2021计算机类考研计算机操作系统考研真题解析

2021计算机类考研计算机操作系统考研真题解析一、考研真题解析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A.200B.295C.300D.390【答案】C@@【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( )。［2013年408统考］1.整数除以零口.sin()函数调用m.read系统调用A.仅I、口B.仅i、mC.仅口、md.i、口和m【答案】B@@【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( )。［2013年408统考］A.BIOSB.ROMC.EPROMD.RAM【答案】D@@【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（ ）。［2013年408统考］I.处理越界错口.置换页田.分配内存A.仅I、口B.仅口、田C.仅I、田D.I、口和田【答案】B@@【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。81某系统正在执行三个进程P1、P2和P3，各进程的计算（CPU）时间和I/O时间比例如表1-7所示。表1-7进程计其时间10时间Pl50%10%P250%50%P315%85%为提高系统资源利用率，合理的进程优先级设置应（ ）。［2013年408统考］A.P1>P2>P3B.P3>P2>P1C.P2>P1=P3D.P1>P2=P3【答案】B@@【解析】为了合理地设置进程优先级应该将进程的CPU利用时间和I/O时间做综合考虑，故答案选B。82下列关于银行家算法的叙述中，正确的是( )。［2013年408统考］A.银行家算法可以预防死锁B.当系统处于安全状态时，系统中一定无死锁进程C.当系统处于不安全状态时，系统中一定会出现死锁进程D.银行家算法破坏了死锁必要条件中的“请求和保持”条件【答案】B@@【解析】银行家算法是避免死锁的方法。利用银行家算法，系统处于安全状态时没有死锁进程，故答案选B。83响应外部中断的过程中，中断隐指令完成的操作，除保护断点外，还包括( )。［2012年408统考］I.开关中断口.保存通用寄存器的内容田.形成中断服务程序入口地址并送PCA.仅I、口B.仅I、田C.仅口、田D.I、口、田【答案】B@@【解析】中断隐指令完成的操作有3个：①保存断点；②关中断；③引出中断服务程序（形成中断服务程序入口地址并送PC）。而保存通用寄存器内容的操作是由软件来实现，不是由中断隐指令实现的。84下列选项中，不可能在用户态发生的事件是（ ）。［2012年408统考］A.系统调用B.外部中断C.进程切换D.缺页【答案】C@@【解析】我们在学习操作系统中知道，任何一个进程在现代操作系统中为了共享和保护设定了用户态和内核态［可以通过设置软、硬件标志位来实现）,在用户态运行用户的程序，在内核态运行系统的程序。A项：系统调用是操作系统提供给用户程序的接口，调用程序发生在用户态，被调用程序在核心态下执行；B项：外部中断是用户态到核心态的“门”，也是发生在用户态，在核心态完成中断过程；C项：进程切换属于系统调用执行过程中的事件，只能发生在核心态;D项：缺页产生后,在用户态发生缺页中断，然后进入核心态执行缺页中断服务程序。85中断处理和子程序调用都需要压栈以保护现场，中断处理一定会保存而子程序调用不需要保存其内容的是（ ）。［2012年408统考］A.程序计器B.程序状态字寄存器C.通用数据寄存器D.通用地址寄存器【答案】B@@【解析】中断处理与子程序调用最大的区别是中断处理程序与正在运行的进程可能无关，而子程序调用与正在运行的进程有关。中断是要打断处理器的正常工作次序，并要求其去处理某一事件的一种常用手段。