1、考研操作系统-8 及答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、单项选择题(总题数：10，分数：50.00)1.现代计算机系统一般都采用_，其基本思想是在主存中同时存放多个用户的作业，使之同时处于运行状态而共享系统资源。A多道程序设计技术 B多处理机技术C分布式系统技术 D分时系统技术（分数：5.00）A.B.C.D.2.操作系统是根据_来对并发执行的进程进行控制和管理的。A进程的基本状态 B进程控制块 C多道程序设计 D进程的优先权（分数：5.00）A.B.C.D.3.在虚拟分页存储管理系统中，若进程访问的页面不在主存，且主存中没有可用的空闲块时，系统正确的处理顺序为_。A决定淘
2、汰页页面调出缺页中断页面调入B决定淘汰页页面调入缺页中断页面调出C缺页中断决定淘汰页页面调出页面调入D缺页中断决定淘汰页页面调入页面调出（分数：5.00）A.B.C.D.4.当出现中断事件后，必须把_才能把断点的信息保护起来。A当前 PSW 放到旧 PSWB旧 PSW 放到当前 PSWC新 PSW 放到当前 PSWD所有 PSW 保持不变（分数：5.00）A.B.C.D.5.作业 J1、J2、J3、J4 的提交时间和运行时间如表 6-4 所示。若采用短作业优先调度算法，则作业调度优先次序为 J1J3J4J2，则平均周转时间为_(这里不考虑操作系统的开销)。表 6-4 作业运行时间表作业号 提交
3、时间 运行时间(分钟)J1 6:00 60J2 6:24 30J3 6:48 6J4 7:00 12A45 B58.5 C64.5 D72（分数：5.00）A.B.C.D.6.记录的成组和分解提高了存储介质的利用率和减少启动设备的次数，但_为代价。A以设立主存缓冲区B以操作系统增加成组分解功能C以设立主存缓冲区和操作系统增加成组与分解操作的功能D没有额外系统消耗（分数：5.00）A.B.C.D.7.中央处理器执行用户提出的“请求启动外设”的要求时，会产生一个_。A程序性中断事件 B外部中断事件 C输入/输出中断事件 D自愿性中断事件（分数：5.00）A.B.C.D.8.作业调度选择一个作业装入
4、主存后，该作业能否占用处理机须由_来决定。A设备管理 B作业控制 C驱动调度 D进程调度（分数：5.00）A.B.C.D.9.在间接通信时，用 Send(N，M)原语发送信件，其中 N 表示_。A发送信件的进程名 B接收信件的进程名C信箱名 D信件内容（分数：5.00）A.B.C.D.10.采用按序分配资源的策略可以防止死锁，这是利用了使_条件不成立。A互 k 斥使用资源 B循环等待资源 C不可抢夺资源 D占有并等待资源（分数：5.00）A.B.C.D.二、综合题(总题数：2，分数：50.00)某系统的进程转换图如图 6-1 所示，请说明：（分数：30.00）(1).引起各种状态转换的典型事件
5、有哪些?（分数：10.00）_(2).当观察系统中某些进程时，能够看到某一进程产生的一次状态转换引起另一进程作一次状态转换。在什么情况下，当一个进程发生转换 3 时能立即引起另一个进程发生转化 1?（分数：10.00）_(3).试说明是否会发生下述因果转换：（分数：10.00）_某计算机的 CPU 主频为 500MHz，CPI 为 5(即执行每条指令平均需 5 个时钟周期)。假定某外设的数据传输率为 0.5MB/s，采用中断方式与主机进行数据传送，以 32 位为传输单位，对应的中断服务程序包含 18 条指令，中断服务的其他开销相当于 2 条指令的执行时间。请回答下列问题，要求给出计算过程。（分
6、数：20.00）(1).在中断方式下，CPU 用于该外设 I/O 的时间占整个 CPU 时间的百分比是多少?（分数：10.00）_(2).当该外设的数据传输率达到 5MB/s 时，改用 DMA 方式传送数据。假定每次 DMA 传送大小为 5000B，且DMA 预处理和后处理的总开销为 500 个时钟周期，则 CPU 用于该外设 I/O 的时间占整个 CPU 时间的百分比是多少?(假设 DMA 与 CPU 之间没有访存冲突)。（分数：10.00）_考研操作系统-8 答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、单项选择题(总题数：10，分数：50.00)1.现代计算机系统一般都采用_，
