操作系统典型题目讲解.docx
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操作系统典型题目讲解.docx
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操作系统典型题目讲解
操作系统典型题目讲解
09年考研操作系统试题
21.假设某计算机的存储系统由Cache和主存组成,某程序执行过程中访存1000次,其中访问Cache缺失(未命中)50次,则Cache的命中率是(D)A.5%B.9.5%C.50%D.95%
22.下列选项中,能引起外部中断的事件是(A)
A.键盘输入B.除数为0C.浮点运算下溢D.访存缺页23.单处理机系统中,可并行的是D
I进程与进程II处理机与设备III处理机与通道IV设备与设备A.I、II和IIIB.I、II和IVC.I、III和IVD.II、III和IV24.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DA.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
25.某计算机系统中有8台打印机,有K个进程竞争使用,每个进程最多需要3台打印机。
该系统可能会发生死锁的K的最小值是CA.2B.3C.4D.5
26.分区分配内存管理方式的主要保护措施是A
A.界地址保护B.程序代码保护C.数据保护D.栈保护
27.一个分段存储管理系统中,地址长度为32位,其中段号占8位,则最大段长是CA.2的8次方字节B.2的16次方字节C.2的24次方字节D.2的32次方字节28.下列文件物理结构中,适合随机访问且易于文件扩展的是BA.连续结构B.索引结构
C.链式结构且磁盘块定长D.链式结构且磁盘块变长
29.假设磁头当前位于第105道,正在向磁道序号增加的方向移动。
现有一个磁道访问请求序列为35,45,12,68,110,180,170,195,采用SCAN调度(电梯调度)算法得到的磁道访问序列是A
A.110,170,180,195,68,45,35,12B.110,68,45,35,12,170,180,195C.110,170,180,195,12,35,45,68D.12,35,45,68,110,170,180,195
30.文件系统中,文件访问控制信息存储的合理位置是A
A.文件控制块B.文件分配表C.用户口令表D.系统注册表
31.设文件F1的当前引用计数值为1,先建立F1的符号链接(软链接)文件F2,再建立F1的硬链接文件F3,然后删除F1。
此时,F2和F3的引用计数值分别是BA.0、1B.1、1C.1、2D.2、1
32.程序员利用系统调用打开I/O设备时,通常使用的设备标识是AA.逻辑设备名B.物理设备名C.主设备号D.从设备号
45.(7分)三个进程P1、P2、P3互斥使用一个包含N(N0)个单元的缓冲区。
P1每次用produce()生成一个正整数并用put()送入缓冲区某一空单元中;P2每次用getodd()从该缓冲区中取出一个奇数并用countodd()统计奇数个数;P3每次用geteven()从该缓冲区中取出一个偶数并用counteven()统计偶数个数。
请用信号量机制实现这三个进程的同步与互斥活动,并说明所定义的信号量的含义。
要求用伪代码描述。
1
信号量empty表示缓冲区中空闲单元,其初值应设置为N;oddfull表示缓冲区中装有奇数的单元,其初值应设置为0;evenfull表示缓冲区中装有偶数的单元,其初值也应设置为0。
另外还需设置一个互斥信号量mutex以防止三个进程同时对缓冲区进行操作,其初值应设置为1。
P1进程可描述为:
P1(){intnumber;While
(1){
Number=produce();Wait(empty);Wait(mutex);Put();
If(number%2==0)signal(evenfull);elsesignal(oddfull);signal(mutex);}}
P2(){
While
(1){
Wait(oddfull);Wait(mutex);getodd();
signal(empty);signal(mutex);countodd();}}
P3(){
While
(1){
Wait(evenfull);Wait(mutex);geteven();signal(empty);signal(mutex);counteven();}}
46.(8分)请求分页管理系统中,假设某进程的页表内容如下表所示。
页表内容页号页框(PageFrame)号有效位(存在位)012101H―254H101页面大小为4KB,一次内存的访问时间是100ns,一次快表(TLB)的访问时间是10ns,处理一次缺页的平均时间为108ns(已含更新TLB和页表的时间),进程的驻留集大小固定为
2
2,采用最近最少使用置换算法(LRU)和局部淘汰策略。
假设①TLB初始为空;②地址转换时先访问TLB,若TLB未命中,再访问页表(忽略访问页表之后的TLB更新时间);③有效位为0表示页面不在内存,产生缺页中断,缺页中断处理后,返回到产生缺页中断的指令处重新执行。
设有虚地址访问序列2362H、1565H、25A5H,请问:
(1)依次访问上述三个虚地址,各需多少时间?
