2014計算機考研真題(操作系統(tǒng)部分).doc

2015年碩士研究生入學(xué)考試：操作系統(tǒng)復(fù)習(xí)資料12014年計算機學(xué)科研究生入學(xué)統(tǒng)一考試計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)科聯(lián)考計算機學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)綜合考試大綱. 考試性質(zhì)計算機學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)綜合考試是為高等院校和科研院所招收計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的碩士研究生而設(shè)置的具有選拔性質(zhì)的聯(lián)考科目，其目的是科學(xué)、公平、有效地測試學(xué)生掌握計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)科大學(xué)本科階段專業(yè)基礎(chǔ)知識、基本理論、基本方法的水平和分析問題、解決問題的能力，評價的標(biāo)準(zhǔn)是高等院校計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)科優(yōu)秀本科畢業(yè)生所能達到的及格或及格以上水平，以利于各高等院校和科研院所擇優(yōu)選拔，確保碩士研究生的招生質(zhì)量。. 考查目標(biāo)計算機學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)綜合考試涵蓋數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計算機組成原理、操作系統(tǒng)和計算機網(wǎng)絡(luò)等學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課程。要求考生系統(tǒng)地掌握上述專業(yè)基礎(chǔ)課程的基本概念、基本原理和基本方法，能夠綜合運用所學(xué)的基本原理和基本方法分析、判斷和解決有關(guān)理論問題和實際問題。. 考試形式和試卷結(jié)構(gòu)一、試卷滿分及考試時間本試卷滿分為150分，考試時間為180分鐘二、答題方式答題方式為閉卷、筆試三、試卷內(nèi)容結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)45分計算機組成原理45分操作系統(tǒng)35分計算機網(wǎng)絡(luò)25分四、試卷題型結(jié)構(gòu)單項選擇題80分（40小題，每小題2分）綜合應(yīng)用題70分. 考查內(nèi)容操作系統(tǒng)【考查目標(biāo)】1. 掌握操作系統(tǒng)的基本概念、基本原理和基本功能，理解操作系統(tǒng)的整體運行過程。2. 掌握操作系統(tǒng)進程、內(nèi)存、文件和I/O管理的策略、算法、機制以及相互關(guān)系。3. 能夠運用所學(xué)的操作系統(tǒng)原理、方法與技術(shù)分析問題和解決問題，并能利用C語言描述相關(guān)算法。一、操作系統(tǒng)概述（一）操作系統(tǒng)的概念、特征、功能和提供的服務(wù)（二）操作系統(tǒng)的發(fā)展與分類（三）操作系統(tǒng)的運行環(huán)境1. 內(nèi)核態(tài)與用戶態(tài)2. 中斷、異常3. 系統(tǒng)調(diào)用（四）操作系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)二、進程管理（一）進程與線程1. 進程概念2. 進程的狀態(tài)與轉(zhuǎn)換3. 進程控制4. 進程組織5. 進程通信共享存儲系統(tǒng)，消息傳遞系統(tǒng)，管道通信。6. 線程概念與多線程模型（二）處理機調(diào)度1. 調(diào)度的基本概念2. 調(diào)度時機、切換與過程3. 調(diào)度的基本準(zhǔn)則4. 調(diào)度方式5. 