考研操作系統(tǒng)-2-2

1、考研操作系統(tǒng) -2-2一、單項(xiàng)選擇題 （ 總題數(shù)： 10，分?jǐn)?shù)： 50.00）1. 響應(yīng)比高者優(yōu)先作業(yè)調(diào)度算法是以執(zhí)行時(shí)間和 來考慮的。A. 輸入時(shí)間B. 完成時(shí)間C. 周轉(zhuǎn)時(shí)間D. 等待時(shí)間 分析 最高響應(yīng)比優(yōu)先法 （HRN， Highest ， Response_Ratio Next） 是對(duì) FCFS方式和 SJF 方式的一種綜合平 衡。 FCFS方式只考慮每個(gè)作業(yè)的等待時(shí)間而未考慮執(zhí)行時(shí)間的長短，而 SJF方式只考慮執(zhí)行時(shí)間而未考慮 等待時(shí)間的長短。因此，這兩種調(diào)度算法在某些極端情況下會(huì)帶來某些不便。 HRN調(diào)度策略同時(shí)考慮每個(gè) 作業(yè)的等待時(shí)間長短和估計(jì)需要的執(zhí)行時(shí)間長短，從中選出響應(yīng)比

2、最高的作業(yè)投入執(zhí)行。響應(yīng)比 R 定義如 下： R=（W+T）/T=1+W/T，其中 T 為該作業(yè)估計(jì)需要的執(zhí)行時(shí)間， W為作業(yè)在后備狀態(tài)隊(duì)列中的等待時(shí)間。每 當(dāng)要進(jìn)行作業(yè)調(diào)度時(shí)，系統(tǒng)計(jì)算每個(gè)作業(yè)的響應(yīng)比，選擇其中R 最大者投入執(zhí)行。這樣，即使是長作業(yè)，隨著它等待時(shí)間的增加， W/T 也就隨著增加，也就有機(jī)會(huì)獲得調(diào)度執(zhí)行。這種算法是介于 FCFS和 SJF之間的一種折中算法。由于長作業(yè)也有機(jī)會(huì)投入運(yùn)行，在同一時(shí)間內(nèi)處理的作業(yè)數(shù)顯然要少于 SJF 法，從而 采用 HRN方式時(shí)其吞吐量將小于采用 SJF 法時(shí)的吞吐量。另外，由于每次調(diào)度前要計(jì)算響應(yīng)比，系統(tǒng)開銷 也要相應(yīng)增加。 它具有以下特點(diǎn)。 如果

3、作業(yè) （進(jìn)程） 的等待時(shí)間相等時(shí)，則要求執(zhí)行時(shí)間最短的作業(yè) （ 進(jìn) 程） 的優(yōu)先權(quán)最高，因此它有利于短作業(yè) （進(jìn)程） ，從而降低作業(yè) （ 進(jìn)程）的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間，提高系統(tǒng)吞吐量， 符合 SJF思想。 如果作業(yè) （進(jìn)程） 的要求執(zhí)行時(shí)間相等時(shí)，則其優(yōu)先權(quán)將取決于作業(yè)到達(dá)（ 或進(jìn)程進(jìn)入就緒狀態(tài) ） 的先后次序，因此體現(xiàn)了公平的原則，符合FCFS思想。 如果作業(yè) （進(jìn)程） 較長，它的優(yōu)先權(quán)將隨著等待時(shí)間的增長而提高，從而使長時(shí)間作業(yè) （進(jìn)程） 不會(huì)長期得不到服務(wù)。2. 為了解決不同用戶文件的“命名沖突”問題，通常在文件系統(tǒng)中采用 。A. 約定的方法B. 多級(jí)目錄 C. 路徑D. 索引 分析 為了解決不

