操作系统

凑数

ch1.计算机系统概论

处理器为什么要区分核心态和用户态两种操作方式?在什么情况下进行两种方式的切换?

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区分执行态的主要目的是保护系统程序。用户态到核心态的转换发生在中断产生时，而核心态到用户态的转换则发生在中断返回用户程序时。

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为什么说直到出现中断和通道技术后，多道程序概念才变得有用?

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多道程序并发执行是指有的程序正在CPU上执行，而另一些程序正在I/O设备上进行传输，即通过CPU操作与外设传输在时间上的重叠必须有中断和通道技术的支持，原因如下:

1)通道是一种控制一台或多台外部设备的硬件机构，它一旦被启动就独立于CPU运行，因而做到了输入/输出操作与CPU并行工作。但早期CPU与通道的联络方法是由CPU向通道发出询问指令来了解通道工作是否完成的。若未完成，则主机就循环询问直到通道工作结束为止。因此，这种询问方式是无法真正做到CPU与IO设备并行工作的。

2)在硬件上引入了中断技术。所谓中断，就是在输入/输出结束时，或硬件发生某种故障时,由相应的硬件（即中断机构）向CPU发出信号，这时CPU 立即停下工作而转向处理中断请求，待处理完中断后再继续原来的工作。

因此，通道技术和中断技术结合起来就可实现 CPU 与I/O设备并行工作，即CPU启动通道传输数据后便去执行其他程序的计算工作，而通道则进行输入/输出操作;当通道工作结束时，再通过中断机构向CPU发出中断请求，CPU则暂停正在执行的操作，对出现的中断进行处理，处理完后再继续原来的工作。这样，就真正做到了CPU与I/O设备并行工作。此时，多道程序的概念才变为现实。

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1.相对于传统操作系统结构，采用微内核结构设计和实现操作系统具有诸多好处，下列( )是微内核结构的特点。

I．使系统更高效

II．添加系统服务时，不必修改内核

III．微内核结构没有单一内核稳定

IV．使系统更可靠

A. I、III、IV

B. I、II、IV

C.II、IV

D.I、IV

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1．答案:$\color{green}{\text{C}}$

微内核结构将操作系统的很多服务移动到内核以外（如文件系统)，且服务之间使用进程间通信机制进行信息交换，这种通过进程间通信机制进行的信息交换影响了系统的效率，所以Ⅰ错。由于内核的服务变少，且一般来说内核的服务越少内核越稳定，所以Ⅲ错。而II、IV正是微内核结构的优点。

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2.下列关于线程的叙述中，正确的是()。

A.线程包含CPU现场，可以独立执行程序

B．每个线程有自己独立的地址空间

C．进程只能包含一个线程

D.线程之间的通信必须使用系统调用函数

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2.$\color{green}{\text{A}}$

线程是处理机调度的基本单位，当然可以独立执行程序，A对;线程没有自己独立的地址空间，它共享其所属进程的空间，B错;进程可以创建多个线程，C错;与进程之间线程的通信可以直接通过它们共享的存储空间，D错。

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4．进程与程序的根本区别是()。

A．静态和动态特点

B.是不是被调入内存

C．是不是具有就绪、运行和等待三种状态

D.是不是占有处理器

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4.$\color{green}{\text{A}}$

动态性是进程最重要的特性，以此来区分文件形式的静态程序。操作系统引入进程的概念，是为了从变化的角度动态地分析和研究程序的执行。

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一个进程的基本状态可以从其他两种基本状态转变过去，这个基本的状态一定是()。

A．执行状态

B.阻塞态

C．就绪态

D.完成状态

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只有就绪态可以既由运行态转变过去又能由阻塞态转变过去。时间片到,运行态变为就绪态;当所需要资源到达时，进程由阻塞态转变为就绪态。

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并发进程失去封闭性，是指（)。

A．多个相对独立的进程以各自的速度向前推进

B.并发进程的执行结果与速度无关

C．并发进程执行时，在不同时刻发生的错误

D.并发进程共享变量，其执行结果与速度有关

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$\color{green}{\text{D}}$.并发进程共享变量，其执行结果与速度有关

程序封闭性是指进程执行的结果只取决于进程本身，不受外界影响。也就是说，进程在执行过程中不管是不停顿地执行，还是走走停停，进程的执行速度都不会改变它的执行结果。失去封闭性后，不同速度下的执行结果不同。