给出计算过程。
(2)基于上述访问序列,虚地址1565H的物理地址是多少?
请说明理由。
(1)
①:
逻辑地址2362H――页号为2,页内地址为362H。
先访问TLB,时间为10ns,未命中;再去访问页表,时间为100ns,获得对应页在内存,其对应的物理块号254H,从而拼接成物理地址*****H,同时将第2页的信息装入TLB中;最后根据这个物理地址访问内存,时间为100ns。
故,访问到虚地址对应单元的数据总共需要210ns.
②:
逻辑地址1565H――页号为1,页内地址为565H。
先访问TLB,时间为10ns,未命中;再去访问页表,时间为100ns;因对应页不在内存,将产生缺页中断,中断处理的时间为108ns(其中包括更新页表和TLB等),在中断处理时,因为内存已满,须淘汰一个内存页,LRU算法将选择淘汰第0页;接着重新执行指令,访问TLB(10ns)便可得到页对应的物理块号,拼接成物理地址,最后根据这个物理地址访问内存,时间为100ns。
故,访问到该虚地址对应单元的数据总共需要:
10+100+108+10+100=328ns.
③:
逻辑地址25a5H――页号为2,页内地址为5a5H。
先访问TLB,时间为10ns,命中(在①时已将该页信息装入TLB),获得对应的物理块号254H,从而拼接成物理地址2545a5H;最后根据这个物理地址访问内存,时间为100ns。
故,访问到虚地址对应单元的数据总共需要110ns.
(2)逻辑地址1565H的页号为1,页内地址为565H。
按照上述访问序列,在访问到该地址时,查页表时将发生缺页中断,中断处理时因内存已满,须淘汰一个内存页,由于第2页刚被访问过,不能被淘汰出去,所以LRU算法将选择淘汰第0页,也就是说,第1页将存放内存的第101H号页框中。
因此逻辑地址1565H对应的物理地址为*****H.
第一章操作系统引论
1.1操作系统目标和作用
1、下列选择中,哪些不是操作系统关心的主要问题。
(浙大20XX年)
(1)管理计算机裸机;
(2)设计提供用户与计算机硬件系统间的界面;(3)管理计算机系统资源;(4)高级程序设计语言的编译器。
2、说明操作系统与硬件、其他系统软件以及用户之间的关系。
提示:
操作系统是覆盖在硬件上的第一层软件,他管理计算机的硬件和软件资源,并向用户提供良好的界面。
操作系统与硬件紧密相关,它直接管理着硬件资源,为用户完成于硬件相关的操作,从而极大地方便了用户对硬件资源的使用,并提高资源的利用率。
操作系统又是一种特殊的系统软件,其他的系统软件都运行在操作系统基础之上,
3
可获得操作系统提供的大量服务,即操作系统是其他系统软件与硬件的接口。
而一般用户使用计算机除了需要操作系统支持外,还需要用到大量的其他系统软件和应用软件,使其工作更加方便和高效。
它们之间的层次关系为:
其他用户,应用程序,其他系统软件,操作系统,计算机硬件。
3、选择:
从用户角度看,操作系统是()。
(选项:
计算机资源的管理者;计算机工作流程的组织者;用户与计算机之间的接口;由按层次结构组成的软件模块的集合。
)
1.2操作系统发展过程
1、引入多道程序技术的前提条件之一是系统具有()(西电00)
(1)多个cpu;
(2)多个终端;(3)中断功能;(4)分时功能
2、判断:
所谓多道程序设计,即指每一时刻有若干个进程在执行。
(南京大学00)3、判断:
采用多道程序设计的系统中,系统的程序道数越多,系统效率越高。
(西电01)
4、判断:
由于采用了分时技术,用户可以独占计算机的资源。
5、分布式操作系统与网络操作系统本质上的不同之处在于(实现各计算机之间的通信;共享网络中的资源;满足较大规模的应用;系统中若干台计算机相互协同完成同一任务)6、若程序A和B单独执行时分别用TA和TB,TA=1h,TB=1.5h,其中处理器工作时间分别为TA=18min,TB=27min。
如果采用多道程序设计方法,让A,B并行工作,假定处理器利用率达到50%,另加15min系统开销,请问系统效率提高百分之几?
