《计算机操作系统》考研考研真题库与复习笔记Word下载.docx

《计算机操作系统》考研考研真题库与复习笔记Word下载.docx

《《计算机操作系统》考研考研真题库与复习笔记Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《计算机操作系统》考研考研真题库与复习笔记Word下载.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

【答案】D查看答案

【解析】绝大多数操作系统为改善磁盘访问时间，以簇为单位进行空间分配。

簇的大小为1KB，即为1024B，文件大小为2016B，所以系统分配给该文件的磁盘空间大小为1024×

2＝2048B。

34下列有关基于时间片的进程调度的叙述中，错误的是（　　）。

A．时间片越短，进程切换的次数越多，系统开销也越大

B．当前进程的时间片用完后，该进程状态由执行态变为阻塞态

C．时钟中断发生后，系统会修改当前进程在时间片内的剩余时间

D．影响时间片大小的主要因素包括响应时间、系统开销和进程数量等

【解析】B项，当前进程的时间片用完后，它的状态由执行态变为就绪态，因此B项错误；

A项，进程切换带来系统开销，切换次数越多，开销越大；

C项，操作系统通过时钟中断确定时间间隔，实现时间的延时和任务的超时；

D项，现代操作系统通常根据响应时间、系统开销、进程数量、进程运行时间、进程切换开销等等因素确定时间片大小，保证性能最优。

35与单道程序系统相比，多道程序系统的优点是（　　）。

Ⅰ．CPU利用率高

Ⅱ．系统开销小

Ⅲ．系统吞吐量大

Ⅳ．I/O设备利用率高

A．仅Ⅰ、Ⅲ

B．仅Ⅰ、Ⅳ

C．仅Ⅱ、Ⅲ

D．仅Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ

【解析】多道程序系统通过组织作业（编码或数据）使CPU总有一个作业可执行，从而提高了CPU的利用率、系统吞吐量和I/O设备利用率，但是系统需要组织作业和切换作业，增加系统开销。