7、其基本思想是在主存中同时存放多个用户的作业，使之同时处于运行状态而共享系统资源。A多道程序设计技术 B多处理机技术C分布式系统技术 D分时系统技术（分数：5.00）A. B.C.D.解析：解析 现代计算机一般都采用多道程序设计技术。其基本思想是在主存中同时存放多个用户的作业，使之同时处于运行状态，而共享系统资源。之所以采用多道程序设计技术，是由于中断和通道技术的出现，CPU 可以把直接控制输入/输出的工作转给通道。CPU 要把工作转交给通道的最根本的原因是 CPU 同常用的输入/输出设备之间的速度差距太大。如一台每分钟打印 1200 行的行式打印机打印一行要 50ms，而百万次的计算机在此期间
8、大致可执行数万条指令。如果由 CPU 直接控制打印机，那么在打印一行字符期间，CPU 就不能进行其他工作，耽误数万条指令的执行。所以将直接控制输入/输出的工作转交给速度较慢的通道去做。为使 CPU 在等待一个作业的数据传输过程中能运行其他作业，在主存中同时存放多道作业，当一个在 CPU上运行的作业要求传输数据时，CPU 就转去执行其他作业的程序。2.操作系统是根据_来对并发执行的进程进行控制和管理的。A进程的基本状态 B进程控制块 C多道程序设计 D进程的优先权（分数：5.00）A.B. C.D.解析：解析 进程控制块是进程实体的一部分，是操作系统中最重要的记录型数据结构。PCB 中记录了操作
9、系统所需要的用于描述进程情况及控制进程运行所需要的全部信息。进程控制块的作用，是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序(含数据)，成为一个能独立运行的基本单位，一个能与其他进程并发执行的进程。或者说，操作系统是根据 PCB 来对并发执行的进程进行控制和管理的。例如，当 Os 要调度某进程执行时，要从该进程的 PCB 中，查出其现行状态及优先级；在调度到某进程后，要根据其 PCB 中所保存的处理机状态信息，去设置该进程恢复运行的现场，并根据其 PCB 中的程序和数据的内存地址，找到其程序的数据；进程在执行过程中，当需要和与之合作之进程实现同步、通信或访问文件时，也都需要访问 PCB；当进程因某
10、种原因而暂停执行时，又须将其断点的处理机环境保存在 PCB 中。可见，在进程的整个生命期中，系统总是通过其 PCB 对进程进行控制的，即系统是根据进程的 PCB 而不是任何别的什么感知到该进程存在的，所以说，PCB 是进程存在的唯一标志。当系统创建一个新进程时，就为它建立一个 PCB；进程结束时又回收其 PCB，进程于是也随之消亡。PCB可以被操作系统中的多个模块读取或修改，如调度程序、资源分配程序、中断处理程序及监督和分析程序读取或修改。因为 PCB 经常被系统访问，尤其是被运行频率很高的进程调度及分派程序访问，故 PCB 应常驻内存。系统将所有的 PCB 组织成若干个链表(或队列)，存放在
11、操作系统中专门开辟的 PCB 区内。3.在虚拟分页存储管理系统中，若进程访问的页面不在主存，且主存中没有可用的空闲块时，系统正确的处理顺序为_。A决定淘汰页页面调出缺页中断页面调入B决定淘汰页页面调入缺页中断页面调出C缺页中断决定淘汰页页面调出页面调入D缺页中断决定淘汰页页面调入页面调出（分数：5.00）A.B.C. D.解析：解析 在虚拟分页存储管理系统中，若内存已满，无法装入新的页面时，发生缺页中断，系统根据页面置换算法，确定被淘汰页，将其调回外存，再将要访问的页面从外存调入刚刚腾出来的内存位置，完成缺页中断的处理。4.当出现中断事件后，必须把_才能把断点的信息保护起来。A当前 PSW 放
12、到旧 PSWB旧 PSW 放到当前 PSWC新 PSW 放到当前 PSWD所有 PSW 保持不变（分数：5.00）A. B.C.D.解析：解析 中断响应：处理器每执行一条指令后，硬件的中断位置立即检查有无中断事件发生，若有中断事件发生，则暂停现行进程的执行，而让操作系统的中断处理程序占用处理器，这一过程称为“中断响应”。中断响应过程中，中断装置要做以下三项工作。是否有中断事件发生判别自愿性中断，只要检查操作码是否为访管指令。判别强迫性中断，则要检查中断寄存器内容。若为 0，则无中断；若非 0，则表示有中断事件发生。若有中断发生，保护断点信息每个程序都有一个程序状态字(PSW)来反映本状态的执行