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下面的说法中，正确的是()。

A．不论是系统支持的线程还是用户级线程，其切换都需要内核的支持

B.线程是资源分配的单位，进程是调度和分派的单位

C．不管系统中是否有线程，进程都是拥有资源的独立单位

D.在引入线程的系统中，进程仍是资源调度和分派的基本单位

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15.C

引入线程后，进程仍然是资源分配的单位。线程是处理器调度和分派的单位，线程本身不具有资源，它可以共享所属进程的全部资源，C对，B、D明显是错的。至于A，可以这样来理解:假如有一个内核进程，它映射到用户级后有多个线程，那么这些线程之间的切换不需要在内核级切换进程，也就不需要内核的支持。

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在多对一的线程模型中，当一个多线程进程中的某个线程被阻塞后，( )。

A．该进程的其他线程仍可继续运行

B．整个进程都将阻塞

C．该阻塞线程将被撤销

D．该阻塞线程将永远不可能再执行

解析

$\color{green}{\text{B}}$．整个进程都将阻塞

在多对一的线程模型中，用户级线程的“多”对操作系统透明，即操作系统并不知道用户有多少线程。因此该进程的一个线程被阻塞后，该进程就被阻塞，进程的其他线程当然也都被阻塞。

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c语言程序中各个数据结构存放的位置

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20.B、D、D、C、B、A

C语言编写的程序在使用内存时一般分为三个段,它们一般是正文段(即代码和赋值数据段)、数据堆段和数据栈段。二进制代码和常量存放在正文段，动态分配的存储区在数据堆段，临时使用的变量在数据栈段。由此，我们可以确定全局赋值变量在正文段赋值数据段，未赋值的局部变量和实参传递在栈段，动态内存分配在堆段，常量在正文段，进程的优先级只能在PCB内。

关于全局变量处于正文段的参考文献

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在一个多道系统中，若就绪队列不空，就绪的进程数目越多，处理器的效率（)。

A．越高

B.越低

C．不变

D.不确定

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$\color{green}{\text{C}}$．不变

由进程的状态图（见图2.1）可以看出，进程的就绪数目越多，争夺CPU的进程就越多但只要就绪队列不为空，CPU就总是可以调度进程运行，保持繁忙。这与就绪进程的数目没有关系，除非就绪队列为空，此时CPU进入等待态，导致CPU的效率下降。

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对进程的管理和控制使用（ )。

A.指令

B．原语

C.信号量

D.信箱

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对进程的管理和控制功能是通过执行各种原语来实现的，如创建原语等。

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会导致新进程创建的操作

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$\color{green}{\text{C}}$

I.用户登录成功后，系统要为此创建一个用户管理的进程，包括用户桌面、环境等。所有户进程都会在该进程下创建和管理。II．设备分配是通过在系统中设置相应的数据结构实现的，不需要创建进程，这是操作系统中IO核心子系统的内容。Ⅲ．启动程序执行是引起创建进程的典型事件。

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【2012统考真题】下列关于进程和线程的叙述中，正确的是().

A.不管系统是否支持线程，进程都是资源分配的基本单位

B.线程是资源分配的基本单位，进程是调度的基本单位

C．系统级线程和用户级线程的切换都需要内核的支持

D.同一进程中的各个线程拥有各自不同的地址空间

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$\color{green}{\text{A}}$.不管系统是否支持线程，进程都是资源分配的基本单位

在引入线程后，进程依然是资源分配的基本单位，线程是调度的基本单位，同一进程中的各个线程共享进程的地址空间。在用户级线程中，有关线程管理的所有工作都由应用程序完成，无须内核的干预，内核意识不到线程的存在。

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【2010统考真题】下列选项中，降低进程优先级的合理时机是()。

A、进程时间片用完

B.进程刚完成IO操作，进入就绪队列

C．进程长期处于就绪队列

D.进程从就绪态转为运行态

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$\color{green}{\text{A}}$、进程时间片用完

A中进程时间片用完，可降低其优先级以让其他进程被调度进入执行状态。B中进程刚完成I/O，进入就绪队列等待被处理机调度，为了让其尽快处理IO结果，因此应提高优先级。C中进程长期处于就绪队列，为不至于产生饥饿现象，也应适当提高优先级。D中进程的优先级不应该在此时降低，而应在时间片用完后再降低。

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计算机两个系统中两个协作进程之间不能用来进行进程间通信的是().