36下列关系中，磁盘逻辑格式化程序所做的工作是（　　）。

Ⅰ．对磁盘进行分区

Ⅱ．建立文件系统的根目录

Ⅲ．确定磁盘扇区校验码所占位数

Ⅳ．对保存空闲磁盘块信息的数据结构进行初始化

A．仅Ⅱ

B．仅Ⅱ、Ⅳ

C．仅Ⅲ、Ⅳ

D．仅Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ

【解析】一个新的磁盘是一个空白版，必须分成扇区以便磁盘控制器能读和写，这个过程称为低级格式化或物理格式化。

低级格式化为磁盘的每个扇区采用特别的数据结构，包括校验码，Ⅲ错误。

使用磁盘存储文件步骤有：

（1）将磁盘分为由一个或多个柱面组成的分区，每个分区可以作为一个独立的磁盘，Ⅰ错误。

（2）逻辑格式化（创建文件系统），操作系统将初始的文件系统数据结构（包括空闲和已分配的空间和一个初始为空的目录）存储道磁盘上。

37某文件系统中，针对每个文件，用户类别分为4类：

安全管理员、文件主、文件主的伙伴、其他用户；

访问权限分为5种：

完全控制、执行、修改、读取、写入。

若文件控制块中用二进制位串表示文件权限，为表示不同类别用户对一个文件的访问权限，则描述文件权限的位数至少应为（　　）。

A．5

B．9

C．12

D．20

【解析】把用户访问权限抽象为一个矩阵，行代表用户，列代表访问权限，矩阵包括4行5列，1代表true，0代表false，所以至少需要20位。

38若文件f1的硬链接为f2，两个进程分别打开f1和f2，获得对应的文件描述符为fd1和fd2，则下列叙述中，正确的是（　　）。

Ⅰ．f1和f2的读写指针位置保持相同

Ⅱ．f1和f2共享同一个内存索引结点

Ⅲ．fd1和fd2分别指向各自的用户打开文件表中的一项

A．仅Ⅲ

B．仅Ⅱ、Ⅲ

C．仅Ⅰ、Ⅱ

D．仅Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ

【解析】硬链接指通过索引结点进行连接。

一个文件在物理存储器上有一个索引结点号。

存在多个文件名指向同一个索引结点。

两个进程各自维护自己的文件描述符。

39系统将数据从磁盘读到内存的过程包括以下操作：

①DMA控制器发出中断请求

②初始化DMA控制器并启动磁盘

③从磁盘传输一块数据到内存缓冲区

④执行“DMA结束”中断服务程序

A．③→①→②→④

B．②→③→①→④

C．②→①→③→④

D．①→②→④→③

【解析】系统将数据从磁盘读到内存的过程：

在开始DMA传输时，主机向内存写入DMA命令块，向DMA控制器写入该命令块的地址，启动I/O设备；

CPU继续其他工作，DMA控制器则继续下去直接操作内存总线，将地址放到总线上开始传输；

完成整个传输，DMA控制器中断CPU。

40异常是指令执行过程中在处理器内部发生的特殊事件，中断是来自处理器外部的请求事件。

下列关于中断或异常情况的叙述中，错误的是（　　）。

[2016年408统考]

A．“访存时缺页”属于中断

B．“整数除以0”属于异常

C．“DMA传送结束”属于中断

D．“存储保护错”属于异常

【答案】A查看答案

【解析】访存时缺页是故障，不是中断。

某些页面没有被访问过、内容被置换出或者没有某些页面，当对页面进行访问时，会发生缺页故障，操作系统可能会进行置换页和分配内存操作，不会发出中断请求。

41下列关于批处理系统的叙述中，正确的是（　　）。

Ⅰ．批处理系统允许多个用户与计算机直接交互

Ⅱ．批处理系统分为单道批处理系统和多道批处理系统

Ⅲ．中断技术使得多道批处理系统的I/O设备可与CPU并行工作

A．仅Ⅱ、Ⅲ

B．仅Ⅱ

D．仅Ⅰ、Ⅲ

【解析】批处理是用户将一批作业提交给操作系统后就不再干预，由操作系统控制自动运行，不具有交互性。

分时操作系统允许多个用户与计算机直接交互。

42某单CPU系统中有输入和输出设备各1台，现有3个并发执行的作业，每个作业的输入、计算和输出时间均分别为2ms、3ms和4ms，且都按输入、计算和输出的顺序执行，则执行完3个作业需要的时间最少是（　　）。

A．15ms

B．17ms

C．22ms

D．27ms

【解析】执行3个作业可如图1-1所示。

图1-1　并行作业图

由此可知执行完3个作业需要的时间最少是2＋3＋4＋4＋4＝17ms。

43系统中有3个不同的临界资源R1、R2和R3，被4个进程P1、P2、P3及P4共享。

各进程对资源的需求为：

P1申请R1和R2，P2申请R2和R3，P3申请R1和R3，P4申请R2。

若系统出现死锁，则处于死锁状态的进程数至少是（　　）。

A．1

B．2

C．3

D．4

【解析】由题意可得，资源分配图如图1-2所示。

图1-2　资源分配图

P1、P2、P3三个进程的资源申请具有对称性，R1、R2、R3三个资源的出现死锁分配方案有：

（1）P1、P2、P3中每一个进程分配相应的一个资源，处于死锁状态的进程数为4；

（2）P1、P2、P3中只有两个进程分配到资源，R2资源分配给P4，处于死锁状态的进程数为3。

44某系统采用改进型CLOCK置换算法，页表项中字段A为访问位，M为修改位。

A＝0表示页最近没有被访问，A＝1表示页最近被访问过。

M＝0表示页没有被修改过，M＝1表示页被修改过。

按（A，M）所有可能的取值，将页分为四类：

（0，0）、（1，0）、（0，1）和（1，1），则该算法淘汰页的次序为（　　）。

A．（0，0），（0，1），（1，0），（1，1）

B．（0，0），（1，0），（0，1），（1，1）

C．（0，0），（0，1），（1，1），（1，0）

D．（0，0），（1，1），（0，1），（1，0）

【解析】使用改进型CLOCK置换算法淘汰页面时，其原理是：

（1）首先扫描访问位为0，修改位为0的页；

（2）若

（1）中没有找到，则重新扫描，查找访问位为0，修改位为1的页，此过程中将被跳过页的访问位设为0；

（3）若

（2）依旧没找到，则开始重复

（1）开始查找、若没有则继续

（2）查找。

因此该算法首先置换（0，0）、（0，1），若都没找到，此时（1，0）、（1，1）被更改为（0，0）、（0，1）进行查找，所以最后该算法淘汰页的次序为（0，0），（0，1），（1，0），（1，1）。

