計(jì)算機(jī)考研試題及參考答案

2011計(jì)算機(jī)考研試題及參考答案

1、下列選項(xiàng)中，滿足短任務(wù)優(yōu)先且不會(huì)發(fā)生饑餓現(xiàn)象的調(diào)度算法是—oCA.先

來先服務(wù)B.時(shí)間片輪轉(zhuǎn)C.高響應(yīng)比優(yōu)先D.非搶占式短任務(wù)優(yōu)先解析：本

題是對(duì)典型進(jìn)程調(diào)度算法的考察，響應(yīng)比=作業(yè)響應(yīng)時(shí)間/作業(yè)執(zhí)行時(shí)間=（作業(yè)

執(zhí)行時(shí)間+作業(yè)等待時(shí)間）/作業(yè)執(zhí)行時(shí)間。高響應(yīng)比算法，在等待時(shí)間相同情

況下，作業(yè)執(zhí)行時(shí)間越少，響應(yīng)比越高，優(yōu)先執(zhí)行，滿足短任務(wù)優(yōu)先。隨著等待

時(shí)間增加，響應(yīng)比也會(huì)變大，執(zhí)行機(jī)會(huì)就增大，所以不會(huì)產(chǎn)生饑餓現(xiàn)象。先來先

服務(wù)和時(shí)間片輪轉(zhuǎn)不符合短任務(wù)優(yōu)先，非搶占式短任務(wù)優(yōu)先會(huì)產(chǎn)生饑餓現(xiàn)象。

以下哪一些是基于時(shí)間片的調(diào)度算法°ABA.時(shí)間片輪轉(zhuǎn)B.多級(jí)反饋隊(duì)列

調(diào)度算法C.搶占式調(diào)度算法D.先來先服務(wù)調(diào)度算法解析：本題考察進(jìn)程調(diào)

度算法中的時(shí)間片調(diào)度算法。其中的時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法以及多級(jí)反饋隊(duì)列調(diào)度算法是

基于時(shí)間片的調(diào)度算法。至于其他的算法均不是基于時(shí)間片的調(diào)度算法。

2、下列選項(xiàng)中，在用戶態(tài)執(zhí)行的是—oAA.命令解釋程序B.缺頁處理程序

C.進(jìn)程調(diào)度程序D.時(shí)鐘中斷處理程序解析：本題涉及的考點(diǎn)是OS的概念、

特征、功能和提供的服務(wù)，具體考查的是處理機(jī)的狀態(tài)，以及在不同的狀態(tài)下執(zhí)

行的程序。缺頁處理程序和時(shí)鐘中斷都屬于中斷，在核心態(tài)執(zhí)行。進(jìn)程調(diào)度屬

于系統(tǒng)調(diào)用在核心態(tài)執(zhí)行，命令解釋程序?qū)儆诿罱涌?，它在用戶態(tài)執(zhí)行。

在一般OS中必不可少的調(diào)度是—oDA.高級(jí)調(diào)度B.中級(jí)調(diào)度C.作業(yè)調(diào)度

D.進(jìn)程調(diào)度

解析：高級(jí)調(diào)度也就是作業(yè)調(diào)度，用于決定把外存上處于后備隊(duì)列中的哪些作業(yè)

調(diào)入內(nèi)存，并為它們創(chuàng)建進(jìn)程、分配必要的資源，然后，再將新創(chuàng)建的進(jìn)程排在

就緒隊(duì)列上，準(zhǔn)備執(zhí)行。在批處理系統(tǒng)中，需要有高級(jí)調(diào)度，但在分時(shí)系統(tǒng)和實(shí)

時(shí)系統(tǒng)中通常不需要作業(yè)調(diào)度。所以不是必不可少的調(diào)度。中級(jí)調(diào)度它按照一定

的算法將外存中已具備運(yùn)行條件的進(jìn)程換入內(nèi)存，將內(nèi)存中處于阻塞狀態(tài)的某

些進(jìn)程換出到外存。中級(jí)調(diào)度的目的是為了解決內(nèi)存緊張問題，它常用于分時(shí)系

統(tǒng)及具有虛擬存儲(chǔ)器的系統(tǒng)中，也不是必不可少的調(diào)度。低級(jí)調(diào)度也稱進(jìn)程調(diào)