13、状态，如基本状态、中断码和中断屏蔽位等内容。处理器设有一个“程序状态字寄存器”用来存放当前运行程序的 PSW。程序状态字可分为当前 PSW、旧PSW 和新。PSW 三种。当出现中断事件后，把被中断进程的 PSW 保存为旧 PSW，即完成断点信息保护。启动操作系统的中断处理程序工作中断装置通过“交换 PSW”过程完成此项任务，即把出现的中断事件存放到当前 PSW 中断码位置，然后把该当前 PSw 保存为旧 PSW，再把操作系统中断处理程序的新 PSW 送到程序状态字寄存器中，成为当前的PSW。5.作业 J1、J2、J3、J4 的提交时间和运行时间如表 6-4 所示。若采用短作业优先调度算法，则作
14、业调度优先次序为 J1J3J4J2，则平均周转时间为_(这里不考虑操作系统的开销)。表 6-4 作业运行时间表作业号 提交时间 运行时间(分钟)J1 6:00 60J2 6:24 30J3 6:48 6J4 7:00 12A45 B58.5 C64.5 D72（分数：5.00）A. B.C.D.解析：解析 因为在作业 J1 提交时，其他作业还未提交，因此 J1 最先执行。在 J1 的执行过程中，其他作业相继提交，作业运行时间 J3J4J2。题目中采用短作业优先调度算法，所以在 J1 执行完后，按作业运行时间的长短来依次调度 J3、J4、J2。可见，作业调度的优先次序为 J1J3J4J2。作业
15、J1、J3、J4、J2 完成的时间分别为 7:00、7:06、7:18、7:48，一个作业的周转时间为作业完成时间减去作业提交时间，可以计算，作业 J1 的周转时间为 60 分钟，J3 的周转时间为(7:06-6:48)=18 分钟，J4 的周转时间为(7:18-7:00)=18 分钟，J2 的周转时间为(7:48-6:24)=84 分钟，则平均周转时间为(60+18+18+84)/4=45(分钟)。6.记录的成组和分解提高了存储介质的利用率和减少启动设备的次数，但_为代价。A以设立主存缓冲区B以操作系统增加成组分解功能C以设立主存缓冲区和操作系统增加成组与分解操作的功能D没有额外系统消耗（分
16、数：5.00）A.B.C. D.解析：解析 记录的成组：把若干个逻辑记录合成一组存入一块的工作称为“记录的成组”，每块中逻辑记录的个数称为“块因子”。利用主存缓冲区可以把多个逻辑记录一次性保存到磁盘块上。也就是说，当记录要求存盘时，先存入主存缓冲区，缓冲区的大小等于最大逻辑长度乘以成组的块因子，就是块的大小。记录的分解：是记录成组的一个逆过程，先从磁盘中找到记录所在的块，并将本块读入主存缓冲区，再从缓冲区取出所需要的记录送到用户工作区。如果用户所需的记录已经在缓冲区中，则不需要启动外设读块信息，这也可以提高系统工作效率。记录的成组与分解的优点是提高存储器空间的利用率，减少启动外设的次数，提高系
17、统的工作效率；缺点是以设立主存缓冲区和操作系统增加成组与分解操作的功能为代价。7.中央处理器执行用户提出的“请求启动外设”的要求时，会产生一个_。A程序性中断事件 B外部中断事件 C输入/输出中断事件 D自愿性中断事件（分数：5.00）A.B.C.D. 解析：解析 中断是指一个进程占有处理器运行时，由于自身或者外界的原因(出现了事件)使运行被打断，让操作系统处理所出现的事件，到适当的时候再让被打断的进程继续运行，这个过程称为“中断”。中断事件大致可分两大类：强迫性中断事件和自愿性中断事件。前者包括硬件故障中断、程序性中断、外部中断和输入/输出中断等；后者是由使用访管指令请求系统服务而引起的。处
18、理器执行指令时，根据操作码是否是访管指令，来确定是否有自愿性中断事件发生。若有，则通知中断装置；对于强迫性中断，中断装置只要检查中断寄存器的内容，若非“0”，表示有中断事件发生。中央处理器执行用户提出的“请求启动外设”的要求属于由使用访管指令请求系统服务而引起的，所以会产生一个自愿性中断事件。8.作业调度选择一个作业装入主存后，该作业能否占用处理机须由_来决定。A设备管理 B作业控制 C驱动调度 D进程调度（分数：5.00）A.B.C.D. 解析：解析 作业调度，就是按某种算法从处于后备状态的作业选择一个作业装入主存开始执行，完成这种功能的程序称为作业调度程序。作业调度程序的功能：(1) 记录