A．数据库

B.共享内存

C．消息传递机制

D.管道

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$\color{green}{\text{A}}$．数据库

进程间的通信主要有管道、消息传递、共享内存、文件映射和套接字等。数据库不能用于进程间通信。

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进程何时会被唤醒

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进程和程序之间可以形成一对一、一对多、多对一、多对多的关系，请分别举例说明在什么情况下会形成这样的关系。

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从进程的概念、进程与程序之间的关系来考虑问题的解答。进程是程序的执行过程，进程代表执行中的程序，因此进程与程序的差别就隐含在“执行”之中。程序是静态的指令集合，进程是程序的动态执行过程。静态的程序除占用磁盘空间外，不需要其他系统资源，只有执行中的进程才需要分配内存、CPU等系统资源。

进程的定义说明了两点:

1）进程与程序相关，进程包含了程序。程序是进程的核心内容，没有程序就没有进程。

2）进程不仅仅是程序，还包含程序在执行过程中使用的全部资源。没有资源，程序就无法执行，因此进程是程序执行的载体。

运行一个程序时，操作系统首先要创建一个进程，为进程分配内存等资源，然后加入进程队列中执行。对单个进程在某个时刻而言，一个进程只能执行一个程序，进程与程序之间是一对一的关系。但对整个系统中的进程集合及进程的生命周期而言，进程与程序之间可以形成一对一、多对一、一对多、多对多的关系。

解答:

执行一条命令或运行一个应用程序时，进程和程序之间形成一对一的大尔。光性A一个中可以加载执行不同的应用程序，从而形成一对多的关系;以不同的参数或数据多次执行同一个应用程序时，形成多对一的关系;并发地执行不同的应用程序时，形成多对多的关系。

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父进程创建子进程和主程序调用子程序有何不同?

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父进程创建子进程后，父进程与子进程同时执行（并发)。主程序调用子程序后，主程序暂停在调用点，子程序开始执行，直到子程序返回，主程序才开始执行。

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为什么进程之间的通信必须借助于操作系统内核功能﹖简单说明进程通信的几种主要方式。

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在操作系统中，进程是竞争和分配计算机系统资源的基本单位。每个进程都有自己的独立地址空间。为了保证多个进程能够彼此互不干扰地共享物理内存，操作系统利用硬件地址机制对进程的地址空间进行了严格的保护，限制每个进程只能访问自己的地址空间。

解答:

每个进程有自己独立的地址空间。在操作系统和硬件的地址保护机制下，进程无法访问其他进程的地址空间，所以必须借助于操作系统的系统调用函数实现进程之间的通信。进程通信的主要方式有:

1）共享内存区。通过系统调用创建共享内存区。多个进程可以(通过系统调用）连接同一个共享内存区，通过访问共享内存区实现进程之间的数据交换。使用共享内存区时需要利用信号量解决同步互斥问题。

2）消息传递。通过发送/接收消息，系统调用实现进程之间的通信。当进程发送消息时，系统将消息从用户缓冲区复制到内核中的消息缓冲区，然后将消息缓冲区挂入消息队列。进程发送的消息保持在消息队列中，直到被另一进程接收。当进程接收消息时，系统从消息队列中解挂消息缓冲区，将消息从内核的消息缓冲区中复制到用户缓冲区，然后释放消息缓冲区。

3）管道系统。管道是先进先出（FIFO）的信息流，允许多个进程向管道写入数据，允许多个进程从管道读出数据。在读/写过程中，操作系统保证数据的写入顺序和读出顺序是一致的。进程通过读/写管道文件或管道设备实现彼此之间的通信。

4)共享文件。利用操作系统提供的文件共享功能实现进程之间的通信。这时，也需要信号量来解决文件共享操作中的同步和互斥问题。

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什么是多线程?多线程与多任务有什么区别?

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多线程是指在一个程序中可以定义多个线程并同时运行它们，每个线程可以执行不同的任务。

多线程与多任务的区别:多任务是针对操作系统而言的，代表操作系统可以同时执行的程序个数;多线程是针对一个程序而言的，代表一个程序可以同时执行的线程个数，而每个线程可以完成不同的任务。

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回答下列问题:

1）若系统中没有运行进程，是否一定没有就绪进程?为什么?

2）若系统中既没有运行进程，又没有就绪进程，系统中是否就没有进程?为什么?