提示:
1-[(18+27)/50%+15]/2.5h
7、在操作系统中引入并发可以提高系统效率,若有两个程序A和B,A程序执行时所做的工作按次序需要用cpu:
10s,设备1:
5s,cpu:
5s,设备2:
10s,cpu10s;程序B执行时所做的工作按次序需要用设备1:
10s,cpu:
10s,设备2:
5s,cpu:
5s,设备2:
10s。
如果在顺序环境下执行两个程序,则cpu的利用率为();如果在并发环境下执行两个程序,则cpu的利用率为()。
8、设某计算机系统有一个cpu、一台输入设备、一台打印机。
现有两个进程同时进入就绪状态,且进程A先得到cpu运行,进程B后运行。
进程A的运行轨迹为:
计算50ms,打印信息100ms,再计算50ms,打印信息100ms。
进程B的运行轨迹为:
计算50ms,输入数据80ms,再计算100ms,结束。
试画出它们的时序关系图(可用甘特图)并说明:
(1)运行过初中,cpu有无空闲等待?
计算cpu利用率。
(2)进程A和B运行过程中有无等待现象?
9、判断:
多道程序设计是利用了CPU和通道的并行工作来提高系统利用率的。
10、判断:
多道程序设计可以缩短系统中作业的执行时间。
11、判断:
在一个兼顾分时操作系统和批处理系统中,通常把终端作业称为前台作业,而把批处理型作业称为后台作业。
12、判断:
批处理系统不允许用户随时干预自己程序的运行。
13、判断:
Windows操作系统完全继承了分时系统的特点。
4
14、(C)不是Unix系统的特色。
A.“交互的分时系统”B.“以全局变量为中心的模块结构”C.“模块之间调用关系简明”D.“可以分成内核和外壳”
15、实现多道程序系统的最主要硬件支持是什么?
解中断系统和通道技术。
(1)很多进程的切换是由时钟中断引起的,尤其是分时系统。
用户程序进行系统调用时通过软中断来实现,如TRAP。
通道和外设的操作也要向操作系统发送中断。
(2)在多道程序系统中,当CPU要求在主存和外设间传输数据时,通过发出I/O指令命令通道工作,通道独立地在内存和外设间进行数据传输,I/o操作完成后,通道以中断方式通知CPU,从而实现了CPU计算与I/O操作的并行。
16、填空:
在一台主机上同时连接多台终端,多个用户可以通过终端同时交互使用计算机资源,这种系统称为()操作系统;允许多个用户将多个作业提交给计算机集中处理的操作系统称为();计算机系统能及时处理过程控制数据并作出响应的操作系统称为()。
17、分时系统的一个重要性能是响应时间,下述()因素与改善响应时间有关:
选项:
CPU速度快;时间片;轮转调度法;优先数+非抢占式调度算法;进程数目增加。
18、衡量整个计算机性能的指标有():
用户接口;资源利用率;系统中进程数量;吞吐量;周转时间。
19、判断:
单用户系统中,任何时刻,只能有一个用户进程。
20、填空:
操作系统的主要性能参数有(系统资源利用率、系统吞吐量)
21、下列作业类型中,适合在分时系统中运行的有_____、______;适合在批处理系统中运行的有_____、______。
(选项:
学习编程;数据统计;发送电子邮件;整理硬盘)22、判断:
linux是与Unix兼容的操作系统,它不仅仅是只能运行在PC机上。
1.3操作系统的基本特性
1、判断:
并发是并行的不同表述,其原理相同。
(清华1998)2、并发性的概念是()。
(北京理工01)3、在单处理机系统中实现并发技术后,判断:
(1)各进程在某一时刻并行运行,cpu与外设间并行工作;
(2)各进程在一个时间段内并行运行,cpu与外设间串行工作;
(3)各进程在一个时间段内并行运行,cpu与外设间并行工作。
(四川大学01)2、填空:
现代操作系统的两个最基本的特征是()、()。
(川大20XX年)
1.4操作系统的主要功能
1、在用户程序中要将一个字符送到显示器上显示,使用操作系统提供的()接口:
(系统调用;函数;原语;子程序)
5
2、系统调用的作用是什么?