4、同用戶文件的“命名沖突”問題，通常在文件系統(tǒng)中采用目錄結(jié)構(gòu)，文件目錄結(jié)構(gòu)一般 有一級(jí)目錄結(jié)構(gòu)、二級(jí)目錄結(jié)構(gòu)和多級(jí)目錄結(jié)構(gòu)。3. 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)必須在 內(nèi)處理完來自外部的事件。A. 響應(yīng)時(shí)間B. 周轉(zhuǎn)時(shí)間C. 被控制對(duì)象規(guī)定時(shí)間 D. 調(diào)度時(shí)間 分析 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) （Real Time Operating system） 是指系統(tǒng)能及時(shí)響應(yīng)外部事件的請(qǐng)求，在規(guī)定的時(shí)間 內(nèi)，完成對(duì)該事件的處理，并控制所有實(shí)時(shí)任務(wù)協(xié)調(diào)一致地運(yùn)行。實(shí)時(shí)的含義是計(jì)算機(jī)對(duì)于外來信息，能 夠以足夠快的速度進(jìn)行處理，并在被控制對(duì)象允許的時(shí)間范圍內(nèi)，作出快速響應(yīng)。因而，提供及時(shí)響應(yīng)和 高可靠性是其主要特點(diǎn)。通常，實(shí)時(shí)系統(tǒng)具有以下

5、特點(diǎn)： ·及時(shí)性：它一般具有高精度的實(shí)時(shí)時(shí)鐘，能及 時(shí)地響應(yīng)外部文件的請(qǐng)求，并在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成對(duì)該文件的處理，控制實(shí)時(shí)設(shè)備和實(shí)時(shí)任務(wù)協(xié)調(diào)一致 地運(yùn)行。 ·支持多道程序設(shè)計(jì)：任務(wù)調(diào)度算法簡單、實(shí)用，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單明了，任務(wù)切換速度快，能夠處 理時(shí)間驅(qū)動(dòng)的任務(wù)和文件驅(qū)動(dòng)的任務(wù)。 ·高可靠性：這是實(shí)時(shí)系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)目標(biāo)之一。為了提高實(shí)時(shí)系 統(tǒng)的可靠性，軟硬件都必須采取相應(yīng)的措施加以保證。 ·較強(qiáng)的過載防護(hù)能力：在支持多任務(wù)的實(shí)時(shí)系統(tǒng) 中，實(shí)時(shí)任務(wù)的數(shù)目在某些時(shí)刻超出系統(tǒng)的處理能力時(shí)， 系統(tǒng)要通過相應(yīng)的措施 （ 如延遲或丟棄不重要的任 務(wù)） 來保證實(shí)時(shí)性強(qiáng)的重

6、要任務(wù)能及時(shí)處理。4. 作業(yè)調(diào)度程序從處于 狀態(tài)的隊(duì)列中選取適當(dāng)?shù)淖鳂I(yè)投入運(yùn)行。A. 運(yùn)行B. 后備 C. 完成D. 提交 分析 作業(yè)從進(jìn)入系統(tǒng)到運(yùn)行結(jié)束，一般要經(jīng)歷進(jìn)入、收容、運(yùn)行、完成四個(gè)階段。相應(yīng)地，我們說此作 業(yè)處于進(jìn)入、后備、執(zhí)行、完成四個(gè)不同的狀態(tài)。 進(jìn)入狀態(tài)：即提交狀態(tài)，作業(yè)從輸入設(shè)備進(jìn)入輸入井 后 備狀態(tài)：操作員把作業(yè)輸入到直接存取的后援存取器后，為進(jìn)入系統(tǒng)的作業(yè)建立作業(yè)控制塊，并把它加入 到后備作業(yè)隊(duì)列中，等候作業(yè)調(diào)度程序調(diào)度。這一過程也稱為作業(yè)注冊(cè)。 運(yùn)行狀態(tài)：作業(yè)被作業(yè)調(diào)度程序 選中，且分配了必要的資源，建立一組相應(yīng)的進(jìn)程后，該作業(yè)就進(jìn)入了運(yùn)行狀態(tài)。它分為三種狀態(tài)：即就