度，用來決定就緒隊(duì)列中哪個(gè)進(jìn)程應(yīng)先獲得處理機(jī)，并將處理機(jī)分配給選中的進(jìn)

程。進(jìn)程調(diào)度是最基本的調(diào)度，■-般的OS中都必須配置它。

3、在支持多線程的系統(tǒng)中,進(jìn)程P創(chuàng)建的若干個(gè)線程不能共享的是—oDA.進(jìn)

程P的代碼段B.進(jìn)程P中打開的文件C.進(jìn)程P的全局變量D.進(jìn)程P中某線

程的棧指針

解析：本題考查的是多線程模型中的特點(diǎn)，進(jìn)程中某線程的棧指針，對(duì)其他線程

透明，不能與其他線程共享。

線程是進(jìn)程中某個(gè)單一順序的控制流，也被稱為輕量進(jìn)程，它是進(jìn)程中的一個(gè)實(shí)

體，是被系統(tǒng)獨(dú)立調(diào)度和分派的基本單位。線程的屬性：

（1）輕型實(shí)體。線程除了擁有運(yùn)行中必不可少的資源（如線程控制塊TCB、程

序計(jì)算器、寄存器組、堆棧等）外基本上不擁有系統(tǒng)資源。（2）獨(dú)立調(diào)度和分

派的基本單位。（3）可并發(fā)執(zhí)行。（4）共享進(jìn)程資源。

多線程模型包括多對(duì)一模型，即多個(gè)用戶級(jí)線程映射到一個(gè)內(nèi)核級(jí)線程；一對(duì)…

模型將每個(gè)用戶級(jí)線程映射到一個(gè)內(nèi)核級(jí)線程；多對(duì)多模型將n個(gè)用戶級(jí)線程映

射到m個(gè)內(nèi)核級(jí)線程上（要求m〈=n）

進(jìn)程與線程可以從四個(gè)方面來考查區(qū)別：

（1）調(diào)度方面：線程是調(diào)度和分派的基本單位；

（2）并發(fā)性方面：進(jìn)程之間可以并發(fā)執(zhí)行，一個(gè)進(jìn)程中的若干線程也可以并發(fā)

執(zhí)行；（3）擁有資源方面：進(jìn)程作為擁有資源的基本單位，線程除少量必不可

少的資源外，基本上不擁有資源，但它可以訪問其隸屬進(jìn)程的資源；

（4）系統(tǒng)開銷：進(jìn)程間切換時(shí)，要涉及進(jìn)程環(huán)境的切換，開銷比較大。而線程

間切換只需保存和設(shè)置少量的寄存器內(nèi)容，因此進(jìn)程切換的系統(tǒng)開銷遠(yuǎn)大于線

程間切換的開銷。4、用戶程序發(fā)出磁盤I/O請(qǐng)求后，系統(tǒng)的正確處理流程是

0BA.用戶程序一系統(tǒng)調(diào)用處理程序~中斷處理程序~設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序B.

用戶程序-*系統(tǒng)調(diào)用處理程序一設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序-*中斷處理程序C.用戶程序一

設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序一系統(tǒng)調(diào)用處理程序一中斷處理程序D.用戶程序一設(shè)備驅(qū)動(dòng)程

序一中斷處理程序一系統(tǒng)調(diào)用處理程序

解析：本題考核10控制方式，要求考生理解0S處理10請(qǐng)求的流程。10軟件一

般從上到下分為四個(gè)層次：用戶層、與設(shè)備無關(guān)軟件層、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序以及中斷