典型調(diào)度算法先來先服務(wù)調(diào)度算法，短作業(yè)（短進程、短線程）優(yōu)先調(diào)度算法，時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法，優(yōu)先級調(diào)度算法，高響應(yīng)比優(yōu)先調(diào)度算法，多級反饋隊列調(diào)度算法。（三）同步與互斥1. 進程同步的基本概念2. 實現(xiàn)臨界區(qū)互斥的基本方法軟件實現(xiàn)方法，硬件實現(xiàn)方法。3. 信號量4. 管程5. 經(jīng)典同步問題生產(chǎn)者-消費者問題，讀者-寫者問題，哲學(xué)家進餐問題。（四）死鎖1. 死鎖概念2. 死鎖處理策略3. 死鎖預(yù)防4. 死鎖避免系統(tǒng)安全狀態(tài)，銀行家算法。5. 死鎖檢測和解除三、內(nèi)存管理（一）內(nèi)存管理基礎(chǔ)1. 內(nèi)存管理概念程序裝入與鏈接，邏輯地址與物理地址空間，內(nèi)存保護。2. 交換與覆蓋3. 連續(xù)分配管理方式4. 非連續(xù)分配管理方式分頁管理方式，分段管理方式，段頁式管理方式。（二）虛擬內(nèi)存管理1. 虛擬內(nèi)存基本概念2. 請求分頁管理方式3. 頁面置換算法最佳置換算法（OPT），先進先出置換算法（FIFO），最近最少使用置換算法（LRU），時鐘置換算法（CLOCK）。4. 頁面分配策略5. 工作集6. 抖動四、文件管理（一）文件系統(tǒng)基礎(chǔ)1. 文件概念2. 文件的邏輯結(jié)構(gòu)順序文件，索引文件，索引順序文件。3. 目錄結(jié)構(gòu)文件控制塊和索引節(jié)點，單級目錄結(jié)構(gòu)和兩級目錄結(jié)構(gòu)，樹形目錄結(jié)構(gòu)，圖形目錄結(jié)構(gòu)。4. 文件共享5. 文件保護訪問類型，訪問控制。（二）文件系統(tǒng)實現(xiàn)1. 文件系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)2. 目錄實現(xiàn)3. 文件實現(xiàn)（三）磁盤組織與管理1. 磁盤的結(jié)構(gòu)2. 磁盤調(diào)度算法3. 磁盤的管理五、輸入輸出（I/O）管理（一）I/O管理概述1. I/O控制方式2. I/O軟件層次結(jié)構(gòu)（二）I/O核心子系統(tǒng)1. I/O調(diào)度概念2. 高速緩存與緩沖區(qū)3. 設(shè)備分配與回收4. 假脫機技術(shù)（SPOOLing）. 題型示例一、單項選擇題：第140小題，每小題2分，共80分。下列每題給出的四個選項中，只有一項是最符合題目要求的。操作系統(tǒng)1. 下列選項中，不可能在用戶態(tài)發(fā)生的事件是A. 系統(tǒng)調(diào)用B. 外部中斷C. 進程切換D. 缺頁2. 中斷處理和子程序調(diào)用都需要壓棧以保護現(xiàn)場，中斷處理一定會保存而子程序調(diào)用不需要保存其內(nèi)容的是A. 程序計數(shù)器B. 程序狀態(tài)字寄存器C. 通用數(shù)據(jù)寄存器D. 通用地址寄存器/加1操作load R1,x /取x進到寄存器R1中inc R1store x, R1 /將R1的內(nèi)容存入x/減1操作load R2,xdec R2store x, R23. 有兩個并發(fā)執(zhí)行的進程P1和P2，共享初值為1的變量x。P1對x加1，P2對x減1。加1和減1操作的指令序列分別如下所示。兩個操作完成后，x的值A(chǔ). 不可能是-1或3B. 只能為0C. 可能為0、1或2D. 可能為-1、0、1或24. 設(shè)與某資源關(guān)聯(lián)的信號量初值為3，當(dāng)前值為1。若M表示該資源的可用個數(shù)，N表示等待該資源的進程數(shù)，則M、N分別是A. 0、1B. 1、0C. 1、2D. 2、05. 在支持多線程的系統(tǒng)中，進程P創(chuàng)建的若干個線程不能共享的是A. 進程P的代碼段B. 進程P中打開的文件C. 進程P的全局變量D. 進程P中某線程的棧指針6. 下列選項中，滿足短任務(wù)優(yōu)先且不會發(fā)生饑餓現(xiàn)象的調(diào)度算法是（ ）A. 先來先服務(wù)B. 高響應(yīng)比優(yōu)先C. 時間片輪轉(zhuǎn)D. 非搶占式短任務(wù)優(yōu)先7. 