因此，除了要保护当前程序的地址、计数器（指针）和数据寄存器以外，还需要保存程序状态字。子程序调用是与当前进程有关，是正在运行的程序有意安排执行的，这一类调用发生的时间以及位置具有确定性，处于同一个进程内，因此不需要保存程序状态字。所以中断处理和子程序调用不同的区别是中断处理程序必定会保存程序状态字寄存器。86下列关于虚拟存储的叙述中，正确的是（ ）。［2012年408统考］A.虚拟存储只能基于连续分配技术B.虚拟存储只能基于非连续分配技术C.虚拟存储容量只受外存容量的限制D.虚拟存储容量只受内存容量的限制【答案】B@@【解析】虚拟内存的实现需要建立在离散分配的内存管理方式的基础上,有以下三种实现方式：①请求分页存储管理；②请求分段存储管理；③请求段页式存储管理。虚拟存储器容量既不受外存容量限制，也不受内存容量限制，而是由CPU的寻址范围决定的。87操作系统的I/O子系统通常由四个层次组成，每一层明确定义了与邻近层次的接口。其合理的层次组织排列顺序是（）。的接口。其合理的层次组织排列顺序是（）。［2012年408统考］A.用户级I/O软件、设备无关软件、设备驱动程序、中断处理程序B.用户级I/O软件、设备无关软件、中断处理程序、设备驱动程序C.用户级I/O软件、设备驱动程序、设备无关软件、中断处理程序D.用户级I/O软件、中断处理程序、设备无关软件、设备驱动程序【答案】A@@【解析】对于一次设备的调用，操作系统为用户准备了系统调用的接口，当用户使用设备时，首先在用户程序中发起一次系统调用，操作系统的设备无关层软件接到该调用请求后调用处理程序进行处理，根据调用格式和形参，再转到相应的设备驱动程序去处理；大部分设备在运行时是需要时间的，所以设备驱动程序会以中断方式驱动设备即设置好控制寄存器参数和中断向量等参数后阻塞自己；当设备准备好或所需数据到达后设备硬件发出中断，设备驱动程序唤醒,将数据按上述调用顺序逆向回传到用户程序中，或继续驱动设备执行下一条指令。因此，I/O子系统从上到下分为四个层次：用户层、与设备无关的软件层、设备驱动程序以及中断处理程序。88假设5个进程P0、P1、P2、P3、P4共享三类资源R1、R2、R3,这些资源总数分别为18、6、22。T0时刻的资源分配情况如表1-8所示，此时存在的一个安全序列是（ ）。［2012年408统考］表1-8

B.P1,P0,P3,P4,P2C.P2,P1,P0,P3,P4D.P3,P4,P2,P1,P0【答案】D@@【解析】典型的死锁避免算法、银行家算法的应用。本题的题型与2011年的27题相似。银行家算法是操作系统中的一个重点知识单元，考生对此应该非常熟悉，本题并无难点。分析一下下表1-9，可以看到，P3，P4，P2，P1,P0运行是可以的。为1,3,3，P2还需要资源R1，R2,R3分别为0，0，6,故C排除，P3需要R1，R2，R3分别为2,2,1。所以正确答案在B，D之间。看B选项，P1之后的可用资源R1,R2,R3分别变为6,3,6,而P0尚需资源2,3,7,故B方案行不通。因而最终答案只有D项。89若一个用户进程通过read系统调用读取一个磁盘文件中的数据，则下列关于此过程的叙述中，正确的是（ ）。［2012年408统考］I.若该文件的数据不在内存，则该进程进入睡眠等待状态口.请求read系统调用会导致CPU从用户态切换到核心态m.read系统调用的参数应包含文件的名称A.仅I、口B.仅I、mC.仅口、md.i、口和m【答案】A@@【解析】对于I,当所读文件的数据不再内存时，产生中断（缺页中断、缺段中断），原进程进入睡眠等待状态（阻塞状态），直到所需数据从外存调入内存后，将该进程唤醒，使其变为就绪状态。对于口，read系统调用CPU将从用户态切换到核心态，从而获取操作系统提供的月服务。对于m,在操作系统中，要读一个文件首先要用open系统调用将该文件打开。open系统调用的参数需要包含文件的路径名与文件名，而read系统调用只需使用open返回的文件描述符，并不使用文件名作为参数。