2020年10月高等教育自学考试全国统一命题考试 操作系统（课程代码 02326）
2020年10月高等教育自学考试全国统一命题考试
操作系统
（课程代码 02326）
第一部分选择题
一、单项选择题：本大题共20小题，每小题1分，共20分。在每小题列出的选项中只有一项是符合题目要求的，请将其选岀。
1.操作系统中，为了防止由于用户的错误而导致整个系统发生不可预料的后果，通常为中央处理器引入了运行模式的概念。运行模式一般分为用户模式和
A.调用模式 B.共享模式
C.特权模式 D.恢复模式
2.操作系统的设计过程一般可分为功能设计、算法设计和
A.程序设计 B.结构设计 C.接口设计 D.界面设计
3.存储器的最小编制单位是
A、二进位 B、字节 C、字 D、双字
4.在处理器的寄存器中，用于记录处理器的运行模式信息的是
A.地址寄存器 B.数据寄存器
C.指令寄存器 D.程序状态字
5.用户程序在执行过程中系统调用，此时处理器的工作状态
A.从目态转换为管态 B.从管态转换为目态
C.维持目态 D.维持管态
6.多道程序设计的优势之一是
A.避免发生资源竞争 B.缩短作业的执行时间
C.减少处理器空闲时间 D.减少调度次数
7.如果有10个进程并发运行，则以下不可能出现的情形是
A.一个进程处于运行态，没有就绪态的进程，9个阻塞的进程
B.一个进程处于运行态，9个就绪态的进程，没有阻塞的进程
C.一个进程处于运行态，1个就绪态的进程，8个阻塞的进程
D.没有进程处于运行态，2个就绪态的进程，8个阻塞的进程
8.所谓临界区是指访问临界资源的
A.一个缓冲区 B.程序段C.同步机制 D.一段数据区
9.在具有N个进程的系统中，允许M个进程（N≥M≥1）同时进入它们的临界区，处于等待状态的进程数最多为
A.N个 B、M个 C、N-M个 D、1个
【解析】临界区没有进程，此时信号量为M,每一个进程进入临界区，信号量减1，减到-（N-M）为止
D、用P、V操作可解决任何进程的互斥问题
10.在9个生产者、6个消费者共享容量为8的缓冲器的生产者-消费者问题中，设S为互斥使用缓冲器的信号量，其初始值应设为
A.1 B.6 C.8 D.9
【解析】互斥使用某些临界资源，是指在同一时间段只允许一个进程使用该资源所以互斥信号量的初值都为1。若用PV操作来管理进程互斥地进入临界区，则只要用一个信号量与一组涉及共享变量的相关临界区联系起来，该信号量的初值定为1
11.资源的有序分配策略，破环了导致死锁的四个必要条件中的
A、不可剥夺条件 B、互斥条件
C、请求和保持条件 D.循环等待条件
12.下列关于死锁的说法中，正确的是
A.死锁必有环 B.死锁必无环 C、有环必死锁 D、有环无死锁
13.设系统中有n个进程并发，共享竞争资源X,且每个进程都需要m个资源X，为使该系统不会发生死锁，则资源X的个数最少应为
A.n*m+1 B.n*（m-1）+1 C.n*m+n D.n*m+m
【解析】
最极端的情况是每个进程有m-1个资源，而总资源一共就有n*(m-1)个，那么这个时候也会发生死锁，这个时候只需要再多出一个资源，就可以保证某一个进程执行成功，然后执行成功以后，就会有更多的资源释放，后面的进程也可以执行。所以最终的结果就是n*(m-1)+1
14.存储管理中，地址静态重定位的时机是
A.在程序编译时 B.在程序链接时
C.在程序装入内存时 D.在程序运行时
【解析】静态重定位：在逻辑地址转换为物理地址的过程中，地址变换是在进程装入时一次完成，以后不在改变。
15.在可变分区方案中，某一作业完成后，系统收回其内存空间，并与相邻空闲区合并，为此需修改空闲区表，造成空闲区数减1的情况是
A.无上邻（低址）空闲区，也无下邻（高址）空闲区
B、有上邻（低址）空闲区，也无下邻（高址）空闲区
C.有下邻（高址）空闲区，也无上邻（低址）空闲区
D.无上邻（低址）空闲区，也无下邻（高址）空闲区
16.下列关于虚拟页式存储管理的叙述中，正确的是
A.程序和数据是在开始执行前一次性装入的
B.在页表中一定要有“存在位”、“访问位”等信息
C.一个被置换的页面一定要写回外存
D.产生缺页异常一定要置换一个页面