3）在采用优先级进程调度时，运行进程是否一定是系统中优先级最高的进程?

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1)是。若系统中未运行进程，则系统很快会选择一个就绪进程运行。只有就绪队列中无进程时，CPU才可能处于空闲状态。

2〉不一定。因为系统中的所有进程可能都处于等待态，可能处于死锁状态，也有可能因为等待的事件未发生而进入循环等待态。

3）不一定。因为高优先级的进程有可能正处在等待队列中，进程调度会从就绪队列中选择一个进程占用CPU，这个被选中的进程可能优先级较低。

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现代操作系统一般都提供多进程（或称多任务)运行环境，回答以下问题:

1）为支持多进程的并发执行，系统必须建立哪些关于进程的数据结构?

2）为支持进程状态的变迁，系统至少应提供哪些进程控制原语?

3 )执行每个进程控制原语时，进程状态发生什么变化?相应的数据结构发生什么变化?

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1）为支持多进程的并发执行，系统为每个进程建立了一个数据结构:进程控制块（PCB),用于进程的管理和控制。PCB中记录了有关进程的一些描述信息和控制信息，包括进程标识符、进程当前的状态、优先级、进程放弃CPU时的现场信息，以及指示组成进程的程序和数据在存储器中存放位置的信息、资源使用信息、进程各种队列的连接指针和反映进程之间的隶属关系的信息等。

2）在进程的整个生命周期中，会经历多种状态。进程控制的主要职能是对系统中所有进程实施有效的管理，它具有创建新进程、撤销已有进程、实现进程的状态转换等功能。在操作系统内核中，有一组程序专门用于完成对进程的控制，这些原语至少需要包括创建新进程原语、阻塞进程原语、唤醒进程原语、终止进程原语等操作。系统服务对用户开放，即用户可以通过相应的接口来使用它们。

3)进程创建原语:从PCB集合中申请一个空白的PCB，将调用者参数(如进程外部标识符初始CPU状态、进程优先数、初始内存及申请资源清单等)添入该PCB，设置记账数据置新进程为“就绪”态。

终止进程原语:用于终止完成的进程，回收其所占资源。包括消去其资源描述块，消去进程的PCB。

阻塞原语:将进程从运行态变为阻塞态。进程被插入等待事件的队列，同时修改PCB中相应的表项，如进程状态和等待队列指针等。

唤醒原语:将进程从阻塞态变为就绪态。进程从阻塞队列中移出，插入就绪队列，等待调度，同时修改PCB中相应的表项，如进程状态等。

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看图说话

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ch2.进程管理

()有利于CPU繁忙型的作业，而不利于I/O繁忙型的作业。

A．时间片轮转调度算法

B.先来先服务调度算法

C．短作业（进程）优先算法

D．优先权调度算法

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3．B

先来先服务（FCFS）调度算法是一种最简单的调度算法，在作业调度中采用该算法时，每次调度从后备作业队列中选择一个或多个最先进入该队列的作业，将它们调入内存，为它们分配资源、创建进程，然后放入就绪队列。

FCFS 调度算法比较有利于长作业，而不利于短作业。所谓CPU繁忙型的作业，是指该类作业需要大量的CPU时间进行计算，而很少请求IO操作。IO繁忙型的作业是指CPU处理时，需频繁地请求IO操作。所以CPU 繁忙型作业更接近于长作业。答案选择B选项。

先来先服务调度算法中，若一个长进程（作业）先到达系统，则会使后面的许多短进程（作业）等待很长的时间，因此对短进程（作业）不利。

I/O操作花的时间不是更多吗

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程序计数器由硬件实现的原因

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主要是为了保证可靠性

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【2012统考真题】若某单处理器多进程系统中有多个就绪态进程，则下列关于处理机调度的叙述中，错误的是()。

A．在进程结束时能进行处理机调度

B.创建新进程后能进行处理机调度

C．在进程处于临界区时不能进行处理机调度

D．在系统调用完成并返回用户态时能进行处理机调度

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选项A、B、D显然属于可以进行处理机调度的情况。对于选项C，当进程处于临界区时，说明进程正在占用处理机，只要不破坏临界资源的使用规则，就不会影响处理机的调度。比如,通常访问的临界资源可能是慢速的外设（如打印机)，若在进程访问打印机时，不能进行处理机调度，则系统的性能将非常差。

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2019年真题，多级反馈队列的平均等待时间

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不要少算，一个一个在第一级运行，第二个在第二级等待的情况

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【2020统考真题】下列与进程调度有关的因素中，在设计多级反馈队列调度算法时需要考虑的是（)。

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假设一个计算机系统具有如下性能特征:处理一次中断平均需要500us，一次进程调度平均需要花费1ms，进程的切换平均需要花费2ms。若该计算机系统的定时器每秒发出120次时钟中断，忽略其他IO中断的影响，请问:

1）操作系统将百分之几的CPU 时间分配给时钟中断处理程序?