read系统调用要求用户提供三个输入参数：①文件描述符fd；②buf缓冲区首址；③传送的字节数nread系统调用的功能是试图从fd所指示的文件中读入n个字节的数据，并将它们送至由指针buf所指示的缓冲区中。90一个多道批处理系统中仅有P1和P2两个作业，P2比P1晚5ms到达。它们的计算和I/O操作顺序如下：P1：计算60ms，I/O80ms，计算20ms；P2:计算120ms，I/O40ms，计算40ms若不考虑调度和切换时间，则完成两个作业需要的时间最少是（ ）。［2012年408统考］A.240msB.260msC.340msD.360ms【答案】B@@【解析】考查处理系统的性能计算，由于P2比P1晚5ms到达，P1先占用CPU，根据P1和P2的执行过程，作业运行的甘特图如图1-6所示，故答案为B。CPU I/OCPUP2 ————一一•… 一,S旧IB।»d■4-…一一.一CPU I/O CPU At/nns0 6。 140 180 220 260图1-6作业运行甘特图91若某单处理器多进程系统中有多个就绪态进程，则下列关于处理机调度的叙述中，错误的是（ ）。［2012年408统考］A.在进程结束时能进行处理机调度B.创建新进程后能进行处理机调度C.在进程处于临界区时不能进行处理机调度D.在系统调用完成并返回用户态时能进行处理机调度【答案】C@@【解析】对于A、B、D显然是可以进行处理机调度的，对于C，当进程处于临界区时，说明进程正在占用处理机，只要不破坏临界资源的使用规则，是不会影响处理机调度的，比如，通常访问临界资源可能是慢速的外设（如打印机）,如果在进程访问打印机时，不能处理机调度，那么系统的性能将是非常低的。几种不进行处理机调度的情况如下：①在处理机中断的过程中；②进程在操作系统内核程序临界区中；③其他需要完全屏蔽中断的原子操作过程中。92下列关于进程和线程的叙述中，正确的是（ ）。［2012年408统考］A.不管系统是否支持线程，进程都是资源分配的基本单位B.线程是资源分配的基本单位，进程是调度的基本单位C.系统级线程和用户级线程的切换都需要内核的支持D,同一进程中的各个线程拥有各自不同的地址空间【答案】A@@【解析】利用排除法来确定正确答案：“线程是资源分配的基本单位，进程是调度的基本单位”这句话说反了，明显错误。“系统级线程和用户级线呈的切换都需要内核的支持”也不正确，因为用户级线程的切换由用户编写的RuntimeSystem执行的，内核并不感知。“同一进程中的各个线程拥有各自不同的地址空间”明显错误，引入线程的目的就是为了同一进程的所有线程能共享进程的地址空间,故“不管系统是否支持线程，进程都是资源分配的基本单位”是正确的。93下列选项中，不能改善磁盘设备I/O性能的是（ ）。［2012年408统考］A.重排I/O请求次序B.在一个磁盘上设置多个分区C.预读和滞后写D.优化文件物理块的分布【答案】B@@【解析】磁盘I/O性能主要是指其读写速度。相对而言，磁盘的I/O性能是计算机性能提高的一个瓶颈。“重排I/O请求次序”可以优化磁臂调度的算法，减少读写时间，故正确；“预读和滞后写”是利用内存作为磁盘的缓存，使得对磁盘的访问变为对内存的访问，也可以在总体上提高其性能；“优化文件物理块的分布”减少磁臂调度和旋转调度的等待时间，也可以提高磁盘I/O性能，而磁盘分区仅在磁盘空间的组织上进行划分，对磁盘I/O性能的提升没有什么帮助，是不能改善磁盘设备I/O性能的，故答案为B。94某计算机处理器主频为50MHz，采用定时查询方式控制设备A的I/O,查询程序运行一次所用的时钟周期数至少为500。在设备A工作期间，为保证数据不丢失，每秒需对其查询至少200次，则CPU用于设备A的I/O的时间占整个CPU时间的百分比至少是（）。［2011年408统考］A.0.02%B.0.05%C.0.20%D.0.50%【答案】C@@【解析】对于设备A，每秒中查询至少200次，每次查询至少500个时钟周期，一秒钟至少需要时钟周期数为100000，又因为处理器主频为50MHz。