若某單處理器多進程系統(tǒng)中有多個就緒態(tài)進程，則下列關(guān)于處理機調(diào)度的敘述中，錯誤的是A. 在進程結(jié)束時能進行處理機調(diào)度B. 創(chuàng)建新進程后能進行處理機調(diào)度C. 在進程處于臨界區(qū)時不能進行處理機調(diào)度D. 在系統(tǒng)調(diào)用完成并返回用戶態(tài)時能進行處理機調(diào)度8. 在虛擬內(nèi)存管理中，地址變換機構(gòu)將邏輯地址變換為物理地址，形成該邏輯地址的階段是A. 編輯B. 編譯C. 鏈接D. 裝載9. 某計算機采用二級頁表的分頁存儲管理方式，按字節(jié)編址，頁大小為210字節(jié)，頁表項大小為2字節(jié)，邏輯地址結(jié)構(gòu)為：頁目錄號頁號頁內(nèi)偏移量邏輯地址空間大小為216頁，則表示整個邏輯地址空間的頁目錄表中包含表項的個數(shù)至少是A. 64B. 128C. 256D. 51210. 在缺頁處理過程中，操作系統(tǒng)執(zhí)行的操作可能是. 修改頁表. 磁盤I/O. 分配頁框A. 僅、B. 僅C. 僅D. 、和11. 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生抖動（thrashing）時，可以采取的有效措施是. 撤銷部分進程. 增加磁盤交換區(qū)的容量. 提高用戶進程的優(yōu)先級A. 僅B. 僅C. 僅D. 僅、二、綜合應(yīng)用題：第41 47小題，共70分。1假設(shè)計算機系統(tǒng)采用CSCAN（循環(huán)掃描）磁盤調(diào)度策略，使用2KB的內(nèi)存空間記錄16,384個磁盤塊的空閑狀態(tài)。（1）請說明在上述條件下如何進行磁盤塊空閑狀態(tài)的管理。（2）設(shè)某單面磁盤旋轉(zhuǎn)速度為每分鐘6,000轉(zhuǎn)，每個磁道有100個扇區(qū)，相鄰磁道間的平均移動時間為1 ms。若在某時刻，磁頭位于100號磁道處，并沿著磁道號增大的方向移動（如下圖所示），磁道號請求隊列為50、90、30、120，對請求隊列中的每個磁道需要讀取1個隨機分布的扇區(qū)，則讀完這4個扇區(qū)總共需要多少時間？要求給出計算過程。（3）如果將磁盤替換為隨機訪問的Flash半導(dǎo)體存儲器（如U盤，SSD等），是否有比CSCAN更高效的磁盤調(diào)度策略？若有，給出磁盤調(diào)度策略的名稱并說明理由；若無，說明理由。2請求分頁管理系統(tǒng)中，假設(shè)某進程的頁表內(nèi)容如下表所示： 頁號頁框（Page Frame）號有效位（存在位）磁盤地址0101H133AH10326H2254H1776H30120H頁面大小為4 KB，一次內(nèi)存的訪問時間是100 ns，一次快表（TLB）的訪問時間是10 ns，換入一個頁面的平均時間為108 ns（已含更新TLB和頁表的時間）。進程的駐留集大小固定為2，采用最近最少使用置換算法（LRU）和局部淘汰策略（假設(shè)TLB初始為空，地址轉(zhuǎn)換時先訪問TLB，再訪問頁表；有效位為0表示頁面不在內(nèi)存）。（1）依次訪問上述三個虛地址：2362H、1565H、25A5H，各需多少訪問時間？給出計算過程。（2）基于上述訪問序列，計算1565H的物理地址，并說明理由。附錄2012年全國碩士研究生入學(xué)統(tǒng)一考試計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)科聯(lián)考計算機學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)綜合試題（操作系統(tǒng)部分）一、單項選擇題：140小題，每小題2分，共80分。下列每題給出的四個選項中，只有一個選項是最符合題目要求的。23. 下列選項中，不可能在用戶態(tài)發(fā)生的事件是A. 系統(tǒng)調(diào)用B. 外部中斷C. 進程切換D. 缺頁24. 中斷處理和子程序調(diào)用都需要壓棧以保護現(xiàn)場，中斷處理一定會保存而子程序調(diào)用不需要保存的是A. 程序計數(shù)器B. 程序狀態(tài)字寄存器C. 通用數(shù)據(jù)寄存器D. 通用地址寄存器25. 