2)若系统采用时间片轮转调度算法，24个时钟中断为一个时间片，操作系统每进行一次进程的切换，需要花费百分之几的CPU时间?

3）根据上述结果，说明为了提高CPU的使用效率，可以采用什么对策。

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我的算法更加简单，直接以秒为分母
第一题 $\dfrac{500 \times 120 \times 10^{-6}}{1}$
第二题 $\dfrac{5\times(1 ms + 2 ms)}{1s}/$ ,注-意 $500\mu s$ 是算在了中断里面，所以不用算进切换里面

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进程A和进程B通过共享缓冲区协作完成数据处理，进程A负责产生数据并放入缓冲区，进程B从缓冲区读数据并输出。进程A和进程B之间的制约关系是()。

A.互斥关系

B.同步关系

C．互斥和同步关系

D.无制约关系

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12.C

并发进程因为共享资源而产生相互之间的制约关系，可以分为两类:①互斥关系，指进程之间因相互竞争使用独占型资源（互斥资源）所产生的制约关系;②同步关系，指进程之间为协同工作需要交换信息、相互等待而产生的制约关系。本题中两个进程之间的制约关系是同步关系，进程B必须在进程A将数据放入缓冲区后才能从缓冲区中读出数据。此外，共享的缓冲区一定是 $\color{green}{\text{互斥访问}}$ 的，所以它们也具有互斥关系。

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在操作系统中，P,V操作是一种()。

A．机器指令

B.系统调用命令

C．作业控制命令

D.低级进程通信原语

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13．D

P、V操作是一种低级的进程 $\color{green}{\text{通信原语}}$ ，它是不能被中断的。

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用V操作唤醒一个等待进程时，被唤醒进程变为()态。

A.运行

B.等待

C．就绪

D．完成

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17.C

只有就绪进程能获得处理器资源，被唤醒的进程并不能直接转换为运行态。

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在用信号量机制实现互斥时，互斥信号量的初值为()。

A.0

B.1

C. 2

D. 3

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18．B

互斥信号量的初值为1,Р操作成功则将其减1，禁止其他进程进入;V操作成功则将其加1，允许等待队列中的一个进程进入。

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用P,V操作实现进程同步，信号量的初值为()。

A.-1

B.0

C. 1

D.由用户确定

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19.D

与互斥信号量初值一般为1时不同，用P, V操作实现进程同步，信号量的初值应根据具体情况来确定。若期望的消息尚 $\color{green}{\text{未产生}}$ ，则对应的初值应为0;若期望的消息已存在，则信号量的初值应设为一个非0的正整数。

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可以被多个进程在任意时刻共享的代码必须是（)。

A.顺序代码

B．机器语言代码

C．不允许任何修改的代码

D.无转移指令代码

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若代码可被多个进程在任意时刻共享，则要求任一个进程在调用此段代码时都以同样的方式运行;而且进程在运行过程中被中断后再继续执行，其执行结果不受影响。这必然要求代码不能被任何进程修改，否则无法满足共享的要求。这样的代码就是可重入代码，也称纯代码,
即允许多个进程同时访问的代码。

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一个进程映像由程序、数据及PCB组成，其中（)必须用可重入编码编写。

A. PCB

B.程序

C．数据

D.共享程序段

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21.D

共享程序段可能同时被多个进程使用，所以必须可重入编码，否则无法实现共享的功能。

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一个进程因在互斥信号量mutex上执行V(mutex)操作而导致唤醒另一个进程时，执行V操作后mutex的值为（).

