2020年10月高等教育自學(xué)考試全國統(tǒng)一命題考試

操作系統(tǒng)

（課程代碼?02326）

第一部分選擇題

一、單項(xiàng)選擇題：本大題共20小題，每小題1分，共20分。在每小題列出的選項(xiàng)中只有一項(xiàng)是符合題目要求的，請(qǐng)將其選岀。

1.操作系統(tǒng)中，為了防止由于用戶的錯(cuò)誤而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)發(fā)生不可預(yù)料的后果，通常為中央處理器引入了運(yùn)行模式的概念。運(yùn)行模式一般分為用戶模式和

A.調(diào)用模式 B.共享模式

C.特權(quán)模式 D.恢復(fù)模式

?2.操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程一般可分為功能設(shè)計(jì)、算法設(shè)計(jì)和

A.程序設(shè)計(jì) ???B.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)???????C.接口設(shè)計(jì) D.界面設(shè)計(jì)

3.存儲(chǔ)器的最小編制單位是

A、二進(jìn)位?B、字節(jié) ?C、字 D、雙字

??4.在處理器的寄存器中，用于記錄處理器的運(yùn)行模式信息的是

A.地址寄存器 ?????????????B.數(shù)據(jù)寄存器 ?

C.指令寄存器 ?????????????D.程序狀態(tài)字

5.用戶程序在執(zhí)行過程中系統(tǒng)調(diào)用，此時(shí)處理器的工作狀態(tài)

A.從目態(tài)轉(zhuǎn)換為管態(tài) B.從管態(tài)轉(zhuǎn)換為目態(tài)

C.維持目態(tài) D.維持管態(tài)

6.多道程序設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)之一是

A.避免發(fā)生資源競(jìng)爭(zhēng) B.縮短作業(yè)的執(zhí)行時(shí)間

C.減少處理器空閑時(shí)間 D.減少調(diào)度次數(shù)

7.如果有10個(gè)進(jìn)程并發(fā)運(yùn)行，則以下不可能出現(xiàn)的情形是

A.一個(gè)進(jìn)程處于運(yùn)行態(tài)，沒有就緒態(tài)的進(jìn)程，9個(gè)阻塞的進(jìn)程

B.一個(gè)進(jìn)程處于運(yùn)行態(tài)，9個(gè)就緒態(tài)的進(jìn)程，沒有阻塞的進(jìn)程

C.一個(gè)進(jìn)程處于運(yùn)行態(tài)，1個(gè)就緒態(tài)的進(jìn)程，8個(gè)阻塞的進(jìn)程

D.沒有進(jìn)程處于運(yùn)行態(tài)，2個(gè)就緒態(tài)的進(jìn)程，8個(gè)阻塞的進(jìn)程

8.所謂臨界區(qū)是指訪問臨界資源的

A.一個(gè)緩沖區(qū) ??B.程序段C.同步機(jī)制 ??????????D.一段數(shù)據(jù)區(qū)

9.在具有N個(gè)進(jìn)程的系統(tǒng)中，允許M個(gè)進(jìn)程（N≥M≥1）同時(shí)進(jìn)入它們的臨界區(qū)，處于等待狀態(tài)的進(jìn)程數(shù)最多為

A.N個(gè)????B、M個(gè) ??C、N-M個(gè) ?D、1個(gè)

【解析】臨界區(qū)沒有進(jìn)程，此時(shí)信號(hào)量為M,每一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)，信號(hào)量減1，減到-（N-M）為止

D、用P、V操作可解決任何進(jìn)程的互斥問題

10.在9個(gè)生產(chǎn)者、6個(gè)消費(fèi)者共享容量為8的緩沖器的生產(chǎn)者-消費(fèi)者問題中，設(shè)S為互斥使用緩沖器的信號(hào)量，其初始值應(yīng)設(shè)為

A.1 ?????B.6 ???C.8 ?????D.9

【解析】互斥使用某些臨界資源，是指在同一時(shí)間段只允許一個(gè)進(jìn)程使用該資源所以互斥信號(hào)量的初值都為1。若用PV操作來管理進(jìn)程互斥地進(jìn)入臨界區(qū)，則只要用一個(gè)信號(hào)量與一組涉及共享變量的相關(guān)臨界區(qū)聯(lián)系起來，該信號(hào)量的初值定為1

11.資源的有序分配策略，破環(huán)了導(dǎo)致死鎖的四個(gè)必要條件中的

A、不可剝奪條件 ???????????B、互斥條件 ????