處理程序。與設(shè)備無關(guān)軟件層也就是系統(tǒng)調(diào)用的處理程序。

10控制方式包括有程序10方式、中斷驅(qū)動(dòng)10控制方式、直接存儲(chǔ)器訪問10控

制方式和10通道控制方式。需要理解記憶這些內(nèi)容。

10控制方式有四種：程序10控制方式、中斷控制方式、DMA方式和通道控制方

式。它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)：

（1）程序10控制方式。優(yōu)點(diǎn)是控制簡(jiǎn)單，也不需要很多硬件支持。缺點(diǎn)是CPU

和外設(shè)之間只能串行工作，月.CPU大部分時(shí)間處于循環(huán)測(cè)試狀態(tài)，這使得CPU

的利用率大大降低，CPU在一段時(shí)間內(nèi)只能和一臺(tái)外設(shè)交換數(shù)據(jù)信息，從而不能

實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的并行工作：由于程序10方式靠測(cè)試設(shè)備狀態(tài)標(biāo)志來控制數(shù)據(jù)傳

送，因此無法發(fā)現(xiàn)和處理因設(shè)備或其他硬件所產(chǎn)生的錯(cuò)誤。所以程序10控制方

式只適用于那些CPU執(zhí)行速度較慢且外設(shè)較少的系統(tǒng)。（2）中斷控制方式。優(yōu)

點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)CPU與設(shè)備、設(shè)備與設(shè)備之間的并行操作，CPU的利用率較程序10

控制方式大大提高。缺點(diǎn)是10控制器的數(shù)據(jù)緩沖寄存器通常較小，且數(shù)據(jù)緩沖

寄存器裝滿數(shù)據(jù)后將會(huì)發(fā)出中斷，因此一次數(shù)據(jù)傳送過程中中斷次數(shù)較多，耗去

了大量CPU時(shí)間；如果系統(tǒng)中配置的外設(shè)數(shù)目較多，且都以中斷方式進(jìn)行控缶U,

則將耗去大量CPU時(shí)間或因CPU來不及處理而造成數(shù)據(jù)丟失。

(3)DMA方式。與中斷方式相比，DMA方式的優(yōu)點(diǎn)是在一批數(shù)據(jù)傳送完成后中斷

CPU,從而大大減少了CPU進(jìn)行中斷處理的次數(shù)，并且DMA方式下的數(shù)據(jù)傳送是

在DMA控制器控制下完成的，在數(shù)據(jù)傳輸過程中無需CPU的干預(yù)，缺點(diǎn)是DMA

方式仍有一定的局限，如對(duì)外設(shè)的管理和某些操作仍由CPU控制，且多個(gè)DMA

控制器的使用也不經(jīng)濟(jì)。

(4)通道控制方式。通道是一個(gè)專管10工作的處理機(jī)。優(yōu)點(diǎn)：在通道控制方式

下，CPU只需發(fā)出10指令，通道就能完成相應(yīng)的10操作，并在10操作結(jié)束時(shí)

向CPU發(fā)出中斷信號(hào)。由此可見，CPU僅在10操作開始和結(jié)束時(shí)花極短的時(shí)間

處理與10操作有關(guān)的事宜，其余時(shí)間都與通道并行工作，此外一個(gè)通道還能控

制多臺(tái)外設(shè)。缺點(diǎn)是通道價(jià)格較高，從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)不宜過多使用。