【解析】
A. 程序、数据不是一次性装入，是装入了一部分，后续根据需要，进行换入换出的；
C. 产生缺页中断时，若内存中有闲置的物理页面，就直接分配，不用淘汰了；
D 淘汰的页面若发生过写操作，即被修改过，则一定要写回内存；若没被修改过，就直接free掉，不用写回了；
17.下列磁盘空间管理策略中，能够迅速找到大量空闲盘块地址的是
A.成组链接法 B.空闲块链表
C.空闲块表 D.位示图
18.一个UNIX系统根目录由bin、etc、lib和user构成。其中user目录中存储用户的子目录，由两个用户user1和user2，user1目录下有一个hello文件，当前目录为/user/user2，以下说法不正确的是
A,/user/user1/hello是绝对路径
B、user1/hello是相对路径
C、在当前目录下不能创建名为hello的文件
D、在当前目录下不能通过路径user1/hello访问hello文件
19.若以系统中信息组织方式来划分设备，可将I/O设备划分为字符设备和
A.块设备 B.存储设备C.多媒体设备D.虚拟设备
20.计算机系统中，每一种外围设备在自己的设备控制器的控制下工作，每个设备控制器有若干个寄存器用来处理器进行通信，这些寄存器包括控制寄存器、状态寄存器和
A.界限寄存器 B.读写寄存器
C.中断寄存器 D.数据寄存器
二、填空题：本大题共10小题，每小题2分，共20分。
21.并发性是操作系统的基本特征。计算机程序的并发性体现在下面两个方面，一是用户程序与_用户程序之间的并发执行，二是用户程序与_操作系统之间的并发执行。
22.顺序性、封闭性是程序顺序执行时的基本特征。由此可以引出程序顺序执行时，其执行结果具有两个特征，即执行结果的确定性和_可再现性__。
23.从静态的角度看，进程是由数据、程序和进程控制块三个部分组成。
24.一个管程由四部分组成，分别为管程名称、共享数据说明、对数据进行一组过程和对共享数据的_赋初值的语句_。
25在哲学家就餐问题中，为了防止死锁的产生，可以采用资源的有序分配法，即规定每个哲学家想用餐时总是先拿编号 大的筷子，再拿编号 小 的筷子就不会出现死锁现象。
26.内存分配有两种方式，分别为 静态内存分配 和动态内存分配 其中前一种分配方式内存分配工作是在程序运行前一次性完成
27.分区管理是一种能够满足多道程序运行的最简单的存储管理方案，有两种分区方式，分别为 可变分区管理 和 固定分区管理.
28.计算机系统中一组带标识的、逻辑上完整意义的信息项的序列称为 文件。
29.Windows系统的FAT文件系统采用的物理结构是_链接结构_。
30.启动磁盘执行输入输出时，执行一次输入输出所花费的时间包括寻找时间、__旋转时间__和_移臂时间。
三、简答题
31、什么时系统调用？在执行系统调用时，调用程序和被调用程序分别运行在什么状态？在执行一般的函数调用时，调用程序和被调用程序分别运行在什么状态？
所谓系统调用，就是用户在程序中调用操作系统所提供的一些子功能。它是通过系统调用命令，中段现行程序而转去执行相应的子程序，以完成特定的系统功能。完成后，控制又返回到发出系统调用命令之后的一条指令，被中断的程序将继续执行下去。
32、什么时最高响应比优先算法？试简述这个进程调度算法的优点并说明原因。
响应比优先调度算法既考虑作业的执行时间也考虑作业的等待时间。响应比 =（等待时间+要求服务时间）/ 要求服务时间
优点：等待时间相同的作业，则要求服务的时间愈短，其优先权愈高，——对短作业有利
要求服务的时间相同的作业，则等待时间愈长，其优先权愈高，——是先来先服务
长作业，优先权随等待时间的增加而提高，其等待时间足够长时，其优先权便可升到很高， 从而也可获得处理机——对长作业有利
33、死锁检测程序的运行频率较高或较低时，各有什么优缺点？
死锁的检测可非常频繁地在每次资源请求时进行，
其优点是：可以尽早地检测到死锁及其所涉及的进程，并有可能找到引起系统死锁的那个（或那几个）进程。