7、緒狀態(tài)、執(zhí)行狀態(tài)、阻塞狀態(tài)。 完成狀態(tài)：當(dāng)作業(yè)正常運(yùn)行結(jié)束或因發(fā)生錯(cuò)誤而終止時(shí)，作業(yè)進(jìn)入完成階 段。 一般來說，作業(yè)調(diào)度程序需從處于后備狀態(tài)的隊(duì)列中選取適當(dāng)?shù)淖鳂I(yè)投入運(yùn)行。5. 相聯(lián)存儲(chǔ)器在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中是用于 的。A. 存儲(chǔ)文件信息B. 與主存交換信息 C. 內(nèi)存地址變換D. 內(nèi)存管理信息 分析 相聯(lián)存儲(chǔ)器是不按地址而按給定內(nèi)容的特征進(jìn)行存取的存儲(chǔ)器。相聯(lián)存儲(chǔ)器的特點(diǎn)是：除有存儲(chǔ)功能外，還具有信息處理功能。它能根據(jù)送來內(nèi)容的特征查找存儲(chǔ)單元； 對(duì)各個(gè)存儲(chǔ)單元并行進(jìn)行查 找，因而能顯著提高查找速度。 相聯(lián)存儲(chǔ)器用于地址相聯(lián)，有與高速存儲(chǔ)器相同行數(shù)和列數(shù)的存儲(chǔ)單元。 當(dāng)主存儲(chǔ)器某一列某一行存儲(chǔ)單元

8、組調(diào)入高速存儲(chǔ)器同一列某一空著的存儲(chǔ)單元組時(shí)，與相聯(lián)存儲(chǔ)器對(duì)應(yīng) 位置的存儲(chǔ)單元就記錄調(diào)入的存儲(chǔ)單元組在主存儲(chǔ)器中的行號(hào)。 當(dāng)中央處理器存取主存儲(chǔ)器時(shí)，硬件首先 自動(dòng)對(duì)存取地址的列號(hào)字段進(jìn)行譯碼，以便將相聯(lián)存儲(chǔ)器該列的全部行號(hào)與存取主存儲(chǔ)器地址的行號(hào)字段 進(jìn)行比較：若有相同的，表明要存取的主存儲(chǔ)器單元已在高速存儲(chǔ)器中，稱為命中，硬件就將存取主存儲(chǔ) 器的地址映射為高速存儲(chǔ)器的地址并執(zhí)行存取操作；若都不相同，表明該單元不在高速存儲(chǔ)器中，稱為脫 靶，硬件將執(zhí)行存取主存儲(chǔ)器操作并自動(dòng)將該單元所在的那一主存儲(chǔ)器單元組調(diào)入高速存儲(chǔ)器相同列中空 著的存儲(chǔ)單元組中，同時(shí)將該組在主存儲(chǔ)器中的行號(hào)存入相聯(lián)存儲(chǔ)器對(duì)應(yīng)

9、位置的單元內(nèi)。6. 關(guān)于剝奪式系統(tǒng)下列哪種說法是正確的 。A. 系統(tǒng)采用輪轉(zhuǎn)調(diào)度進(jìn)程，則系統(tǒng)采用的是剝奪式調(diào)度B. 若現(xiàn)行進(jìn)程要等待某一事件來引起調(diào)度，則該系統(tǒng)是剝奪式調(diào)度C. 實(shí)時(shí)系統(tǒng)通常采用剝奪式調(diào)度 D. 在剝奪式系統(tǒng)中，進(jìn)程的周轉(zhuǎn)時(shí)間較之非剝奪式系統(tǒng)是可預(yù)見的 分析 進(jìn)程調(diào)度有以下兩種基本方式。 非剝奪方式：分派程序一旦把處理機(jī)分配給某進(jìn)程后便讓它一直 運(yùn)行下去，直到進(jìn)程完成或發(fā)生某事件而阻塞時(shí)，才把處理機(jī)分配給另一個(gè)進(jìn)程。即使在就緒隊(duì)列有優(yōu)先 級(jí)高于當(dāng)前執(zhí)行進(jìn)程時(shí)，當(dāng)前進(jìn)程仍將占用處理機(jī)，直到該進(jìn)程自己因調(diào)用原語操作或等待 I/O 而進(jìn)入阻 塞、睡眠狀態(tài)，或時(shí)間片用完時(shí)才重新發(fā)生調(diào)度

