時到達，預計它們的運行時間為 10,6,2,4,8mn 。其優先級分別為3,5,2,1和4,這里5為最高優先級。對于下列每一種調度算 法,計算其平均進程周轉時間（進程切換開銷可不考慮）。（1）先來先服務（按A,B,c,D,E）算法。（2）優先級調度算法。（3）時間片輪轉算法。（四）（10分）在虛擬頁式存儲系

32、統中引入了缺頁中斷。1. 試說明為什么引入缺頁中斷。2. 缺頁中斷的實現由哪幾部分組成？并分別給出其實現方法。（五） （13分）消息緩沖通信技術是一種高級通信機制，由HANSE首先提出。1. 試敘述高級通信機制與低級通信機制P、V原語操作的區別。2. 請給出消息緩沖通信機制（有界緩沖）的基本工作原理。3. 試設計相應的數據結構，并用P、V原語操作實現 Send和Receive原語。交通大學2000年考研操作系統試題解答（一）名詞解釋（15分）1. 所謂線程（thread）,從操作系統管理角度看線程是指 ”進程的一個可調度實體",是處理機調 度的基本單位：從編程邏輯看線程是指”程序部的

33、一個單一的順序控制流”。線程是進程的一 個組成部分。2. 所謂分時系統，就是指在一臺計算機上，連接多個終端，用戶通過各自的終端和終端命令把作業送入計算機，計算機又通過終端向各用戶報告其作業的運行情況。這種計算機能分時輪流地為各終端用戶服務并能及時對用戶服務請求予以響應，這就構成了分時系統。分時系統設計的主要目標是使用戶能與系統交互作用，對用戶的請求及時響應，并在可能的條件下盡量提高系統資源的利用率。分時系統的主要特征是： 同時性：若干個終端用戶按照系統提供的各種服務，在各自終端進行操作，同時使用一臺計算機資源。宏觀上看是各用戶在并行工作，微觀上看是各用戶輪流使用計算機。 獨立性：用戶間可以相互

34、獨立地操作，互不干涉，系統保證各用戶程序運行的完整性，不會發生相互混淆或破壞現象。 及時性：系統可對用戶的輸入及時作出響應。分時系統性能的主要指標之一是響應時間，它是指從終端發出命令到系統予以應答所需的時間。 交互性：用戶可根據系統對請求的響應結果，進一步向系統提出新的請求，即能使用戶和系統進行人一機對話的工作方式，所以分時系統也被稱之為交互式系統。3. 系統調用是指用戶在程序中能用 ”訪管指令”調用的由操作系統提供的子功能的集合。每一 個子功能稱為一條系統調用命令（或廣義指令）。系統調用是操作系統在程序級給用戶提供的 接口。4. 所謂地址再定位，就是當一個程序裝入到與其地址空間不一致的存儲空

35、間而進行的地址變換過程，即將地址空間給出的邏輯地址映射到存的物理地址。地址重定位有靜態重定位和動態重定位兩種方式。5. 多道程序設計是指在主存中同時存放多道用戶作業，它們都處于執行的開始點和結束點之間。多道程序設計的特點如下：（1）多道。主存中有多道程序，它們在任一時刻必須處于就緒、運行、阻塞三種狀態之一。（2）宏觀上并行。從宏觀上看，它們在同時執行。（3）微觀上串行。從微觀上看，它們在交替、穿插地執行。采用多道程序設計后，減少了 CPU寸間的浪費。尤其對計算題的作業，由于I/O操作較少，CPU浪費的時間很少。（二）簡答題（32分）1. 覆蓋技術與虛擬存儲技術最本質的不同在于覆蓋的程序段的最大

36、長度要受到物理存容 量的限制，而虛擬存儲器的最大長度不受物理存容量的限制，只受計算機地址結構的限制。另外，使用覆蓋技術要求程序員必須精心地設計程序及其數據結構，使得要覆蓋的段具有相對獨立性，不存在直接聯系或相互交叉訪問。而虛擬存儲技術對用戶的程序段之間沒有此要求。交換技術與虛存中使用的調入/調出技術的主要相同點是都要在存與外存之間交換信息。交換技術與虛存中使用的調入/調出技術的主要區別在于：交換技術換進換出整個進程（proc結構和共享正文段除外，因此一個進程的大小受物理存儲器的限制：而虛存中使用的調入/調出技術在存和外存之間來回傳遞的是存儲頁或存儲段，而不是整個進程，從而使得進程的地址映射具有