下列關(guān)于虛擬存儲器的敘述中，正確的是A. 虛擬存儲器只能基于連續(xù)分配技術(shù)B. 虛擬存儲器只能基于非連續(xù)分配技術(shù)C. 虛擬存儲器只受外存容量的限制D. 虛擬存儲器只受內(nèi)存容量的限制26. 操作系統(tǒng)的I/O子系統(tǒng)通常由四個層次組成，每一層明確定義了與鄰近層次的接口，其合理的層次組織排列順序是A. 用戶級I/O軟件、設(shè)備無關(guān)軟件、設(shè)備驅(qū)動程序、中斷處理程序B. 用戶級I/O軟件、設(shè)備無關(guān)軟件、中斷處理程序、設(shè)備驅(qū)動程序C. 用戶級I/O軟件、設(shè)備驅(qū)動程序、設(shè)備無關(guān)軟件、中斷處理程序D. 用戶級I/O軟件、中斷處理程序、設(shè)備無關(guān)軟件、設(shè)備驅(qū)動程序27. 假設(shè)5個進程P0、P1、P2、P3、P4的共享3類資源R1、R2、R3，這些資源總數(shù)分別為18、6、22。T0時刻的資源分配情況如下表所示，此時存在的一個安全序列是進程已分配資源資源最大需求R1R2R3R1R2R3P03235510P1403536P24054011P3204425P4324424A. P0，P2，P4，P1，P3B. P1，P0，P3，P4，P2C. P2，P1，P0，P3，P4D. P3，P4，P2，P1，P028. 若一個用戶過程通過read系統(tǒng)調(diào)用讀取一個磁盤文件中的數(shù)據(jù)，則下列關(guān)于此過程的敘述中，正確的是. 若該文件的數(shù)據(jù)不在內(nèi)存，則該進程進入睡眠等待狀態(tài). 請求read系統(tǒng)調(diào)用會導(dǎo)致CPU從用戶態(tài)切換到核心態(tài). read系統(tǒng)調(diào)用的參數(shù)應(yīng)包含文件的名稱A. 僅、B. 僅、C. 僅、D. 、和29. 一個多道批處理系統(tǒng)中僅有P1和P2兩個作業(yè)，P2比P1晚5 ms到達。它們的計算和I/O操作順序如下：P1：計算60 ms，I/O 80 ms，計算20 msP2：計算120 ms，I/O 40 ms，計算40 ms若不考慮調(diào)度和切換時間，則完成兩個作業(yè)需要的時間最少是A. 240 msB. 260 msC. 340 msD. 360ms30. 若某單處理器多進程系統(tǒng)中有多個就緒態(tài)進程，則下列關(guān)于處理機調(diào)度的敘述中錯誤的是A. 在進程結(jié)束時能進行處理機調(diào)度B. 創(chuàng)建新進程后能進行處理機調(diào)度C. 在進程處于臨界區(qū)時不能進行處理機調(diào)度D. 在系統(tǒng)調(diào)用完成并返回用戶態(tài)時能進行處理機調(diào)度31. 下列關(guān)于進程和線程的敘述中，正確的是A. 不管系統(tǒng)是否支持線程，進程都是資源分配的基本單位B. 線程是資源分配的基本單位，進程是調(diào)度的基本單位C. 系統(tǒng)級線程和用戶級線程的切換都需要內(nèi)核的支持D. 同一進程中的各個線程擁有各自不同的地址空間32. 下列選項中，不能改善磁盤設(shè)備I/O性能的是A. 重排I/O請求次序B. 在一個磁盤上設(shè)置多個分區(qū)C. 預(yù)讀和滯后寫D. 優(yōu)化文件物理的分布二、綜合應(yīng)用題：第41 47小題，共70分。45（7分）某請求分頁系統(tǒng)的頁面置換策略如下：系統(tǒng)從0時刻開始掃描，每隔5個時間單位掃描一輪駐留集（掃描時間忽略不計），本輪沒有被訪問過的頁框?qū)⒈幌到y(tǒng)回收，并放入到空閑頁框鏈尾，其中內(nèi)容在下一次被分配之前不被清空。當(dāng)發(fā)生缺頁時，如果該頁曾被使用過且還在空閑頁框鏈表中，則重新放回進程的駐留集中；否則，從空閑頁框鏈表頭部取出一個頁框。假設(shè)不考慮其它進程的影響和系統(tǒng)開銷，初始時進程駐留集為空。目前系統(tǒng)空閑頁框鏈表中頁框號依次為：32、15、21、41。進程P依次訪問的是：、。請回答下列問題。（1）訪問時，對應(yīng)的頁框號是什么？（2）訪問時，對應(yīng)的頁框號是什么？說明理由。（3）訪問時，對應(yīng)的頁框號是什么？說明理由。