?C、請(qǐng)求和保持條件 ?????????D.循環(huán)等待條件

12.下列關(guān)于死鎖的說法中，正確的是

A.死鎖必有環(huán) ????B.死鎖必?zé)o環(huán) C、有環(huán)必死鎖???D、有環(huán)無死鎖

13.設(shè)系統(tǒng)中有n個(gè)進(jìn)程并發(fā)，共享競(jìng)爭(zhēng)資源X,且每個(gè)進(jìn)程都需要m個(gè)資源X，為使該系統(tǒng)不會(huì)發(fā)生死鎖，則資源X的個(gè)數(shù)最少應(yīng)為

A.n*m+1 ??????????B.n*（m-1）+1 ??????????????C.n*m+n ??????????????D.n*m+m ?

【解析】
最極端的情況是每個(gè)進(jìn)程有m-1個(gè)資源，而總資源一共就有n*(m-1)個(gè)，那么這個(gè)時(shí)候也會(huì)發(fā)生死鎖，這個(gè)時(shí)候只需要再多出一個(gè)資源，就可以保證某一個(gè)進(jìn)程執(zhí)行成功，然后執(zhí)行成功以后，就會(huì)有更多的資源釋放，后面的進(jìn)程也可以執(zhí)行。所以最終的結(jié)果就是n*(m-1)+1

14.存儲(chǔ)管理中，地址靜態(tài)重定位的時(shí)機(jī)是

A.在程序編譯時(shí) B.在程序鏈接時(shí)

C.在程序裝入內(nèi)存時(shí) D.在程序運(yùn)行時(shí)

【解析】靜態(tài)重定位：在邏輯地址轉(zhuǎn)換為物理地址的過程中，地址變換是在進(jìn)程裝入時(shí)一次完成，以后不在改變。

15.在可變分區(qū)方案中，某一作業(yè)完成后，系統(tǒng)收回其內(nèi)存空間，并與相鄰空閑區(qū)合并，為此需修改空閑區(qū)表，造成空閑區(qū)數(shù)減1的情況是

A.無上鄰（低址）空閑區(qū)，也無下鄰（高址）空閑區(qū)

B、有上鄰（低址）空閑區(qū)，也無下鄰（高址）空閑區(qū)

C.有下鄰（高址）空閑區(qū)，也無上鄰（低址）空閑區(qū)

D.無上鄰（低址）空閑區(qū)，也無下鄰（高址）空閑區(qū)

?

16.下列關(guān)于虛擬頁式存儲(chǔ)管理的敘述中，正確的是

A.程序和數(shù)據(jù)是在開始執(zhí)行前一次性裝入的

B.在頁表中一定要有“存在位”、“訪問位”等信息

C.一個(gè)被置換的頁面一定要寫回外存

D.產(chǎn)生缺頁異常一定要置換一個(gè)頁面

【解析】

A. 程序、數(shù)據(jù)不是一次性裝入，是裝入了一部分，后續(xù)根據(jù)需要，進(jìn)行換入換出的；

C. 產(chǎn)生缺頁中斷時(shí)，若內(nèi)存中有閑置的物理頁面，就直接分配，不用淘汰了；

D 淘汰的頁面若發(fā)生過寫操作，即被修改過，則一定要寫回內(nèi)存；若沒被修改過，就直接free掉，不用寫回了；?

17.下列磁盤空間管理策略中，能夠迅速找到大量空閑盤塊地址的是

A.成組鏈接法 B.空閑塊鏈表

C.空閑塊表 D.位示圖

18.一個(gè)UNIX系統(tǒng)根目錄由bin、etc、lib和user構(gòu)成。其中user目錄中存儲(chǔ)用戶的子目錄，由兩個(gè)用戶user1和user2，user1目錄下有一個(gè)hello文件，當(dāng)前目錄為/user/user2，以下說法不正確的是