A.大于0

B.小于0

C.大于等于0

D.小于等于0

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26．D

由题意可知,系统原来存在等待进入临界区的进程, mutex小于等于-1，因此在执行V(mutex)操作后，mutex的值小于等于0。

$\color{red}{\text{Q：}}$ 为什么不是大于0

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下述(）选项不是管程的组成部分。

A．局限于管程的共享数据结构

B.对管程内数据结构进行操作的一组过程

C.管程外过程调用管程内数据结构的说明

D.对局限于管程的数据结构设置初始值的语句

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28.C

管程由局限于管程的共享变量说明、对管程内的数据结构进行操作的一组过程及对局限于管程的数据设置初始值的语句组成。

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以下关于管程的叙述中，错误的是()。

A.管程是进程同步工具，解决信号量机制大量同步操作分散的问题

B.管程每次只允许一个进程进入管程

C．管程中signal操作的作用和信号量机制中的V操作相同

D.管程是被进程调用的，管程是语法范围，无法创建和撤销

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29.C

管程的signal操作与信号量机制中的V操作不同,信号量机制中的V操作一定会改变信号量的值S=S+1。而管程中的signal操作是针对某个条件变量的，若不存在因该条件而阻塞的进程，则signal不会产生任何影响。

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【2016统考真题】下列关于管程的叙述中，错误的是()。

A．管程只能用于实现进程的互斥

B．管程是由编程语言支持的进程同步机制

C．任何时候只能有一个进程在管程中执行

D.管程中定义的变量只能被管程内的过程访问

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30.A

管程是由一组数据及定义在这组数据之上的对这组数据的操作组成的软件模块，这组操作能初始化并改变管程中的数据和同步进程。管程不仅能实现进程间的互斥，而且能实现进程间的同步，因此A错误、B正确;管程具有如下特性:①局部于管程的数据只能被局部于管程内的过程所访问;②一个进程只有通过调用管程内的过程才能进入管程访问共享数据;⑧每次仅允许一个进程在管程内执行某个内部过程，因此C和D正确。

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有一个计数信号量S:

1）假如若干进程对S进行28次Р操作和18次V操作后，信号量S的值为0。

2）假如若干进程对信号量S进行了15次Р操作和2次V操作。请问此时有多少个进程等待在信号量S的队列中?( )

A.2

B.3

C. 5

D.7

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35．B

对S进行了28次Р操作和18次V操作，即S-28+18=0，得信号量的初值为10;然后，对信号量S进行了15次Р操作和2次V操作，即S-15+2=10-15+2=-3，S信号量的负值的绝对值表示等待队列中的进程数。所以有3个进程等待在信号量S的队列中。

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2010年真题，peterson算法

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37.D

这是Peterson算法的实际实现，保证进入临界区的进程合理安全。

该算法为了防止两个进程为进入临界区而无限期等待，设置了变量 turn，表示不允许进入临界区的编号，每个进程在先设置自己的标志后再设置turn标志，不允许另一个进程进入。这时，再同时检测另一个进程状态标志和不允许进入表示，就可保证当两个进程同时要求进入临界区时只允许一个进程进入临界区。保存的是较晚的一次赋值，因此较晚的进程等待，较早的进程进入。先到先入，后到等待，从而完成临界区访问的要求。

其实这里可想象为两个人进门，每个人进门前都会和对方客套一句“你走先”。若进门时没别人，就当和空气说句废话，然后大步登门入室;若两人同时进门，就互相先请，但各自只客套一次，所以先客套的人请完对方，就等着对方请自己，然后光明正大地进门。

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2016，临界区

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$P_1$ 中对a进行赋值，并不影响最终的结果，因此a=1与a=2不需要互斥执行;a=x与b = x执行先后不影响a与b的结果，无须互斥执行;x+=1与x +=2执行先后会影响x的结果，需要互斥执行; $P_1$ 中的x和 $P_2$ 中的x是不同范围中的x，互不影响，不需要互斥执行。

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【2016统考真题】使用TSL ( Test and Set Lock)指令实现进程互斥的伪代码如下所示。

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do {
while ( TSL ( &lock) ) ;
critical section;
lock=FALSE;
….
} while (TRUE);

下列与该实现机制相关的叙述中，正确的是（)。

A.退出临界区的进程负责唤醒阻塞态进程

B.等待进入临界区的进程不会主动放弃CPU

C.上述伪代码满足“让权等待”的同步准则

D. while(TSL(&lock))语句应在关中断状态下执行

解析

40．B

当进程退出临界区时置lock为FALSE，会负责唤醒处于 $\color{green}{\text{就绪态}}$ 的进程，选项A错误等待进入临界区的进程会一直停留在执行 while(TSL(&lock))的循环中，不会主动放弃CPU，选项B正确。让权等待，即进程不能进入临界区时，应立即释放处理器，防止进程忙等待。通过B选项的分析发现，上述伪代码并不满足“让权等待”的同步准则，选项C错误。while(TSL(&lock))在关中断状态下执行时，若TSL(&lock)一直为true，不再开中断，则系统可能会因此终止，选项D错误。