45使用TSL（TestandSetLock）指令实现进程互斥的伪代码如下所示。

do{ 

… 

whlie（TSL（&

lock））;

critical;

section;

lock=FALSE;

…}while（TRUE）;

下列与该实现机制相关的叙述中，正确的是（　　）。

A．退出临界区的进程负责唤醒阻塞态进程

B．等待进入临界区的进程不会主动放弃CPU

C．上述伪代码满足“让权等待”的同步准则

D．while（TSL（&

lock））语句应在关中断状态下执行

【解析】A项，TSL指令作用的进程都是短进程，不会出现阻塞情况，退出临界区的进程不需要负责唤醒阻塞态进程；

C项，TSL指令作用的进程属于忙则等待的类型，运行的进程等待资源时，进入临界区的进程并不会主动放弃CPU。

让权等待是指当进程不能进入临界区时，应立即释放CPU，与忙则等待相反；

D项，在中断处理中，TSL是多处理器下的进程并发问题，采用PSW关中断/开中断方式是单处理器下的进程并发问题，两者不是混用的，即while（TSL（&

lock））语句不需要在关中断状态下执行。

46某进程的段表内容如表1-6所示。

表1-6

当访问段号为2、段内地址为400的逻辑地址时，进行地址转换的结果是（　　）。

A．段缺失异常

B．得到内存地址4400

C．越权异常

D．越界异常

【解析】段号为2时，段长为300，小于段内地址为400，所以发生越界异常。

47

75用户程序发出磁盘I/O请求后，系统的处理流程是：

用户程序→系统调用处理程序→设备驱动程序→中断处理程序。

其中，计算数据所在磁盘的柱面号、磁头号、扇区号的程序是（　　）。

[2013年408统考]

A．用户程序

B．系统调用处理程序

C．设备驱动程序

D．中断处理程序

【解析】计算磁盘号、磁头号和扇区号的工作是由设备驱动程序完成的，所以答案选C。

76若某文件系统索引结点（iNode）中有直接地址项和间接地址项，则下列选项中，与单个文件长度无关的因素是（　　）。

A．索引结点的总数

B．间接地址索引的级数

C．地址项的个数

D．文件块大小

【解析】根据文件长度与索引结构的关系可知，只有选项A是与单个文件长度无关的。

77设系统缓冲区和用户工作区均采用单缓冲，从外设读入1个数据块到系统缓冲区的时间为100，从系统缓冲区读入1个数据块到用户工作区的时间为5，对用户工作区中的1个数据块行分析的时间为90（如图1-5所示）。

进程从外设读入并分析2个数据块的最短时间是（　　）。

图1-5

A．200

B．295

C．300

D．390

【解析】数据块1从外设到用户工作区的总时间为105，在这段时间中数据块2没有进行操作。

在数据块1进行分析处理时，数据块2从外设到用户工作区的总时间为105，这段时间是并行的。

再加上数据块2进行处理的时间90，总共是300，故答案为C。

78下列选项中，会导致用户进程从用户态切换到内核态的操作是（　　）。

Ⅰ．整数除以零

Ⅱ．sin（）函数调用

Ⅲ．read系统调用

A．仅Ⅰ、Ⅱ

B．仅Ⅰ、Ⅲ

D．Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ

【解析】对于Ⅰ，系统发生异常，需要进入内核态由操作系统进行处理，而read系统调用函数也是在内核态执行，sin（）就是普通的用户函数，在用户态执行，不会切换到内核，故答案为B。