37、了更大的靈活性，且允許進程的大小比可用的物理存儲空間大得多。2順序存取法就是嚴格按物理記錄排列的順序依次存取：隨機存取法允許隨意存取文件中的任何一個物理記錄，而不管上次存取了哪一個記錄。順序存取法對有結構文件的操作是設置一個訪問指針ptr，令它總是指向”下一次”要訪問的記錄首址。每訪問完一個記錄后，對ptr住進行相應的修改。對于定長記錄：ptr=ptr+L（L 為文件的物理記錄長度）:對于變長記錄:Ptr=ptr+Li+1（其中1是存放記錄長度Li的字節數）。順序存取法對無結構文件的操作是按讀寫位移（offset） 從當前位置開始讀寫，即每讀寫完一段信息后，讀寫位移自動力日上這段的長度，然后再

38、根據該位移讀寫下面的信息。隨機存取法對有結構文件的操作也是設置一個訪問指針pt,對于定長記錄文件，欲訪問第I個記錄。（1=0,1,2,）的首址為：ptr=offset+l*L（ 其中，offest 是該文件的首址,L為記錄長度）:對于變長記錄，隨機存取法是十分低效的。隨機存取法對無結構文件的操作必須事先用有關的命令把讀寫位移移到欲讀寫的信息開始處，然后再進行讀寫。3. 死鎖是指多個進程因競爭資源而造成的一種僵局，若無外力的作用，這些進程都將永遠不能再向前推進。所以，死鎖是由于系統中多個進程所共享的資源不足以同時滿足需要時，引起對資源的競爭而產生的。但競爭資源不t定都會產生死鎖，因為只要進程推進

39、順序合法，就不會產生死鎖。4. 所謂虛擬設備，是指利用SPOOLing系統把低速的獨占設備改造成為共享的設備，或利用軟件方法把共享的設備分割為若干臺虛擬設備。SPOOLing系統的核心思想是利用一臺可共享的、高速大容量的塊設備（磁盤）來模擬獨占設各的操作，使一臺獨占設備變成多臺可并行使用的虛擬設備。SPOOLing系統主要由輸入井和輸出井、輸入緩沖區和輸出緩沖區、輸入進程和輸出進程三部分組成。它的特點是提高了 I/O操作的速度：將獨占設備改造為共享設備；實現了虛擬設備功能。（三）（10分）（1）采用FCFS的調度算法時，各任務在系統中的執行情況如下表所示:執行次序運行時間優先數等待時間周轉時間

40、A103010B651016C221618D411822E842230所以,進程的平均周轉時間為T=(10+16+18+22+3O)/5=19.2 min(2)采用優先級調度算法時，各任務在系統中的執行情況如下表所示執行次序運行時間優先數等待時間周轉時間B6506E84614A1031424C222426D112627所以,進程的平均周轉時間為：T=(6+14+24+26+27)/5=19.4 min采用時間片輪轉算法時，假定時間片為2min,各任務的執行情況 是:(A,B,C,D,E),(A,B,D,E),(A,B,E),(A,E),(A)。設AE五個進程的周轉時間依次為 T1T5,顯然，T

41、1=3Omi n, T2=22mi n, T3=6mi n, T4=16mi n,T5=28mi n 所以,進程的平均周轉時間為：T=(30+22+6+16+28)/5=20.4mi n(四) (10分)1. 因為虛擬頁式存儲系統中允許作業的一部分頁面在存，只有引入缺頁中斷，才能將不在存的信息頁從外存調入存，中斷恢復后可以繼續執行。2. 缺頁中斷的實現由硬件和軟件兩部分組成。其實現方法如下：每當CPU要執行一條指令時，首先形成操作數的有效地址 ，在計算頁號和頁地址，檢查頁 表看該頁在實存嗎。如在，則進行地址變換，按變換后的地址取出操作數，完成該指令的功能， 然后繼續進行下一條指令；如不在，則引

42、起缺頁中斷，進入缺頁中斷處理程序。在中斷處理程序中，首先利用存儲器分塊表(MBT)檢查實存是否有空閑頁面，如無,則選擇 某頁淘汰。若該頁被修改過還需寫入輔存，并修改PMT和 MBT此時便出現了空閑實頁。如有空閑實頁，則根據輔助頁表提供的磁盤地址調入所需的頁面，修改PMT和 MBT最后再重新執行被中斷的指令(五) (13分)1. 高級通信機制與低級通信機制P、V原語操作的主要區別是：(1) 交換信息量方面：利用p、v原語操作作為進程間的同步互斥工具是理想的，但進程間只能交換一些信息，基本上只能是控制信息，缺乏傳輸消息的能力。而高級通信不僅能較好地解決進程間的同步互斥問題，且能很好交換大量消息，是