其缺点是频繁的检测会耗费相当多的CPU时间，增加系统的开销。相反，每隔较长时间或当CPU利用率下降到较低程度时进行死锁的检测，则可以降低运行死锁检测程序的开销，但在检测到死锁时可能涉及到很多进程，也难以找到引起死锁的那个进程，从而难以从死锁状态恢复过来。
34、什么是覆盖技术？它的主要作用是什么？
覆盖技术：把程序划分为若干个功能独立的程序段，这些程序段不会同时被CPU执行，且让他们共享同一个主存区。当前没有被CPU执行的程序段放在外存，需要执行时，从外存调入主存。其作用是从逻辑上扩充主存
35、一般的I/O软件结构分为四层，即中断处理程序、设备驱动程序、设备独立层软件和用户级软件。简要回答以下4项工作分别时在I/O软件的哪一层完成的？
1）为一个磁盘的读操作计算磁道、扇区、磁头。（设备驱动程序）
2）向设备寄存器写命令。（设备驱动程序）
3）检查用户是否允许使用设备（设备无关的软件。）
4）将二进制整数转换成ASCII以便打印（用户级软件。）
四、综合题
36. 假设一个系统有5个进程，它们在0时刻同时依次进入就绪队列，其运行时间如下表所示，忽略I/O以及其他开销时间【送分题】【必考题】
(1) 请给出先来先服务算法（FCFS）与最短进程优先算法（SJF）下各进程的开始时间、完成时间、周转时间；
(2) 计算在各算法下的平均周转时间？（计算结果保留1位小数）
FCFS(t)=（8+11+12+17+23）/5=14.2
SJF(t)=(8+12+9+17+23)/5=13.8
37. 企业注册与缴费问题描述如下：企业法人到工商所准备注册，注册员给企业法人开具缴费单，企业法人凭缴费单到财务室缴费，缴费成功后，财务室给企业法人出具发票，企业法人凭发票到注册员处领取执照。
1）说明注册与缴费两个进程之间的同步关系
缴费进程需要等到注册进程开来缴费单后，才能开始执行；而注册进程需要收到缴费进程开的发票后，才能给企业法人发执照。
2）设置两个信号量invoice和payment，初始值为0.invoice表示发票，payment表示缴费单。以下用信号量P、V操作实现的注册于缴费两个进程的同步程序。补充题目中的P,V操作，将编号（1）~（4）处空缺的内容填写在答题卡上。
注册进程
{
。。。
开具缴费单;
____(1) V(payment)____;
____(2)__P(invoice)__;
发执照；
。。。
}
缴费进程
{
。。。
____(3)___P（payment）_;
开具发票;
____(4)_V(invoice)___
}
38. 某程序在内存分配3个页面，初始为空，所需页面的走向为0,1，2，3，2，3，4，5，3，6，3，4请给出采用先进先出页面置换算法（FIFO）和最近最少使用页面置换算法（LRU）时的页面置换过程。并计算相应的缺页次数及缺页率。【送分题】
【解析】FIFO为先进先出算法，如果已经存在在内存了则不存在缺页,且页内次序不变
LRU最少使用页面算法。如果已经存在内存则不存在缺页，但次序发送改变。
FIFO
(注：FIFO算法中，“时间最长-页”表示在内存时间最长的页面。“时间长-页”其次，“时间短-页”表示在内存时间最短的页面，“是否缺页”行中，要求用×表示缺页，√表示不缺页)
缺页率=75%
LRU
(注：LRU算法中，“时间最长-页”表示未使用时间最长的页面。“时间长-页”其次，“时间短-页”表示未使用时间最短的页面，“是否缺页”行中，要求用×表示缺页，√表示不缺页)
缺页率=8/12
39. 设一移动头磁盘系统，共有200个柱面，编号为0-199.磁盘请求以柱面号10、100、191、31、20、150、32的次序到达，当前磁头在98号柱面上。求在下列移臂调度算法发的服务次序和移动臂总共需移动的距离。
1) 先来先服务调度算法
服务次序：98，10、100、191、31、20、150、32
移动臂需移动的距离：88+90+91+160+11+130+118=688
2) 移动臂由外向里移动（向柱面号增大的方向）的电梯调度算法
升序排列：10，20，31，32，【98】 100，150，191，
服务次序：98，32，31，20，10，100，150，191
移动臂需移动的距离：66+1+11+10+90+50+41=269