19、进入系统的各个作业情况；(2) 从后备作业中挑选一个作业执行；(3) 为被选中的作业做好执行前的准备工作；(4) 在作业执行结束或执行过程中由某种原因需要撤离时，作业调度程序还要完成作业的善后处理工作。实际上，作业调度是进程调度一种形式，进程调度可以分为 3 个级别：高级、中级和低级调度，作业从提交开始直到完成，往往要经历下述三级调度：高级调度：又称为作业调度，它决定把后备作业调入内存运行；中级调度：又称为在虚拟存储器中引入，在内、外存对换区进行进程对换。低级调度：又称为进程调度，它决定把就绪队列的某进程获得 CPU；因此，作业能否占用处理机必须由进程调度来决定。9.在间接通信时，用 Send
20、(N，M)原语发送信件，其中 N 表示_。A发送信件的进程名 B接收信件的进程名C信箱名 D信件内容（分数：5.00）A.B.C. D.解析：解析 进程间的通信总共有四种方式：(1) 信号量通信机制，通过发送一个信号来通知进程某个事件发生；(2) 共享文件通信机制，就是管道通信；(3) 消息传递机制分为直接通信(进程直接传递信息，通过消息缓冲区)和间接通信(信箱)；(4) 共享存储区通信机制，在内存中申请一个共享存储区，各个进程通过共享存储区实现通信，这是进程通信中最快捷的方法。间接通信方式(信箱)提供了以下相关原语。信箱的创建和撤销原语进程可利用信箱创建原语来建立一个新的信箱。创建者进程应给
21、出信箱名字、信箱属性(公用、私用或共享)；对于共享信箱，还应给出共享者的名字。当进程不再需要该信箱时，可用信箱撤销原语来撤销它。消息的发送和接收原语当进程之间要利用信箱进行通信时，必须有共享信箱，并利用系统提供的通信原语来实现。Send(mailbox，message)：将一个消息发送到指定信箱，其中 message 是指消息，mailbox 是指信箱。Receive(mailbox，message)：从指定信箱中接收一个消息，其中 mailbox 是指定的信箱，message 是接收消息的区域。所以在用 Send(N，M)原语发送信件，其中 N 表示信箱名。10.采用按序分配资源的策略可以防
22、止死锁，这是利用了使_条件不成立。A互 k 斥使用资源 B循环等待资源 C不可抢夺资源 D占有并等待资源（分数：5.00）A.B. C.D.解析：解析 在系统设计时确定资源分配算法，保证不发生死锁。具体的做法是破坏产生死锁的四个必要条件之一。死锁产生的四个必要条件是：(1) 互斥条件：每一资源或者被分配给一个进程，或者空闲；(2) 占有并请求条件：己分配到了一些资源的进程可以申请新的资源；(3) 不可剥夺条件：已分配给某些进程的资源不可被剥夺，只能有占有它的进程使用完后主动释放；(4) 循环等待条件：系统必然存在一条有两个或两个以上的进程组成的循环，循环中的每一个进程都在等待相邻进程所占用的资
23、源。因此，死锁预防主要有以下几种方法。(1) 破坏“互斥”条件破坏“互斥”条件，就是在系统里取消互斥。若资源不被一个进程独占使用，那么死锁是肯定不会发生的。但一般来说在所列的四个条件中，“互斥”条件是无法破坏的。因此，在死锁预防里主要是破坏其他几个必要条件，而不去涉及破坏“互斥”条件。(2) 破坏“占有并等待”条件破坏“占有并等待”条件，就是在系统中不允许进程在已获得某种资源的情况下，申请其他资源。即要想出一个办法，阻止进程在持有资源的同时申请其他资源。方法一：创建进程时，要求它申请所需的全部资源，系统或满足其所有要求，或么什么也不给它。这是所谓的“一次性分配”方案。方法二：要求每个进程提出新
24、的资源申请前，释放它所占有的资源。这样，一个进程在需要资源 s 时，须先把它先前占有的资源 R 释放掉，然后才能提出对 S 的申请，即使它可能很快又要用到资源 R。(3) 破坏“不可抢占”条件破坏“不可抢占”条件，就是允许对资源实行抢夺。(4) 破坏“循环等待”条件破坏“循环等待”条件的一种方法，是将系统中的所有资源统一编号，进程可在任何时刻提出资源申请，但所有申请必须按照资源的编号顺序(升序)提出。这样做就能保证系统不出现死锁。因此，采用按序分配资源的策略是利用了使破坏“循环等待”条件。二、综合题(总题数：2，分数：50.00)某系统的进程转换图如图 6-1 所示，请说明：（分数：30.00