10、讓出處理機(jī)。 剝奪方式：當(dāng)一個(gè)進(jìn)程正在運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)可 以基于某種原則，剝奪已分配給它的處理機(jī)，將之分配給其他進(jìn)程。剝奪原則有：優(yōu)先權(quán)原則、短進(jìn)程、 優(yōu)先原則、時(shí)間片原則。 實(shí)時(shí)系統(tǒng)通常采用剝奪式調(diào)度，時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法是一種運(yùn)行時(shí)間一到就剝奪進(jìn)程處 理器使用權(quán)的剝奪式調(diào)度。7. CPU 輸出數(shù)據(jù)的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于打印機(jī)的打印速度，為了解決這一矛盾，可采用 。A. 并行技術(shù)B. 通道技術(shù)C. 緩沖技術(shù) D. 虛存技術(shù) 分析 在操作系統(tǒng)中，引入緩沖的主要原因，可歸結(jié)為以下幾點(diǎn)。1 改善 CPU與 I/O 設(shè)備間的速度不匹配矛盾 如一個(gè)程序，它時(shí)而進(jìn)行長時(shí)間的計(jì)算而沒有輸出，時(shí)而又陣發(fā)性地把輸出送到打印機(jī)。由

11、于打印 機(jī)的速度跟不上 CPU，而使得 CPU長時(shí)間的等待。 如果設(shè)置了緩沖區(qū)， 程序輸出的數(shù)據(jù)先送到緩沖區(qū)暫存， 然后由打印機(jī)慢慢地輸出。這時(shí)， CPU不必等待，可以繼續(xù)執(zhí)行程序。實(shí)現(xiàn)了 CPU與 I/O 設(shè)備之間的并行 工作。 2可以減少對(duì) CPU的中斷頻率，放寬對(duì)中斷響應(yīng)時(shí)間的限制如果 I/O 操作每傳送一個(gè)字節(jié)就要產(chǎn)生一次中斷，那么設(shè)置了 n 個(gè)字節(jié)的緩沖區(qū)后，則可以等到緩沖區(qū)滿時(shí)才產(chǎn)生中斷，這樣中斷次數(shù)就減少 到 1/n ，而且中斷響應(yīng)的時(shí)間也可以相應(yīng)的放寬。3 提高 CPU和 I/O 設(shè)備之間的并行性 緩沖的引入可顯著提高 CPU和設(shè)備的并行操作程度，提高系統(tǒng)的吞吐量和設(shè)備的利用率

12、。8. 進(jìn)程具有 3 種基本狀態(tài)，即阻塞態(tài)，運(yùn)行態(tài)和就緒態(tài)。進(jìn)程在執(zhí)行過程中，其狀態(tài)總是不停地發(fā)生變化 的，下面關(guān)于進(jìn)程狀態(tài)變化的說法中正確的是 。A. 一個(gè)進(jìn)程必須經(jīng)過進(jìn)程的 3 個(gè)級(jí)別狀態(tài)才能結(jié)束B. 進(jìn)程一旦形成，首先進(jìn)入的是運(yùn)行狀態(tài)C. 3 種進(jìn)程狀態(tài)是進(jìn)程的基本狀態(tài)，進(jìn)程可能同時(shí)處于某幾種狀態(tài)D. 分時(shí)系統(tǒng)中，一個(gè)正在運(yùn)行進(jìn)程的時(shí)間片如果終結(jié)，該進(jìn)程將轉(zhuǎn)入就緒狀態(tài) 分析 一般來說，按進(jìn)程在執(zhí)行過程中的不同情況，進(jìn)程的基本狀態(tài)有阻塞態(tài)，運(yùn)行態(tài)和就緒態(tài)三種：下 面列出各狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的可能因素： 就緒態(tài)一執(zhí)行態(tài)：可能原因，進(jìn)程調(diào)度； 執(zhí)行態(tài)一就緒態(tài)：可能原 因，時(shí)間片到； 執(zhí)行態(tài)一阻塞態(tài)：