（4）該策略是否適合于時間局部性好的程序？說明理由。46（8分）某文件系統(tǒng)空間的最大容量為4 TB（1 T =240），以磁盤塊為基本分配單位，磁盤塊大小為1 KB。文件控制塊（FCB）包含一個512 B的索引表區(qū)。請回答下列問題。（1）假設(shè)索引表區(qū)僅采用直接索引結(jié)構(gòu)，索引表區(qū)存放文件占用的磁盤塊號。索引表項中塊號最少占多少字節(jié)？可支持的單個文件最大長度是多少字節(jié)？（2）假設(shè)索引表區(qū)采用如下結(jié)構(gòu)：第07字節(jié)采用格式表示文件創(chuàng)建時預(yù)分配的連續(xù)存儲空間，其中起始塊號占6 B，塊數(shù)占2 B；剩余504字節(jié)采用直接索引結(jié)構(gòu)，一個索引項占6 B，則可支持的單個文件最大長度是多少字節(jié)？為了使單個文件的長度達到最大，請指出起始塊號和塊數(shù)分別所占字節(jié)數(shù)的合理值并說明理由。2013年全國碩士研究生入學(xué)統(tǒng)一考試計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)科聯(lián)考計算機學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)綜合試題（操作系統(tǒng)部分）一、單項選擇題：140小題，每小題2分，共80分。下列每題給出的四個選項中，只有一個選項是最符合題目要求的。23. 用戶在刪除某文件的過程中，操作系統(tǒng)不可能執(zhí)行的操作是A. 刪除此文件所在的目錄B. 刪除與此文件關(guān)聯(lián)的目錄項C. 刪除與此文件對應(yīng)的文件控制塊D. 釋放與此文件關(guān)聯(lián)的緩沖區(qū)24. 為支持CD-ROM中視頻文件的快速隨機播放，播放性能最好的文件數(shù)據(jù)塊組織方式是A. 連續(xù)結(jié)構(gòu)B. 鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)C. 直接索引結(jié)構(gòu)D. 多級索引結(jié)構(gòu)25. 用戶程序發(fā)出磁盤I/O請求后，系統(tǒng)的處理流程是：用戶程序系統(tǒng)調(diào)用處理程序設(shè)備驅(qū)動程序中斷處理程序。其中，計算數(shù)據(jù)所在磁盤的柱面號、磁頭號、扇區(qū)號的程序是A. 用戶程序B. 系統(tǒng)調(diào)用處理程序C. 設(shè)備驅(qū)動程序D. 中斷處理程序26. 若某文件系統(tǒng)索引節(jié)點（inode）中有直接地址項和間接地址項，則下列選項中，與單個文件長度無關(guān)的因素是A. 索引節(jié)點總數(shù)B. 間接地址索引的級數(shù)C. 地址項的個數(shù)D. 文件塊大小27.設(shè)系統(tǒng)緩沖區(qū)和用戶工作區(qū)均采用單緩沖，從外設(shè)讀入1個數(shù)據(jù)塊到系統(tǒng)緩沖區(qū)的時間為100，從系統(tǒng)緩沖區(qū)讀入1個數(shù)據(jù)塊到用戶工作區(qū)的時間為5，對用戶工作區(qū)的1個數(shù)據(jù)塊進行分析的時間為90。進程從外設(shè)讀入并分析2個數(shù)據(jù)塊的最短時間是A. 200B. 295C. 300D. 39028. 下列選項中，會導(dǎo)致用戶進程從用戶態(tài)切換到核心態(tài)的操作是. 整數(shù)除以零. sin（）函數(shù)調(diào)用. read系統(tǒng)調(diào)用A. 僅、B. 僅、C. 僅、D. 、和29. 計算機開機后，操作系統(tǒng)最終被加載到A. BIOSB. ROMC. EPROMD. RAM30. 若用戶進程訪問內(nèi)存時產(chǎn)生缺頁，則下列選項中，操作系統(tǒng)可能執(zhí)行的操作是處理越界錯置換頁 訪問內(nèi)存A. 僅、B. 僅、C. 僅、D. 、和31. 某系統(tǒng)正在執(zhí)行三個進程P1、P2和P3，各進程的計算（CPU）時間和I/O時間比例如下表所示。為提高系統(tǒng)資源利用率，合理的進程優(yōu)先級設(shè)置應(yīng)為A. P1P2P3B. P3P