所以CPU用于设备A的I/O的时间占整个CPU时间的百分比至少为100000/50M=0.20%。95下列选项中，满足短任务优先且不会发生饥饿现象的调度算法是（ ）。［2011年408统考］A.先来先服务B.高响应比优先C.时间片轮转D.非抢占式短任务优先【答案】B@@【解析】分析该题目可以看到，本题所提到的问题是涉及短任务调度也就是属于作业调度，因此首先排除时间片轮转算法；因为作业调度算法中没有时间片轮转的算法。其次，因为问题提到短任务，则先来先服务的算法也可以排除了，它与短任务无关。剩余高响应比优先算法和非抢占式短任务优先是哪一个？我们可以通过分析得到，非抢占式短任务优先算法不能解决饥饿问题，因为当一个系统短任务源源不断到达时，长任务必然会得不到调度，产生饥饿。而解决此方法的最好方式就是采用计算响应比的方法，并以高响应比值优先调度。这样,无论短任务或长任务，均可以得到调度，而且，较短任务会得到优先的调度。故满足短任务优先且不会发生饥饿现象的调度算法只有高响应比优先算法。96下列选项中，在用户态执行的是（ ）。［2011年408统考］A.命令解释程序B.缺页处理程序C.进程调度程序D.时钟中断处理程序【答案】A@@【解析】缺页处理程序和时钟中断都属于中断，在核心态执行，而进城调度属于系统调用在核心态执行。只有命令解释程序属于命令接口，可以运行在用户态，接受用户的命令操作控制。97在支持多线程的系统中，进程P创建的若干个线程不能共享的是（ ）。［2011年408统考］A.进程P的代码段B.进程P中打开的文件C.进程P的全局变量D.进程P中某线程的栈指针【答案】D@@【解析】本题中，进程的代码段，进程打开的文件，进程的全局变量等都是进程的资源，唯有进程中某线程的栈指针是属于线程的，属于进程的资源可以共享，属于线程的栈是独享的，不能共享。98用户程序发出磁盘I/O请求后，系统的正确处理流程是（ ）。［2011年408统考］A.用户程序一系统调用处里程序一中断处里程序一设备驱动程序B.用户程序一系统调用处里程序一设备驱动程序一中断处里程序C.用户程序一设备驱动程序一系统调用处里程序一中断处里程序【答案】【答案】D@@D.用户程序一设备驱动程序-中断处理程序一系统调用处理程序【答案】B【答案】B@@【解析】对于一次设备的调用，操作系统为用户准备了系统调用的接口，当用户使用设备时，首先在用户程序中发起一次系统调用，操作系统的内核接到该调用请求后调用处理程序进行处理，根据调用格式和形参，再转到相应的设备驱动程序去处理；大部分设备在运行时是需要时间的，所以设备驱动程序会以中断方式驱动设备，即设置好控制寄存器参数和中断向量等参数后阻塞自己；当设备准备好或所需数据到达后设备硬件发出中断，设备驱动程序唤醒，将数据按上述调用顺序逆向回传到用户程序中，或继续驱动设备执行下一条指令。因此，正确的顺序应该是用户到系统调用到驱动到中断处理。中断处理处于最底层。99某时刻进程的资源使用情况如表1-10所示。A.P1,P2,P3,P4A.P1,P2,P3,P4B.P1,P3,P2,P4C.P1,P4,P3,P2D.不存在【解析】本题应采用排除法。当剩余资源分配给P1，待P1执行完后，可用资源数为（2,2,1）,此时仅能满足P4的需求，排除A、B两项，分配给P4，待P4执行完后，可用资源数为（2,2,2），此时已无法满足任何进程的需求，排除C项。此外，本题还可以使用银行家算法求解（对于选择题而言，该算法太复杂）。100在缺页处理过程中，操作系统执行的操作可能是（ ）。［2011年408统考］I.修改页表口.磁盘I/O田.分配页框A.仅I、口B.仅口C.仅田D.I、口和田【答案】D@@【解析】缺页中断调入新页面，肯定要修改页表项和分配页框，所以I、田可能发生，同时内存没有页面，需要从外存读入，会发生磁盘I/O。101当系统发生抖动（thrashing）时，可以采取的有效措施是（ ）。