13、可能原因，等待某個(gè)事件發(fā)生而睡眠； 阻塞態(tài)一就緒態(tài)：可能原因， 因等待事情發(fā)生而喚醒。9. 為了實(shí)現(xiàn)對(duì)文件系統(tǒng)中的文件的安全管理，任何一個(gè)用戶在進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)都必須進(jìn)行注冊(cè)，這一級(jí)安全管 理是 。A. 用戶級(jí)B. 文件級(jí)C. 系統(tǒng)級(jí) D. 目錄級(jí) 分析 文件的安全管理措施常常在系統(tǒng)級(jí)、用戶級(jí)、目錄級(jí)和文件級(jí)上實(shí)施。(1) 系統(tǒng)級(jí)：用戶需注冊(cè)登記并配有口令，每次使用系統(tǒng)時(shí)，都需要進(jìn)行登錄 (login) ，然后輸入用戶口令 (password) ，方能進(jìn)入系 統(tǒng)。 (2) 用戶級(jí)：系統(tǒng)對(duì)用戶分類并限定各類用戶對(duì)目錄和文件的訪問權(quán)限。(3) 目錄級(jí)：系統(tǒng)對(duì)目錄的操作權(quán)限加以限定，如讀 (R) 、寫(W

14、)、查看(X)等。 (4) 文件級(jí)：系統(tǒng)設(shè)置文件屬性來控制用戶對(duì)文件 的訪問，通常可設(shè)置的屬性有：執(zhí)行、隱藏、只讀、讀寫、共享、系統(tǒng)。用戶對(duì)文件的訪問，將由用戶訪 問權(quán)、目錄訪問權(quán)限及文件屬性三者的權(quán)限確定， 或者說是有效權(quán)限和文件屬性的交集。 如對(duì)于只讀文件， 盡管用戶的有效權(quán)限是讀，但都不能對(duì)只讀文件進(jìn)行修改、更名和刪除。對(duì)于一個(gè)非共享文件，將禁止在 同一時(shí)間內(nèi)由多個(gè)用戶對(duì)它們進(jìn)行訪問。 通過上述 4 級(jí)文件保護(hù)措施，可有效地對(duì)文件實(shí)施保護(hù)。10. 單一連續(xù)分區(qū)存儲(chǔ)管理時(shí)， 若作業(yè)地址空間大于用戶空間， 可用 把不同時(shí)工作的段輪流裝入主存區(qū)執(zhí)行。A. 虛擬存儲(chǔ)技術(shù)B. 交換技術(shù)C. 覆蓋技