43、理想的進程通信工具。(2) 通信對用戶透明方面：用戶要用P、V原語進行進程間的通信必須在程序中增加p、V編程,這樣做不但增加了編程的復雜性，不便對程序有直觀的理解，同時由于編程不當，有可能出現死鎖,難以查找其原因。而高級通信機制不但能高效傳輸大量信息，且操作系統隱藏了進程通信的實現細節，即通信過程對用戶是透明的。這樣就大大地簡化了通信程序編制上的復雜性。2. 所謂消息(Message),是指一組信息，消息緩沖區是含有如下信息的緩沖區：指向發送進程的指針:Sptr指向下一信息緩沖區的指針：Nptr;消息長度：Size;消息正文：Text;消息緩沖通信機制的基本工作原理是：把消息緩沖區作為進程通訊

44、的一個基本單位，為了實現進程之間的通訊，系統提供了發送原語 Send(A)和接收原語Receive(B)。每當發送進程欲 發送消息時，發送進程用 Send(A)原語把欲發送的消息從發送區復制到消息緩沖區，并將它掛在接收進程的消息隊列末尾。如果該接收進程因等待消息而處于阻塞狀態，則將其換醒。而每當接收進程欲讀取消息時,就用接收原語 Receive（B）從消息隊列頭取走一個消息放到自己的 接收區。3. 消息緩沖通信機制中，消息隊列屬于臨界資源，故在PCB中設置了一個用于互斥的信號量 mutex,而每當有進程要進入消息隊列時，應對信號量mutex施行P操作，退出消息隊列后，應對信號量mutex施行V

45、操作。由于接受進程可能會收到幾個進程發來的消息，故應將所有的消息緩沖區鏈成一個隊列，其隊頭由接收進程 PCB中的隊列頭指針 Hptr指出。為了表示隊列中的消息的數目，在PCB中設置了信號量旬，每當發送進程發來一個消息，并將 它掛在接收進程的消息隊列上時，便在Sn上執行V操作：而每當接收進程從消息隊列上讀取一個消息時，先對Sn執行P操作，再從隊列上移出要讀取的消息。用P、V原語操作實現 Send原語和Procedure Sen d(receiver,Ma) begingetbuf(Ma, size,i);i. se nder:=Ma.Se nder;i. size:=Ma.Size;i. tex

46、t:=Ms.text;i. n ext:=0;getid(PCB set,receive,j); P(j.mutex);in sert(j.Hptr,i);V(j.S n); V(j.mutex);endProcedure Receive(Mb) beginj:i nternal n ame;P(j.S n);P(j.mutex);remove(j.Hptr,i);V(j.mutex);Mb.Se nder:=i.Se nder;Mb.Size:=i.Size:Mb.text:=i.text:Receive原語的處理流程如下 發送原語申請消息緩沖區將發送區的信息發送到消息緩沖區獲得接收進程的部

47、標識符消息緩沖區插入到消息隊列首 接收原語接收進程部標識符從消息隊列中移出第一個消息 將消息緩沖區中的信息復制到接收區End10.4電子科技大學2000年考研操作系統試題（一）單項選擇題（10分）1. 分頁式虛擬存儲管理系統中，一般來說頁面的大小與可能產生缺頁中斷的次數 ，A. 成正比 B. 成反比 C. 無關 D.成固定比值2. 實時操作系統必須在 完成來自外部的事件。A. 響應時間 B.周轉時間 C.規定時間D.調度時間3. 早期UNIX操作系統的存儲管理采用 方案。A.段式管理B.請求分頁C.可變式分區管理D.固定式分區管理4. 在下列語言中屬于脫機作業控制語言的是 。A.作業控制語言B

48、.匯編語言C.會話式程序設計語言D.解釋BASIC語言5. MS-D0S中的文件物理結構采用 。A.連續結構B.結構 C.索引結構D.哈希表6. 在請求分頁存儲管理方案中,如果所需的頁面不在存中,則產生缺頁中斷,它屬于中斷。A. 硬件故障B.l/O C.夕卜D.程序中斷7. 設有四個作業同時到達，每個作業的執行時間均為2小時，它們在一臺處理機上按單道方式運行,則平均周轉時間為 。A. 1小時 B.5 小時 小時 D.8 小時8. 在關于SPOOLING勺敘述中，描述是不正確的。A. SPOOLING系統中不需要獨占設備B. SPOOLING系統加快了作業執行的速度C. SPOOLING系統使獨