5、某時(shí)刻進(jìn)程的資源使用情況如下表所示：此時(shí)的安全序列是—0D

己瞥配”a有a%4陰收，

詹R

11匕13R：H燈RI12骷

Fl2090Q1

KI20

0Z1

PJdll111

Moot：00

A.Pl,P2,P3,P4B.Pl,P3,P2,P4C.Pl,P4,P3,P2D.不存在

解析：在避免死鎖的方法中，所施加的限制條件較弱，有可能獲得令人滿意的系

統(tǒng)性能。在該方法中把系統(tǒng)的狀態(tài)分為安全狀態(tài)和不安全狀態(tài)，只要能使系統(tǒng)始

終都處于安全狀態(tài),便可以避免發(fā)生死鎖。銀行家算法的基本思想是分配資源前,

判斷系統(tǒng)是否是安全的，若是，才分配。它是最具有代表性的避免死鎖的算法。

設(shè)進(jìn)程P提出請(qǐng)求REQUEST[i],則銀行家算法按如下規(guī)則進(jìn)行判斷。(1)如

果REQUEST[P][i]<=NEED[P][i],則轉(zhuǎn)(2)；否則,出錯(cuò)。(2)如果

REQUEST[P][i]<=AVAILABLE[P][i],則轉(zhuǎn)(3)；否則，出錯(cuò)。(3)系統(tǒng)試探

分配資源，修改相關(guān)數(shù)據(jù)：AVAILABLE[i]-=REQUEST[P][i];

Allocation^[i]+=REQUEST[P][i];NEED[P][i]-=REQUEST[P][i];

(4)系統(tǒng)執(zhí)行安全性檢查，如安全，則分配成立；否則試探性分配作廢，系統(tǒng)

恢復(fù)原狀，進(jìn)程等待。

安全線檢查算法：

(1)設(shè)置2個(gè)工作向量work=AVAILABLE;FINISH

(2)從進(jìn)程集合中找到一個(gè)滿足下述條件的進(jìn)程，F(xiàn)INISH==false;NEED<=Work;

如找到，執(zhí)行(3)；否則，執(zhí)行(4)。

(3)設(shè)進(jìn)程獲得資源，可順利執(zhí)行，直至完成，從而釋放資源。

Work+=ALL0CATI0N;Finish=true;GOTO(2)0

（4）如所有的進(jìn)程Finish=true,則表示安全；否則系統(tǒng)不安全。死鎖的預(yù)防

是指破壞死鎖產(chǎn)生的4個(gè)必要條件之一，死鎖的避免使用銀行家算法，死鎖的解

決有2種方法：資源剝奪法和撤消進(jìn)程法。

6、在缺頁處理過程中，操作系統(tǒng)執(zhí)行的操作可能是—oDI、修改頁表II、

磁盤i/oin、分配頁框A.僅I、IlB.僅nc.僅inD.I、n和、in

解析：本題涉及虛擬內(nèi)存中的請(qǐng)求分頁存儲(chǔ)管理方式，具體考查的是OS在缺頁

處理過程中的操作。缺頁中斷調(diào)入新頁面，肯定要修改頁表項(xiàng)和分配頁框，所以

I、HI可能發(fā)生，同時(shí)內(nèi)存沒有頁面，需要從外存讀入，會(huì)發(fā)生磁盤10。

7、當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生抖動(dòng)（thrashing）時(shí)，可采取的有效措施是。A?

I、撤銷部分進(jìn)程II、增加磁盤交換區(qū)的容量III、提高用戶進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)A.僅

IB.僅nC.僅IIID.僅I、II

解析：本題是對(duì)虛擬內(nèi)存管理中抖動(dòng)現(xiàn)象的考查。在具有對(duì)換功能的0S中，通

常把外存分為文件區(qū)和對(duì)換區(qū)，前者用于存放文件，后者用于存放從內(nèi)存換出的

進(jìn)程。抖動(dòng)現(xiàn)象是指剛

剛被換出的頁很快又要被訪問，為此，又要換出其他頁，而之后該頁又很快被訪

問，如此頻繁的置換頁面，以至于大部分時(shí)間都花在頁面置換上。撤消部分進(jìn)程

可以減少所要用到的頁面數(shù)，防止抖動(dòng)。交換區(qū)大小和進(jìn)程優(yōu)先級(jí)都與抖動(dòng)無關(guān)。

8、在虛擬內(nèi)存管理中，地址變換機(jī)構(gòu)將邏輯地址變換為物理地址，形成該邏輯

地址的階段是一°B（好像教材里沒有直接提到）A.編輯B.編譯C.鏈接D.