A,/user/user1/hello是絕對(duì)路徑

B、user1/hello是相對(duì)路徑

C、在當(dāng)前目錄下不能創(chuàng)建名為hello的文件

D、在當(dāng)前目錄下不能通過路徑user1/hello訪問hello文件

19.若以系統(tǒng)中信息組織方式來劃分設(shè)備，可將I/O設(shè)備劃分為字符設(shè)備和

A.塊設(shè)備 ????????B.存儲(chǔ)設(shè)備C.多媒體設(shè)備D.虛擬設(shè)備

20.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，每一種外圍設(shè)備在自己的設(shè)備控制器的控制下工作，每個(gè)設(shè)備控制器有若干個(gè)寄存器用來處理器進(jìn)行通信，這些寄存器包括控制寄存器、狀態(tài)寄存器和

A.界限寄存器????B.讀寫寄存器

C.中斷寄存器 ?D.數(shù)據(jù)寄存器

二、填空題：本大題共10小題，每小題2分，共20分。

21.并發(fā)性是操作系統(tǒng)的基本特征。計(jì)算機(jī)程序的并發(fā)性體現(xiàn)在下面兩個(gè)方面，一是用戶程序與_用戶程序之間的并發(fā)執(zhí)行，二是用戶程序與_操作系統(tǒng)之間的并發(fā)執(zhí)行。

22.順序性、封閉性是程序順序執(zhí)行時(shí)的基本特征。由此可以引出程序順序執(zhí)行時(shí)，其執(zhí)行結(jié)果具有兩個(gè)特征，即執(zhí)行結(jié)果的確定性和_可再現(xiàn)性__。

23.從靜態(tài)的角度看，進(jìn)程是由數(shù)據(jù)、程序和進(jìn)程控制塊三個(gè)部分組成。

24.一個(gè)管程由四部分組成，分別為管程名稱、共享數(shù)據(jù)說明、對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行一組過程和對(duì)共享數(shù)據(jù)的_賦初值的語句_。

25在哲學(xué)家就餐問題中，為了防止死鎖的產(chǎn)生，可以采用資源的有序分配法，即規(guī)定每個(gè)哲學(xué)家想用餐時(shí)總是先拿編號(hào)?大的筷子，再拿編號(hào) 小?的筷子就不會(huì)出現(xiàn)死鎖現(xiàn)象。

26.內(nèi)存分配有兩種方式，分別為 ?靜態(tài)內(nèi)存分配?和動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配??其中前一種分配方式內(nèi)存分配工作是在程序運(yùn)行前一次性完成

27.分區(qū)管理是一種能夠滿足多道程序運(yùn)行的最簡(jiǎn)單的存儲(chǔ)管理方案，有兩種分區(qū)方式，分別為 可變分區(qū)管理?和 固定分區(qū)管理.

28.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中一組帶標(biāo)識(shí)的、邏輯上完整意義的信息項(xiàng)的序列稱為 文件。

29.Windows系統(tǒng)的FAT文件系統(tǒng)采用的物理結(jié)構(gòu)是_鏈接結(jié)構(gòu)_。

30.啟動(dòng)磁盤執(zhí)行輸入輸出時(shí)，執(zhí)行一次輸入輸出所花費(fèi)的時(shí)間包括尋找時(shí)間、__旋轉(zhuǎn)時(shí)間__和_移臂時(shí)間。

三、簡(jiǎn)答題

31、什么時(shí)系統(tǒng)調(diào)用？在執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用時(shí)，調(diào)用程序和被調(diào)用程序分別運(yùn)行在什么狀態(tài)？在執(zhí)行一般的函數(shù)調(diào)用時(shí)，調(diào)用程序和被調(diào)用程序分別運(yùn)行在什么狀態(tài)？

所謂系統(tǒng)調(diào)用，就是用戶在程序中調(diào)用操作系統(tǒng)所提供的一些子功能。它是通過系統(tǒng)調(diào)用命令，中段現(xiàn)行程序而轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的子程序，以完成特定的系統(tǒng)功能。完成后，控制又返回到發(fā)出系統(tǒng)調(diào)用命令之后的一條指令，被中斷的程序?qū)⒗^續(xù)執(zhí)行下去。

32、什么時(shí)最高響應(yīng)比優(yōu)先算法？試簡(jiǎn)述這個(gè)進(jìn)程調(diào)度算法的優(yōu)點(diǎn)并說明原因。