49、占設備變成共享設備D. SPOOLBN系統利用了處理器與通道并行工作的能力。9. 頁式虛擬存儲管理的主要特點是 。A. 不要求將作業裝入到主存的連續區域B. 不要求將作業同時全部裝入到主存的連續區域C. 不要求進行缺頁中斷處理D. 不要求進行頁面置換10. 下列文件中屬于邏輯結構的文件是A.連續文件 B.系統文件 C.散列文件 D.流式文件（二）改錯題（對錯誤的命題,請說明原因）（10分）1. 采用多道程序設計的系統中，系統的程序道數越多，系統的效率就越高。2. 特權指令只能在管態下執行，而不能在算態下執行。3. 采用資源的靜態分配算法可以預防死鎖的發生。4. 一個虛擬的存儲器，其地址空間的大

50、小等于輔存的容量加上主存的容量。5. 一個作業由若干個作業步組成，在多道程序設計的系統中這些作業步可以并發執行。6. 作業調度是處理機的高級調度，進程調度是處理機的低級調度。7.I/O交通管理程序的主要功能是管理主存、控制器和通道。8. 移臂調度的目標是使磁盤旋轉周數最小。9. 進程是一個獨立的運行單位，也是系統進行資源分配和調度的基本單位。10. 作業的聯機控制方式適用于終端作業。（三）、填空題（9分）1. UNIX操作系統在結構上分為兩個部分：和。2. 把作業裝入存中隨即進行地址變換的方式稱為 ,而在作業執行期間，當訪問到指令或數據時才進行地址變換的方式稱為 。3. 死鎖產生的四個必要條件

51、是：互斥控制、。4. 多道程序設計的引入給存儲管理提出了新的課題,應考慮的三個問題是 、5. 在存儲管理方案中，可用上下限地址寄存器存儲保護的是 。6. 在UNIX文件管理系統中，為了對磁盤空間的空閑塊進行有效的管理，采用的方法 。7. 為了記錄設備的分配情況，操作系統應設置一 和三個控制塊：設備控制塊、o8.I/O 設備處理進程平時處于 狀態，當和出現時被喚醒。（四）綜合題（21分）1什么叫”可再入”程序？它有什么特征？2. 簡述UNIX的進程調度的公式和算法。3. 給出UNDES程的調度狀態,當子進程終止時,處于什么狀態？4. 假設有4個記錄A、B、C D存放在磁盤的某個磁道上,該磁道劃分

52、為4塊,每塊存放一個記 錄,安排如下表所示：塊號1234記錄號ABCD現在要順序處理這些記錄，如果磁盤旋轉速度為 20ms轉一周，處理程序每讀出一個記錄 后花5ms的時間進行處理。試問處理完這4個記錄的總時間是多少 ？為了縮短處理時間應進行 優化分布，試問應如何安排這些記錄 ？并計算處理的總時間。5. 有一個理發師，一把理發椅和n把供等候理發的顧客坐的椅子。如果沒有顧客，則理發師便在理發椅子上睡覺：當一個顧客到來時，必須喚醒理發師，進行理發；如果理發師正在理發時 又有顧客來到，則如果有空椅子可坐，他就坐下來等，如果沒有空椅子，他就離開。為理發師和 顧客各編一段程序描述他們的行為，要求不能帶有競

53、爭條件。電子科技大學2000考研操作系統試題答案（一）單項選擇題（10分）1. B 2.C 3.C 4.A 5.B 6.D 7.B 8.C 9.B 10.D（二）改錯題（對錯誤的命題,請說明原因）（10分）1. 錯,系統的程序道數越多，并不能說明效率就越高。2. 對3. 對4. 錯,虛存大小與地址總線的位數有關。5. 錯，作業之間并發執行。6. 對,但它不管理主存。7. 錯,I/0交通管理程序管理設備、控制器、通道的全部狀態信息等8. 錯,移臂調度以減少移臂時間為目的。9. 對10. 對（三）填空題（9分）1.外殼 核2. 靜態地址再定位動態地址再定位3. 非剝奪控制4. 存儲器分配5. 分區分配6. 成組連接法7. 系統設備表控零散請求虛存管理制器控制塊環路條件存儲保護通道控制塊。8. 睡眠IIO中斷I/O請求（四）綜合題（21分）1.可再入程序是能夠被多個進程共享的程序段，代碼不因程序的執行而改變，又稱為可再入碼。純代碼的主要作用就是可被多個程序共享。其特點如下：(1) 可再入程序必須是純代碼的，在執行中不變化。(2