裝載解析：本題是對(duì)虛擬內(nèi)存的基本概念的考查，編譯過程指編譯程序?qū)⒂脩?/p>

源代碼編譯成目標(biāo)模塊。源地址編譯成目標(biāo)程序時(shí)，會(huì)形成邏輯地址。9、某文

件占10個(gè)磁盤塊，現(xiàn)要把該文件磁盤塊逐個(gè)讀入主存緩沖區(qū)，并送用戶區(qū)進(jìn)行

分析。假設(shè)一個(gè)緩沖區(qū)與一個(gè)磁盤塊大小相同，把一個(gè)磁盤塊讀入緩沖區(qū)的時(shí)

間為100口s,將緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)傳送到用戶區(qū)的時(shí)間是50口s,CPU對(duì)一塊數(shù)據(jù)進(jìn)

行分析的時(shí)間是50ns。在單緩沖區(qū)及雙緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)下，讀入并分析完該文件

的時(shí)間分別是一oB

A.1500ns,1000nsB.1550us,1100usC.1550ns,1550nsD.2000ns,

2000ns解析：本題考的是高速緩沖區(qū)和緩沖區(qū)。單緩沖區(qū)下，當(dāng)上一個(gè)磁盤塊

從緩沖區(qū)讀入用戶區(qū)完成時(shí)下一磁盤塊才能開始讀入，也就是當(dāng)最后一塊磁盤塊

讀入用戶區(qū)完畢時(shí)所用時(shí)間為150*10=1500.加上處理最后一個(gè)磁盤塊的時(shí)間

50,結(jié)果為1550.雙緩沖區(qū)下，不存在等待磁盤塊從緩沖區(qū)讀入用戶區(qū)的問題，

也就是100*10+100=1100。高速緩存是可以保存數(shù)據(jù)拷貝的高速存儲(chǔ)器。訪問

高速緩存要比訪問原始數(shù)據(jù)更為高效，速度更快。

高速緩存和緩沖區(qū)都是介于一個(gè)高速設(shè)備和一個(gè)低速設(shè)備間的，但是它們之間有

著很大的區(qū)別：

(1)兩者存放的數(shù)據(jù)不同。高速緩存上放的是低速設(shè)備上的某些數(shù)據(jù)的拷貝，

也就是說高速緩存上有的數(shù)據(jù)低速設(shè)備上必然有；而緩沖區(qū)則是放置低速設(shè)備傳

遞給高速設(shè)備的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)從低速設(shè)備傳遞到緩沖區(qū)中，而在低速設(shè)備中卻

不一定有備份。

(2)兩者的目的不同。高速緩存是為了存放低速設(shè)備上經(jīng)常要被訪問到的數(shù)據(jù)

的拷貝，這樣一來，高速設(shè)備就不需要每次都訪問低速設(shè)備，但如果要訪問的數(shù)

據(jù)不在高速緩存中，那么高速設(shè)備還是需要訪問低速設(shè)備；而緩沖區(qū)是為了緩和

高速設(shè)備和低速設(shè)備間速度不匹配的矛盾而存在的。

10、有兩個(gè)并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程P1和P2,共享初值為1的變量x,P1對(duì)x加1,P2

對(duì)x減1。加1和減1操作的指令序列分別如下所示。C(就是書上的，4、5、

6三種結(jié)果)〃加1操作〃減1操作loadRI,x〃取x到寄存器R1中Load

R2,xincRIdecR2storex,RI〃將RI的內(nèi)容存入xstorex,R2兩個(gè)操

作完成后，X的值—O

A.可能為-1和3B.只能為1C.可能為0、1或2D.可能為-1、0、1或2解

析：本題考查的是用軟件方式實(shí)現(xiàn)臨界區(qū)之間的互斥，將P1中3條語句編號(hào)為

1,2,3,P2中3條語句編號(hào)為4,5,6。則依次執(zhí)行1,2,3,4,5,6得結(jié)果1,依次

執(zhí)行1,2,4,5,6,3得結(jié)果2,執(zhí)行4,5,1,2,3,6得結(jié)果0.結(jié)果T不可能得出。實(shí)