［2011年408统考］1.撤销部分进程口.增加磁盘交换区的容量m.提高用户进程的优先级A.仅IB.仅口C.仅田D.仅I、口【答案】A@@【解析】“抖动”现象是指刚刚被换出的页很快又要被访问，为此，又要换出其他页，而该页又很快被访问，必须换入，如此频繁地置换页面，以致操作系统的大部分时间都花在页面置换上，引起系统性能下降甚至崩溃。引起系统抖动现象的原因是对换的信息量过大，内存容量不足，置换算法选择不当。所以解决的办法就是降低交换页面数量，加大内存容量，改变置换选择算法。但是降低交换页面数量和改变置换选择算法对于一个应用系统来讲是不可能的，只能增加内存容量。增加内存容量可以是直接添加物理内存（大型计算机都可以在不关机的情况下增加物理内存条），或者，降低进程数量，相对地增加内存。而增加交换区容量并不能解决物理内存不足的问题,提高用户进程的优先级会使系统的状态更加恶化。102在虚拟存储管理中，地址变换机构将逻辑地址变换为物理地址，形成该逻辑地址的阶段是（ ）。［2011年408统考］A.编辑B.编译C.链接D.装载【答案】B@@【解析】程序的编辑阶段一般都是程序员能够识别的高级语言或低级语言的文本，不涉及到任何与计算机运行相关的事；编译是由编译程序将用户源代码编译成若干个目标模块，源地址编译成目标程序时，会形成逻辑地址；链接是由链接程序将编译后形成的一组目标模块，以及所需库函数链接，形成完整的装入模块；装入是由装入程序将装入模块装入内存。103某文件占10个磁盘块，现要把该文件磁盘块逐个读入主存缓冲区，并送用户区进行分析。假设一个缓冲区与一个磁盘块大小相同，把一个磁盘块读入缓冲区的时间为100Q,将缓冲区的数据传送到用户区的时间是50q,CPU对一块数据进行分析的时间为50q。在单缓冲区和双缓冲区结构下，读入并分析完该文件的时间分别是（ ）。［2011年408统考］A.15004、10004B.15504、1100psC.15504、1550msD.2000ms、2000Ms【答案】B@@【解析】缓冲区：当上一个磁盘块从缓冲区读入用户区完成时，下一磁盘块才能开始读入，也就是当最后一块磁盘块读入用户区完毕时所用时间为150x10=1500。力口上处理最后一个磁盘块的时间50为1550。双缓冲区：不存在等待磁盘块从缓冲区读入用户区的问题，也就是100x10+100=1100。104有两个并发执行的进程P1和P2,共享初值为1的变量x。P1对x加1,P2对x减1。加1和减1操作的指令序列分别如下所示。//加1操作loadRLx〃取x到寄存器口1中incR1storex,R1〃将R1的内容存入x〃减1^操作loadR2,xdecR2storex,R2两个操作完成后，2的值（ ）。［2011年408统考］A.可能为-1或3B.只能为1C.可能为0、1或2D.可能为-1、0、1或2【答案】C@@【解析】将P1中3条语句编号为1,2,3,P2中3条语句编号为4,5,6。则依次执行语句1,2,3,4,5得结果1，依次执行语句1,2,4,5,6,3得结果2,执行语句4,5,1,2,3,6得结果0。结果-1不可能得出，选C。105下列选项中，操作系统提供给应用程序的接口是（ ）。［2010年408统考］A.系统调用B.中断C.库函数D.原语【答案】A@@【解析】操作系统提供给用户应用程序的接口只有两种：命令输入和系统调用。其中，命令输入又有不同的形式，例如常规的命令行、图形化人机交互接口（65）、自然命令用户接口（NUI）等，而系统调用中除了常规的一些传统的系统调用（例如read（））以外，还有经过扩展的复杂调用（例如多种API），以及包含在Lib库中的各种封装好的过程调用（最终都是通过系统调用陷入到操作系统中去的）等。106下列选项中，导致创建新进程的操作是（ ）。［2010年408统考］I.用户登录成功口.设备分配田.启动程序执行A.I、口B.n.mc.i、田D.I、口和田【答案】c@@【解析】引起进程创建的事件有：用户登录、作业调度、提供服务、应用请求等，本题的选项分别对应：i.