15、術(shù) D. 移動(dòng)技術(shù) 分析 覆蓋技術(shù)的實(shí)現(xiàn)思想是，把程序劃分為若干個(gè)功能上相對(duì)獨(dú)立的程序段，按照其自身的邏輯結(jié)構(gòu)使 那些不會(huì)同時(shí)運(yùn)行的程序段共享同一塊內(nèi)存區(qū)域。程序段先保存在磁盤上，當(dāng)有關(guān)程序的前一部分執(zhí)行結(jié) 束后，把后續(xù)程序段調(diào)入內(nèi)存，覆蓋前面的程序段。 交換技術(shù)的實(shí)現(xiàn)思想是，在分時(shí)系統(tǒng)中，用戶的進(jìn)程 比內(nèi)存能容納的數(shù)量更多，系統(tǒng)將那些不再運(yùn)行的進(jìn)程或某一部分調(diào)出內(nèi)存，暫時(shí)放在外存上的一個(gè)后備 存儲(chǔ)區(qū)，通常稱為交換區(qū)，當(dāng)需要運(yùn)行這些進(jìn)程時(shí)，再將它們裝入內(nèi)存。二、綜合題 ( 總題數(shù)： 2，分?jǐn)?shù)： 50.00) 多個(gè)進(jìn)程共享一個(gè)文件，其中只讀文件的稱為讀者，其中只寫文件的稱為寫者。讀者可以同時(shí)讀，

16、但是寫 者只能獨(dú)立地寫。請(qǐng)問：(分?jǐn)?shù)： 25.00 )(1).說明進(jìn)程間的相互制約關(guān)系，應(yīng)設(shè)立哪些信號(hào)量 ?(分?jǐn)?shù)： 12.50 ) 進(jìn)程間的制約關(guān)系有三類：一是讀者進(jìn)程之間運(yùn)行讀；二是讀者進(jìn)程與寫者進(jìn)程之間必須互斥；三是寫者 進(jìn)程之間必須互斥。(2).用 P、V 操作寫出其同步算法。(分?jǐn)?shù)： 12.50 )用 P、V 操作的同步算法如下： Begin Integer mutex1，mutex2，rc; mutex1:=1; mutex2:=1; rc:=0; Cobegin Reader; Begin P(mutex1); rc:=rc+1; if rc_1 then p(mutex2);

17、V(mutex1); Reading the file; rc:=rc-1;if rc=0 then V(mutex2); V(mutex1); End Writer: Begin p(mutex2); Writing the file; V(mutex2); End Coend End假設(shè)系統(tǒng)有同類資源 10 個(gè)，供 A、 B、C三個(gè)進(jìn)程共享， A、 B、C所需資源總數(shù)分別是 8、 4、 9，它們申請(qǐng) 資源的次序和數(shù)量如表 6-1 所示：表 6-1 進(jìn)程資源申請(qǐng)表次序進(jìn)程申請(qǐng)量1C22A43B24A25C16B2按銀行家算法為它分配資源：（分?jǐn)?shù)： 25.00 ）（1）.寫出執(zhí)行完序號(hào)為 6

18、的申請(qǐng)時(shí)，各進(jìn)程的狀態(tài)和已占的資源數(shù)；（分?jǐn)?shù)： 12.50 ） 執(zhí)行完序號(hào)為 6的申請(qǐng)時(shí)，各進(jìn)程的狀態(tài)和已占的資源數(shù)如表 7-1 所示：表 7-1 進(jìn)程狀態(tài)表A等待已占用資源 4 個(gè)B 就緒或運(yùn)行已占用資源 4 個(gè)C等待已占用資源 2 個(gè)（2）.請(qǐng)估計(jì)系統(tǒng)是否會(huì)出現(xiàn)死鎖，并簡要說明理由（分?jǐn)?shù)： 12.50 ）根據(jù)單項(xiàng)銀行家算法， 過程為： C申請(qǐng) 2 個(gè)資源時(shí)， 剩余資源可使各進(jìn)程結(jié)束， 所以這個(gè)分配是安全的， 故將 2個(gè)資源分配給 C。 同理， A、B分別申請(qǐng) 4、2個(gè)資源時(shí)，剩余資源可使各進(jìn)程運(yùn)行結(jié)束，所以這 個(gè)分配也是安全的，故將 4、2 個(gè)資源分配給 A、B。 A申請(qǐng) 2 個(gè)資源時(shí)，系統(tǒng)此刻剩余資源