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【2018统考真题】若x是管程内的条件变量，则当进程执行x.wait()时所做的工作是()。

A．实现对变量x的互斥访问

B．唤醒一个在x上阻塞的进程

C．根据x的值判断该进程是否进入阻塞态

D.阻塞该进程，并将之插入x的阻塞队列中

解析

47．D

“条件变量”是管程内部说明和使用的一种特殊变量，其作用类似于信号量机制中的“信号量”，都用于实现进程同步。需要注意的是，在同一时刻，管程中只能有一个进程在执行。若进程A执行了x.wait()操作，则该进程会阻塞，并挂到条件变量x对应的阻塞队列上。这样，管程的使用权被释放，就可以有另一个进程进入管程。若进程B执行了x.signal()操作，则会唤醒x对应的阻塞队列的队首进程。在 Pascal语言的管程中，规定只有一个进程要离开管程时才能调用signal)操作。

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【2018统考真题】在下列同步机制中，可以实现让权等待的是( ).

A. Peterson方法

B. swap指令

C．信号量方法

D.TestAndSet指令

解析

48.C

硬件方法实现进程同步时不能实现让权等待，因此B、D错误; $\color{red}{\text{Peterson算法}}$ 满足有限等待但 $\color{green}{\text{不满足让权等待}}$ ，因此A错误;记录型信号量由于引入阻塞机制，消除了不让权等待的情况，因此C正确。

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【2020统考真题】下列准则中，实现临界区互斥机制必须遵循的是（ )。

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Peterson不满足让权等待

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【2009统考真题】三个进程P;,P2，P,互斥使用一个包含N(N>0)个单元的缓冲区。P,每次用produce()生成一个正整数并用put()送入缓冲区某一空单元;Pz每次用getodd()从该缓冲区中取出一个奇数并用countodd()统计奇数个数;P3每次用geteven()从该缓冲区中取出一个偶数并用counteven()统计偶数个数。请用信号量机制实现这三个进程的同步与互斥活动，并说明所定义的信号量的含义（要求用伪代码描述)。

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原答案

我的答案

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银行服务与信号量

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配套答案

我的答案

有人需要服务，营业员才营业

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【2014 统考真题】系统中有多个生产者进程和多个消费者进程，共享一个能存放1000件产品的环形缓冲区（初始为空)。缓冲区未满时，生产者进程可以放入其生产的一件产品，否则等待;缓冲区未空时，消费者进程可从缓冲区取走一件产品，否则等待。要求一个消费者进程从缓冲区连续取出10 件产品后，其他消费者进程才可以取产品。请使用信号量P,V ( wait(), signal())操作实现进程间的互斥与同步，要求写出完整的过程，并说明所用信号量的含义和初值。

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我的答案

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2015年信号量真题

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2017年信号量真题

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$\color{red}{\text{Q：}}$ 注意需要两个关于y的信号量，x不需要信号量

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2017年信号量真题：哲学家进餐

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系统产生死锁的可能原因是（)。

A．独占资源分配不当

B.系统资源不足

C．进程运行太快

D. CPU内核太多

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4.A

系统死锁的可能原因主要是时间上和空间上的。时间上由于进程运行中推进顺序不当.即调度时机不合适，不该切换进程时进行了切换，可能会造成死锁;空间上的原因是对独占资源分配不当，互斥资源部分分配又不可剥夺，极易造成死锁。那么，为什么系统资源不足不是造成死锁的原因呢? $\color{red}{\text{系统资源不足}}$ 只会对进程造成“ $\color{green}{\text{饥饿}}$ ”。例如，某系统只有三台打印机，若进程运行中要申请四台，显然不能满足，该进程会永远等待下去。若该进程在创建时便声明需要四台打印机，则操作系统立即就会拒绝，这实际上是资源分配不当的一种表现。不能以系统资源不足来描述剩余资源不足的情形。

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一次分配所有资源的方法可以预防死锁的发生，它破坏死锁4个必要条件中的( )。