用户登录成功在分时系统中，用户登录成功，系统将为终端建立一个进程。口.设备分配是通过在系统中设置相应的数据结构实现的，不需要创建进程。田.启动程序执行典型的引起创建进程的事件。107设与某资源相关联的信号量初值为3，当前为1,若M表示该资源的可用个数，N表示等待该资源的进程数，则M,N分别是（）。［2010年408统考］A.0、1B.1、0C.1、2D.2、0【答案】B@@【解析】信号量初值是3表示资源数有3个，当前为1表示已经用掉2个，剩余可用的资源数就只有1个了，由于资源有剩余，可见没有其他进程等待使用该资源，故进程数为0。108下列选项中，降低进程优先级的合理时机是（ ）。［2010年408统考］A.进程的时间片用完B.进程刚完成1/0,进入就绪队列C.进程长期处于就绪队列D.进程从就绪状态转为运行态【答案】A@@【解析】进程时间片用完可以降低其优先级；进程刚完成1/0,进入就绪队列后应该等待被处理器调度，故应提高优先；长期处于就绪队列中的进程应当提高其优先级；D中不应该在此时降低，应该在时间片用完后降低。进行降低优先级的操作主要是为了改善交互式系统的响应时间，并均衡各个作业的公平性。109进程P0和P1的共享变量定义及其初值为booleanflag[2];intturn=0;flag[0]=FALSE;flag[1]=FALSE;若进程P0和P1访问临界资源的类C伪代码实现如下：voidP0()//进程p0{while(TRUE){flag[0]=TRUE;turn=1;while(flag[1]&&(turn==1));临界区；flag[0]=FALSE;}}voidP1()//进程P1{while(TRUE){flag[1]=TRUE;turn=0;while(flag[0]&&(turn==0));临界区；flag[1]=FALSE;}}则并发执行进程P0和P1时产生的情况是( )。[2010年408统考]A.不能保证进程互斥进入临界区，会出现“饥饿”现象B.不能保证进程互斥进入临界区，不会出现“饥饿”现象C.能保证进程互斥进入临界区，会出现“饥饿”现象D.能保证进程互斥进入临界区，不会出现“饥饿”现象【答案】D@@【解析】这是皮特森算法(Peterson’sAlgorithm)的实现，保证进入临界区的进程合理安全。该算法为了防止两个进程为进入临界区而无限期等待，设置变量turn，表示不允许进入临界区的编号，每个进程在先设置自己的状态标志后再设置turn标志，不允许另一个进程进入，这时，再同时检测另一个进程状态标志和不允许进入标志，这样可以保证当两个进程同时要求进入临界区时只允许一个进程进入临界区。保存的是较晚的一次赋值则较晚的进程等待，较早的进程进入。先到先入，后到等待，从而完成临界区访问的要求。110某基于动态分区存储管理的计算机，其主存容量为55MB（初始为空闲），采用最佳适配（BestFit）算法，分配和释放的顺序为：分配15MB、分配30MB、释放15MB、分配8MB、分配6MB，此时主存中最大空闲分，区的大小是（）。[2010年408统考]A.7MBB.9MBC.10MBD.15MB【答案】B@@【解析】最佳适配算法是指每次为作业分配内存空间时，总是找到能满足空间大小需要的最小的空闲分区给作业，可以产生最小的内存空闲分区。图图1-7最佳适配算法灰色部分为分配出去的空间，白色部分为空闲区。这样，容易发现，此时主存中最大空闲分区的大小为9MB。111某计算机采用二级页表的分页存储管理方式，按字节编址，页大小为210字节，页表项大小为2字节，逻辑地址结构为：页目录三页号页内偏秽量逻辑地址空间大小为216页，则表示整个逻辑地址空间的页目录表中包含表项的个数至少是（ ）。［2010年408统考］A.64B.128C.256D.512【答案】B@@【解析】地址空间分为逻辑地址空间和物理地址空间。页的大小为210