響應(yīng)比優(yōu)先調(diào)度算法既考慮作業(yè)的執(zhí)行時(shí)間也考慮作業(yè)的等待時(shí)間。響應(yīng)比 =（等待時(shí)間+要求服務(wù)時(shí)間）/ 要求服務(wù)時(shí)間

優(yōu)點(diǎn)：等待時(shí)間相同的作業(yè)，則要求服務(wù)的時(shí)間愈短，其優(yōu)先權(quán)愈高，——對(duì)短作業(yè)有利?
要求服務(wù)的時(shí)間相同的作業(yè)，則等待時(shí)間愈長(zhǎng)，其優(yōu)先權(quán)愈高，——是先來先服務(wù)?
長(zhǎng)作業(yè)，優(yōu)先權(quán)隨等待時(shí)間的增加而提高，其等待時(shí)間足夠長(zhǎng)時(shí)，其優(yōu)先權(quán)便可升到很高， 從而也可獲得處理機(jī)——對(duì)長(zhǎng)作業(yè)有利

33、死鎖檢測(cè)程序的運(yùn)行頻率較高或較低時(shí)，各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？

死鎖的檢測(cè)可非常頻繁地在每次資源請(qǐng)求時(shí)進(jìn)行，

其優(yōu)點(diǎn)是：可以盡早地檢測(cè)到死鎖及其所涉及的進(jìn)程，并有可能找到引起系統(tǒng)死鎖的那個(gè)（或那幾個(gè)）進(jìn)程。

其缺點(diǎn)是頻繁的檢測(cè)會(huì)耗費(fèi)相當(dāng)多的CPU時(shí)間，增加系統(tǒng)的開銷。相反，每隔較長(zhǎng)時(shí)間或當(dāng)CPU利用率下降到較低程度時(shí)進(jìn)行死鎖的檢測(cè)，則可以降低運(yùn)行死鎖檢測(cè)程序的開銷，但在檢測(cè)到死鎖時(shí)可能涉及到很多進(jìn)程，也難以找到引起死鎖的那個(gè)進(jìn)程，從而難以從死鎖狀態(tài)恢復(fù)過來。

34、什么是覆蓋技術(shù)？它的主要作用是什么？

覆蓋技術(shù)：把程序劃分為若干個(gè)功能獨(dú)立的程序段，這些程序段不會(huì)同時(shí)被CPU執(zhí)行，且讓他們共享同一個(gè)主存區(qū)。當(dāng)前沒有被CPU執(zhí)行的程序段放在外存，需要執(zhí)行時(shí)，從外存調(diào)入主存。其作用是從邏輯上擴(kuò)充主存

35、一般的I/O軟件結(jié)構(gòu)分為四層，即中斷處理程序、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、設(shè)備獨(dú)立層軟件和用戶級(jí)軟件。簡(jiǎn)要回答以下4項(xiàng)工作分別時(shí)在I/O軟件的哪一層完成的？

1）為一個(gè)磁盤的讀操作計(jì)算磁道、扇區(qū)、磁頭。（設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序）

2）向設(shè)備寄存器寫命令。（設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序）

3）檢查用戶是否允許使用設(shè)備（設(shè)備無關(guān)的軟件。）

4）將二進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換成ASCII以便打?。ㄓ脩艏?jí)軟件。）

?

四、綜合題

36.?假設(shè)一個(gè)系統(tǒng)有5個(gè)進(jìn)程，它們?cè)?時(shí)刻同時(shí)依次進(jìn)入就緒隊(duì)列，其運(yùn)行時(shí)間如下表所示，忽略I/O以及其他開銷時(shí)間【送分題】【必考題】

(1)?請(qǐng)給出先來先服務(wù)算法（FCFS）與最短進(jìn)程優(yōu)先算法（SJF）下各進(jìn)程的開始時(shí)間、完成時(shí)間、周轉(zhuǎn)時(shí)間；

(2)?計(jì)算在各算法下的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間？（計(jì)算結(jié)果保留1位小數(shù)）