79计算机开后，操作系统最终被加载到（　　）。

A．BIOS

B．ROM

C．EPROM

D．RAM

【解析】系统开机后，操作系统的程序会被自动加载到内存中的系统区，这段区城是RAM，故答案选D。

80若用户进程访问内存时产生缺页，则下列选项中，操作系统可能执行的是（　　）。

Ⅰ．处理越界错

Ⅱ．置换页

Ⅲ．分配内存

C．仅Ⅰ、Ⅲ

【解析】用户进程访问内存时缺页会发生缺页中断。

发生缺页中断，系统会执行的操作可能是置换页面或分配内存。

系统内没有越界的错误，不会进行越界出错处理。

8

1.1　复习笔记

一、操作系统的目标和作用

1操作系统的目标

（1）方便性。

（2）有效性。

（3）可扩充性。

（4）开放性。

2操作系统的作用

（1）OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口。

（2）OS作为计算机系统资源的管理者。

（3）OS实现了对计算机资源的抽象。

二、操作系统的发展过程

1未配置操作系统的计算机系统

（1）人工操作方式。

（2）脱机输入/输出方式。

2单道批处理系统

3多道批处理系统

多道批处理系统特征：

多道、宏观上并行、微观上串行。

4分时系统

分时系统的特征：

多路性、独立性、及时性、交互性。

5实时系统

（1）实时系统的类型

①工业（武器）控制系统，如火炮的自动控制系统、飞机的自动驾驶系统，以及导弹的制导系统等。

②信息查询系统，如飞机或火车的订票系统等。

③多媒体系统。

④嵌入式系统。

（2）实时系统最主要的特征便是及时性与可靠性。

6微机操作系统的发展

微机操作系统按运行方式分为以下几类：

（1）单用户单任务操作系统。

（2）单用户多任务操作系统。

（3）多用户多任务操作系统。

三、操作系统的基本特性

1并发（Concurrence）

区分并行与并发

（1）并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生；

（2）并发性是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。

2共享（Sharing）

目前实现资源共享的主要方式有以下两种：

（1）互斥共享方式。

（2）同时访问方式。

3虚拟（Virtual）

4异步（Asynchronism）

并发和共享是多用户（多任务）OS的两个最基本的特征。

四、操作系统的主要功能

1处理机管理功能

对处理机的管理可归结为对进程的管理。

处理机管理的主要功能有：

（1）进程控制。

（2）进程同步。

（3）进程通信。

（4）调度。

2存储器管理功能

（1）内存分配。

（2）内存保护。

（3）地址映射。

（4）内存扩充。

3设备管理功能

（1）缓冲管理。

（2）设备分配。

（3）设备处理。

4文件管理功能

（1）文件存储空间的管理。

（2）目录管理。

（3）文件的读/写管理和保护。

5操作系统与用户之间的接口

（1）用户接口

用户接口进一步分为联机用户接口、脱机用户接口和图形用户接口三种。

（2）程序接口

程序接口是由一组系统调用组成的，每一个系统调用都是一个能完成特定功能的子程序。

6系统调用

（1）系统调用又被称为广义指令。

（2）系统调用的相关处理都是在核心态下进行。

（3）系统调用按功能分类为：

设备管理、文件管理、进程控制、进程通信、内存管理。

五、操作系统的运行环境

1内核态与用户态

（1）操作系统的内核是计算机上配置的底层软件，是操作系统最基本、最核心的部分。

（2）操作系统内核的核心功能包括时钟管理，中断处理，原语，进程管理，存储器管理，设备管理。

（3）用户态也叫做目态，核心态也叫做管态。

2操作系统的指令分为特权指令和非特权指令。

（1）特权指令是只能由操作系统才能执行的指令，如I/O指令、内存清零指令，只能在核心态下执行。

（2）非特权指令是用户可以去执行的指令，在用户态下执行。

3中断与异常

（1）中断分为内中断和外中断。

其中，内中断信号的来源是CPU内部，与当前执行指令的有关；

外中断信号的来源是CPU外部，与当前执行指令的无关。

（2）内中断也称为异常或者陷入（trap）。

（3）外中断就是狭义上的中断。

（4）中断可以使CPU从用户态切换为核心态。

六、微内核OS结构

（1）基本概念

微内核并非是一个完整的OS，而只是将操作系统中最基本的部分放入微内核，微内核通常包含以下几部分：

①与硬件处理紧密相关的部分；

②一些较基本的功能；

③客户和服务器之间的通信。

（2）微内核的基本功能

①进程（线程）管理。

②低级存储器管理。

③中断和陷入处理。

（3）微内核操作系统的优点

①提高了系统的可扩展性。

②增强了系统的可靠性。

③可移植性强。

④提供了对分布式系统的支持。

⑤融入了面向对象技术。

（4）微内核操作系统存在的问题

微内核OS存在着潜在的缺点。

其中最主要的是，较之早期OS，微内核OS的运行效率有所降低。