请给出实现系统调用的步骤。
3、用户程序向系统提出使用外设的请求方式是():
作业申请;原语;系统调用;I/O指令。
4、判断:
系统调用与用户程序之间的调用不同之处是处理机状态的改变。
5、判断:
命令解释程序是操作系统的一个程序,它必须在核心态下运行。
6、用户进程通过系统调用fork创建一个新进程,在执行系统调用前,用户进程运行在();在执行fork过程中,用户进程运行在()。
(选项:
系统态;用户态;系统态或用户态;内部态)
6、判断:
系统调用命令就是访管指令,它的功能是由硬件直接提供的。
7、比较一般的过程调用和系统调用:
答:
(1)运行在不同的系统状态:
一般过程调用,其调用程序和被调用程序都运行在相同的状态:
系统态或用户态。
而系统调用的调用过程运行在用户态,被调用过程运行在系统态。
(2)通过软中断进入:
一般过程调用不涉及系统状态状态转换,可直接由调用过程转向被调用过程;而系统调用通常是通过软中断机制,先由用户态转换为系统态,经核心分析后,再转向相应的系统调用处理子程序。
(3)返回问题:
一般过程调用在被调用过程执行完后将返回到调用过程继续运行。
但对于采用抢占式调度的系统中,当从系统调用返回时,有可能会重新调度。
第二章进程管理
2.1进程的基本概念
1、进程申请打印输出完成向系统发出中断后,进程的状态变化为()。
(南京邮电01)2、判断:
当一个进程从等待态变为就绪态,则一定有一个进程从就绪态变成运行态。
3、如果一个单处理机系统中有N个进程,
?
运行进程最多几个,最少几个?
?
就绪进程最多几个,最少几个?
?
等待进程最多几个,最少几个?
解答:
运行进程最多1个,最少0个;
就绪进程最多N-1个,最少0个;等待进程最多N个,最少0个;
4、判断:
在一个N个进程的单处理机系统中,有可能出现N个进程都被阻塞的情况。
5、补充内容:
特权指令
指具有特殊权限的指令。
这类指令只用于操作系统或其他系统软件,一般不直接提供给用户使用。
在多用户、多任务的计算机系统中特权指令必不可少。
它主要用于系统资源的分配和管理,包括改变系统工作方式,检测用户的访问权限,修改虚拟存储器管理的段表、页表,完成任务的创建和切换等。
常见的特权指令有以下几种:
6
(1)有关对I/O设备使用的指令如启动I/O设备指令、测试I/O设备工作状态和控制I/O设备动作的指令等。
(2)有关访问程序状态的指令如对程序状态字(PSW)的存取指令等。
(3)存取特殊寄存器指令如存取中断寄存器、时钟寄存器、设置中断屏蔽、关中断、置基址寄存器等指令。
(4)其他指令:
清内存,停机
6、关于进程状态,判断:
(1)进程一旦形成,首先进入的是运行状态。
(2)一个进程必须经过进程的三个基本状态才能结束。
(3)进程可能同时处于某几种基本状态中。
(4)分时系统中,一个正在运行的进程的时间片到,该进程将转入就绪状态。
7、只能在管态下执行的指令有(从内存中取数指令;把运算结果写内存指令;算术运算指令;I/O指令;读时钟指令;置时钟指令、寄存器清零指令;屏蔽所有中断;改变存储器映像图;改变磁盘空间分配位图;)8、在一个分时系统中,用户提交了一个作业,作业内容包括:
请求内存缓冲区;计算并将结果存于内存缓冲区;请求打印机;将缓冲区中的内容在打印机上输出;释放打印机;释放内存;结束。
讨论进程可能的状态变化。
9、判断:
在单CPU的系统中,任何时刻都有一个进程处于运行状态。
10、判断:
进程申请CPU得不到满足时,其状态变为阻塞态。
11、能从1种状态转变为3种状态的是():
就绪;阻塞;完成;执行12、判断:
进程在运行中,可以自行修改自己的PCB。
13、判断:
当进程申请CPU得不到满足时,它将处于阻塞状态。
14、判断:
当进程由执行状态变为就绪状态时,CPU现场信息必须被保存在PCB中。
15、操作系统通过PCB来控制和管理进程,用户进程可从PCB中读出与本身运行状态相关的信息。
16、若一个进程实体由PCB、正文段、数据段和堆栈段组成,请指出下列C语言程序中的内容位于哪一段中:
外部变量、局部变量、函数调用实参传递值、用molloc()要求动态分配的存储器、常数值。
(局部变量:
堆栈段;静态局部变量:
数据段;外部变量:
数据段;函数调用参数:
堆栈段;malloc分到的存储区:
数据段)
17、unix为什么要把PCB分为进程表项(Proc区)和U区?
提示:
因为进程表项中的内容对核心来说必须总是可存取的,而U区中的域只能由正在运行的进程来存取。
只有当创建一个进程时,核心才为其分配U区空间,那些不与任何进程相联系的进程表项是不需要U区的。
18、以unix为例,说明OperatingSystemFunctionExecuteWithinUserProcess的实现模型。
7
提示:
unix存在两类进程:
系统进程和用户进程。
前者在核心态下执行os代码,后者在用户态下执行用户程序。
当用户进程因中断或系统调用进入内核态,此时发生了模式切换,但没有发生进程上下文切换。
这时,系统进程开始执行,而这两个进程(用户/系统进程)使用同一个PCB,实质是一个进程,仅执行的程序不同,映射的物理地址空间不同,使用的堆栈不同。
19、进程和程序直接可以形成一对一、一对多、多对一、多对多的关系,请分别举例说明在什么情况下会形成这样的关系?