現(xiàn)臨界區(qū)之間的互斥有多種方式，考生需要掌握的是用軟件方法實(shí)現(xiàn)臨界區(qū)之間

的互斥和用信號(hào)量機(jī)制實(shí)現(xiàn)臨界區(qū)之間的互斥。其中信號(hào)量機(jī)制實(shí)現(xiàn)臨界區(qū)之間

的互斥是OS中的重難點(diǎn)。

11、某銀行提供1個(gè)服務(wù)窗口和10個(gè)供顧客等待的座位。顧客到達(dá)銀行時(shí)，若

有空座位，則到取號(hào)機(jī)上領(lǐng)取一個(gè)號(hào)，等待叫號(hào)。取號(hào)機(jī)每次僅允許一位顧客使

用。當(dāng)營(yíng)業(yè)員空閑時(shí)，通過叫號(hào)選取一位顧客，并為其服務(wù)。顧客及營(yíng)業(yè)員的活

動(dòng)描述如下：cobegin{

process顧客i{

從取號(hào)機(jī)獲取一個(gè)號(hào)碼；等待叫號(hào)；獲得服務(wù)；}

process營(yíng)業(yè)員{

while(TRUE){

叫號(hào)；

為顧客服務(wù)；

}}}coend

請(qǐng)?zhí)砑颖匾男盘?hào)量和P、V(或wait()、signal())操作，實(shí)現(xiàn)上述過程

中的互斥與同步。要求寫出完整的過程，說明信號(hào)量的含義并賦初值。解析：

Semaphoreseats=10,〃有10個(gè)座位的資源信號(hào)量Mutex=l,〃取號(hào)機(jī)互斥信號(hào)

量

haveCustomer=0;〃顧客與營(yíng)業(yè)員同步，無顧客時(shí)營(yíng)業(yè)員休息cobegin{

process顧客i{

P(seats);〃等空位

P(mutex);〃申請(qǐng)使用取號(hào)機(jī)從取號(hào)機(jī)獲取一個(gè)號(hào)碼；V(mutex);〃取號(hào)完畢

V(haveCustomer);〃通知營(yíng)業(yè)員有新顧客到來等待叫號(hào)；

V(seats);〃離開座位獲得服務(wù)；}

process營(yíng)業(yè)員{

while(TRUE){

P(haveCustomer);〃沒有顧客則休息

叫號(hào)；

為顧客服務(wù)；

}}}coend

一個(gè)無紅綠燈的十字路口E1可以從四個(gè)方向來車，每個(gè)方向的車在通過這個(gè)十

字路口前都會(huì)先在自己方向的停車線上停一下，然后按從每個(gè)方向的車到達(dá)停車

線的先后嚴(yán)格順序通過十字路E1,用PV操作實(shí)現(xiàn)這一機(jī)制，有以下要求：(1)

說明你的設(shè)計(jì)思想。

(2)信號(hào)量及其他變量的定義和初值。(3)寫出程序。

(4)證明不會(huì)出現(xiàn)死鎖。解析：

(1)將十字路口的中心看成是臨界區(qū)，每次只能接收一倆車進(jìn)入這個(gè)區(qū)域。到

達(dá)停車線的車用P操作申請(qǐng)進(jìn)入臨界區(qū)，如果臨界區(qū)有車則等待一個(gè)V操作來喚

醒。離開臨界區(qū)的車用一個(gè)V操作來釋放對(duì)臨界區(qū)的擁有權(quán)，同時(shí)通知最早進(jìn)行

等待的車進(jìn)入臨界區(qū)。

(2)說明：m=l,a=l,b=l,c=l,d=l,m表示臨界區(qū)信號(hào)量，a~d表示各個(gè)方向是

否有車在等待。Pro(i)(i=a~d)表示某個(gè)方向的操作。(3)程序：

While(tru