FCFS(t)=（8+11+12+17+23）/5=14.2

SJF(t)=(8+12+9+17+23)/5=13.8

37.?企業(yè)注冊(cè)與繳費(fèi)問題描述如下：企業(yè)法人到工商所準(zhǔn)備注冊(cè)，注冊(cè)員給企業(yè)法人開具繳費(fèi)單，企業(yè)法人憑繳費(fèi)單到財(cái)務(wù)室繳費(fèi)，繳費(fèi)成功后，財(cái)務(wù)室給企業(yè)法人出具發(fā)票，企業(yè)法人憑發(fā)票到注冊(cè)員處領(lǐng)取執(zhí)照。

1）說明注冊(cè)與繳費(fèi)兩個(gè)進(jìn)程之間的同步關(guān)系

繳費(fèi)進(jìn)程需要等到注冊(cè)進(jìn)程開來繳費(fèi)單后，才能開始執(zhí)行；而注冊(cè)進(jìn)程需要收到繳費(fèi)進(jìn)程開的發(fā)票后，才能給企業(yè)法人發(fā)執(zhí)照。

2）設(shè)置兩個(gè)信號(hào)量invoice和payment，初始值為0.invoice表示發(fā)票，payment表示繳費(fèi)單。以下用信號(hào)量P、V操作實(shí)現(xiàn)的注冊(cè)于繳費(fèi)兩個(gè)進(jìn)程的同步程序。補(bǔ)充題目中的P,V操作，將編號(hào)（1）~（4）處空缺的內(nèi)容填寫在答題卡上。

注冊(cè)進(jìn)程

{

。。。

開具繳費(fèi)單;

____(1) V(payment)____;

____(2)__P(invoice)__;

?

發(fā)執(zhí)照；

。。。

}

繳費(fèi)進(jìn)程

{

。。。

____(3)___P（payment）_;

開具發(fā)票;

____(4)_V(invoice)___

}

?

38.?某程序在內(nèi)存分配3個(gè)頁面，初始為空，所需頁面的走向?yàn)?,1，2，3，2，3，4，5，3，6，3，4請(qǐng)給出采用先進(jìn)先出頁面置換算法（FIFO）和最近最少使用頁面置換算法（LRU）時(shí)的頁面置換過程。并計(jì)算相應(yīng)的缺頁次數(shù)及缺頁率。【送分題】

【解析】FIFO為先進(jìn)先出算法，如果已經(jīng)存在在內(nèi)存了則不存在缺頁,且頁內(nèi)次序不變

LRU最少使用頁面算法。如果已經(jīng)存在內(nèi)存則不存在缺頁，但次序發(fā)送改變。

FIFO

?

(注：FIFO算法中，“時(shí)間最長(zhǎng)-頁”表示在內(nèi)存時(shí)間最長(zhǎng)的頁面?！皶r(shí)間長(zhǎng)-頁”其次，“時(shí)間短-頁”表示在內(nèi)存時(shí)間最短的頁面，“是否缺頁”行中，要求用×表示缺頁，√表示不缺頁)

缺頁率=75%

LRU

?

?

(注：LRU算法中，“時(shí)間最長(zhǎng)-頁”表示未使用時(shí)間最長(zhǎng)的頁面?！皶r(shí)間長(zhǎng)-頁”其次，“時(shí)間短-頁”表示未使用時(shí)間最短的頁面，“是否缺頁”行中，要求用×表示缺頁，√表示不缺頁)

缺頁率=8/12

39.?設(shè)一移動(dòng)頭磁盤系統(tǒng)，共有200個(gè)柱面，編號(hào)為0-199.磁盤請(qǐng)求以柱面號(hào)10、100、191、31、20、150、32的次序到達(dá)，當(dāng)前磁頭在98號(hào)柱面上。求在下列移臂調(diào)度算法發(fā)的服務(wù)次序和移動(dòng)臂總共需移動(dòng)的距離。

1)?先來先服務(wù)調(diào)度算法

服務(wù)次序：98，10、100、191、31、20、150、32

移動(dòng)臂需移動(dòng)的距離：88+90+91+160+11+130+118=688

2)?移動(dòng)臂由外向里移動(dòng)（向柱面號(hào)增大的方向）的電梯調(diào)度算法

升序排列：10，20，31，32，【98】 100，150，191，

服務(wù)次序：98，32，31，20，10，100，150，191

移動(dòng)臂需移動(dòng)的距離：66+1+11+10+90+50+41=269