提示:
进程与程序一对多:
一个进程中执行多个程序;多对一:
分时系统中的编译程序为多个终端用户的源程序进行编译;多对多:
20、UNIX系统中进程由三部分组成:
进程控制块,正文段和数据段。
这意味着一个程序的正文与数据可以是分开的,这种分开的目的是为了(ABC)A.可共享正文B.可共享数据
C.可重入D.方便编程E.以上全部
21、对于运行于unix系统的以下程序,其执行后的输出结果是()Voidmain(){}
22、在分时系统中,导致进程创建的典型事件是
(2)(选项:
用户注册;用户登录;用户记账);在批处理系统中,导致进程创建的典型事件是
(2)(选项:
作业录入;作业调度;进程调度);由系统专门为允许中的应用进程创建新进程的事件是()(选项:
分配资源;进行通信;共享资源);()(选项:
分配PCB;分配内存;分配CPU;分配外设;插入就绪队列)不是创建进程所必需的步骤。
23、系统有n(n>2)个进程,且当前不再执行进程调度程序,判断下述情况十分可能发生:
(1)有一个运行进程,没有就绪进程,n-1个阻塞进程。
(2)有一个运行进程,有一个就绪进程,n-2个阻塞进程。
(3)有一个运行进程,n-1个就绪进程,没有阻塞进程。
(4)没有运行进程,有2个就绪进程,n-2个阻塞进程。
24、判断:
在单处理机上,进程就绪队列和阻塞队列都只能由一个。
25、判断以下关于unix进程组成的说法:
(1)进程由进程控制块、正文段、数据段三部分组成;
(2)进程控制块包括基本控制块和扩充控制块,常驻内存;(3)正文段是指可供多个进程共享的程序;
(4)数据段分为用户栈区、用户数据区和系统工作区。
提示:
8
printf(“hello1”);Fork();printf(“hello2”);
Proc结构或称进程表项进程控制块User结构Unix进程正文段:
可共享程序段用户栈区数据段用户数据区:
非共享程序段和用户工作数据系统工作区:
包括核心栈和user结构26、下列内容中属于进程上下文的是:
()(选项:
用户打开文件表;PCB;中断向量;核心栈)
27、根据Bernstein条件,则如下4条语句中:
S1:
a=x+y;S2:
b=z+1;S3:
c=a-b;S4:
w=c+1;
S1和S2能否并发执行?
S3和S4呢?
28、某系统的进程状态变迁如图所示:
(1)说明一个进程发生变迁1、3和5的原因;
(2)当发生一个变迁时可能引起另一个变迁的发生,则这两个变迁称为因果变迁。
下述因果变迁是否会发生?
如果有可能的话,会在什么情况下发生?
3→5;3→2;2→1;4→1;4→5.(3)根据此状态变迁图说明该系统的调度策略和调度效果。
运行2低优先就绪135阻塞4高优先就绪首次选择100ms,以后选择500ms2.2进程控制:
1、下列程序执行时,系统的输出可能是什么?
{
a=55;
9
}
pid=fork();if(pid==0){}Else{}
sleep(7);
Printf(“a=%d\\n”,a);Wait(0);
Printf(“parentchildexited\\n”);sleep(5);a=99;sleep(5);
printf(“childleaving\\n”);exit(0);
2.3进程同步:
IntI;
(fori=1;ii++)Total=total+1;
1、临界资源:
P1、P2两个进程执行代码相同,共享total变量:
问:
最后total可能的最小值、最大值(2,20)2、判断:
临界区就是临界资源所在的区域。
3、所谓临界区是指(一个缓冲区、一段数据区、同步机制、一段程序)(南京理工01)4、判断:
对临界资源应采用互斥的方式来实现共享。
(北京理工02)
5、下面活动分别属于进程的哪种制约关系?
(1、几个同学去图书馆借书;几个同学在打篮球;流水生产线上的各道工序;对一个产品的生产和消费;)(北京理工96)6、填空:
若信号量初值为3,当前值为-3,则表示有()个进程在该信号量上等待?
7、下面是两个并发执行的进程,他们能正确运行吗?
若不能请修改。
(北航02)Parbegin
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