25、）(1).引起各种状态转换的典型事件有哪些?（分数：10.00）_正确答案：(在本题所给的进程状态转换图中，存在四种状态转换。当进程调度程序从就绪队列中选取一个进程投入运行时引起转换 1；正在执行的进程因时间片用完而被暂停执行就会引起转换 2；正在执行的进程因等待事件尚未发生而无法执行(如进程请求完成 I/O)则会引起转化 3；当进程等待的事件发生时(如 I/O 完成)则会引起转换 4。)解析：(2).当观察系统中某些进程时，能够看到某一进程产生的一次状态转换引起另一进程作一次状态转换。在什么情况下，当一个进程发生转换 3 时能立即引起另一个进程发生转化 1?（分数：10.00）_正确答案：(
26、如果就绪队列非空，则一个进程的转换 3 会立即引起另一个进程的转换 1。这是因为一个进程发生转换 3 意味着正在执行的进程由执行状态变为阻塞状态，这时处理机空闲，进程调度程序必然会从就绪队列中选取一个进程并将它投入运行，因此只要就绪队列非空，一个进程的转换 3 能立即引起另一个进程的转换 1。)解析：(3).试说明是否会发生下述因果转换：（分数：10.00）_正确答案：(因果转换是指有两个转换，一个转换的发生会引起另一个转换的发生，前一个转换称为因，后一个转换称为果，这两个转换称为因果转换。当然这种因果关系并不是什么时候都能发生的，而是在一定条件下才会发生的。21：当某进程发生转换 2 时，就
27、必然会引起另一个进程的转换 1。因为当发生转换 2 时，正在执行的进程从执行状态变为就绪状态，进出调度程序必然会从就绪队列中选取一个进程投入运行，即发生转换 1。32：某个进程的转换 3 决不可能引起另一进程发生转换 2。这是因为当前执行进程从执行状态变为阻塞状态，不可能又从执行状态变为就绪状态。41：当处理机空闲且就绪队列为空时，某一进程的转换 4 就会引起该进程的转换 1。因为此时处理机空闲，一旦某个进程发生转换 4，就意味着有一个进程从阻塞状态变为就绪状态，因而调度程序就会将就绪队列中的此进程投入运行。)解析：某计算机的 CPU 主频为 500MHz，CPI 为 5(即执行每条指令平均需
28、 5 个时钟周期)。假定某外设的数据传输率为 0.5MB/s，采用中断方式与主机进行数据传送，以 32 位为传输单位，对应的中断服务程序包含 18 条指令，中断服务的其他开销相当于 2 条指令的执行时间。请回答下列问题，要求给出计算过程。（分数：20.00）(1).在中断方式下，CPU 用于该外设 I/O 的时间占整个 CPU 时间的百分比是多少?（分数：10.00）_正确答案：(在中断方式下，每 32 位(4B)被中断一次，故每秒中断为：0.5M，B/4B=0.510 6/4=12.5104次因为中断服务程序包含 18 条指令，一辛断服务的其他开销相当于 2 条指令的执行时间，且执行每条指令
29、平均需 5 个时钟周期，所以，1 秒之内用于中断的时钟周期数为：(18+2)512.5104=12.5106因为计算机的 CPU 主频为 500MHz，故 CPU 用于中断的时间占整个 CPU 时间的百分比是：(12.5106)/(500106)100%=2.5%)解析：(2).当该外设的数据传输率达到 5MB/s 时，改用 DMA 方式传送数据。假定每次 DMA 传送大小为 5000B，且DMA 预处理和后处理的总开销为 500 个时钟周期，则 CPU 用于该外设 I/O 的时间占整个 CPU 时间的百分比是多少?(假设 DMA 与 CPU 之间没有访存冲突)。（分数：10.00）_正确答案：(在 DMA 方式下，每秒进行 DMA 操作为：5MB/5000B=5106/5000=1103次因为 DMA 预处理和后处理的总开销为 500 个时钟周期，所以 1 秒之内用于 DMA 操作的时钟周期数为：5001103=5105故 DMA 方式下，占整个 CPU 时间的百分比是：(5105)/(500106)100%=0.1%)解析：