A.互斥

B.占有并请求

C．非剥夺

D.循环等待

解析

3．B

发生死锁的4个必要条件:互斥、占有并请求、非剥夺和循环等待。一次分配所有资源的方法是当进程需要资源时，一次性提出所有的请求，若请求的所有资源均满足则分配，只要有一项不满足，就不分配任何资源，该进程阻塞，直到所有的资源空闲后，满足进程的所有需求时再分配。这种分配方式不会部分地占有资源，因此打破了死锁的4个必要条件之一，实现了对死锁的预防。但是，这种分配方式需要凑齐所有资源，因此当一个进程所需的资源较多时，资源的利用率会较低，甚至会造成进程“饥饿”。

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死锁预防是保证系统不进入死锁状态的静态策略，其解决办法是破坏产生死锁的四个必要条件之一。下列方法中破坏了“循环等待”条件的是（)。

A．银行家算法

B.一次性分配策略

C．剥夺资源法

D.资源有序分配策略

解析

6.D

资源有序分配策略可以限制循环等待条件的发生。选项A判断是否为不安全状态;选项B破坏了占有请求条件;选项C破坏了非剥夺条件。

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【2009统考真题】某计算机系统中有8台打印机，由K个进程竞争使用，每个进程最多需要3台打印机。该系统可能会发生死锁的K的最小值是()。

A. 2

B.3

C.4

D. 5

解析

9.C

这种题要用到组合数学中鸽巢原理的思想。考虑最极端的情况，因为每个进程最多需要3台打印机，若每个进程已经占有了2台打印机，则只要还有多的打印机，总能满足一个进程达到3台的条件，然后顺利执行，所以将8台打印机分给K个进程，每个进程有2台打印机，这个情况就是极端情况，K为4。

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解除死锁通常不采用的方法是()。

A.终止一个死锁进程

B．终止所有死锁进程

C．从死锁进程处抢夺资源

D.从非死锁进程处抢夺资源

解析

10.D

解除死锁的方法有，①剥夺资源法:挂起某些死锁进程，并抢占它的资源，将这些资源分配给其他的死锁进程;②撤销进程法:强制撤销部分甚至全部死锁进程并剥夺这些进程的资源。

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三个进程共享四个同类资源，这些资源的分配与释放只能一次一个。已知每个进程最多需要两个该类资源，则该系统（)。

A.有些进程可能永远得不到该类资源

B.必然有死锁

C．进程请求该类资源必然能得到

D．必然是死锁

解析

14.C

不会发生死锁。因为每个进程都分得一个资源时，还有一个资源可以让任意一个进程满足，这样这个进程可以顺利运行完成进而释放它的资源。

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死锁与安全状态的关系是（ )。

A．死锁状态有可能是安全状态

B.安全状态有可能成为死锁状态

C．不安全状态就是死锁状态

D.死锁状态一定是不安全状态

解析

17.D

如右图所示，并非所有不安全状态都是死锁状态，但当系统进入不安全状态后，便可能进入死锁状态;反之，只要系统处于安全状态，系统便可避免进入死锁状态;死锁状态必定是不安全状态。

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进入不安全状态之后，可以采取一些方法，避免死锁的发生

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某个系统采用下列资源分配策略。若一-个进程提出资源请求得不到满足，而此时没有由于等待资源而被阻塞的进程，则自己就被阻塞。而当此时已有等待资源而被阻塞的进程,则检查所有由于等待资源而被阻塞的进程。若它们有申请进程所需要的资源，则将这些资源取出并分配给申请进程。这种分配策略会导致()。

A．死锁

B．颠簸

C．回退

D.饥饿

解析

19.D

某个进程主动释放资源不会导致死锁，因为破坏了请求并保持条件，选项A错。颠簸也就是抖动，这是请求分页系统中页面调度不当而导致的现象，是下一章讨论的问题，这里权且断定选项B是错的。回退是指从此时此刻的状态退回到一分钟之前的状态，假如一分钟之前拥有资源X,它有可能释放了资源X，那就不称回到一分钟之前的状态，也就不是回退，选项C错。由于进程过于“慷慨”，不断把自己已得到的资源送给别人，导致自己长期无法完成，所以是饥饿，选项D对。

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系统的资源分配图在下列情况下，无法判断是否处于死锁状态的有（ )。

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下列关于死锁的说法中，正确的有（)。

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并发程序的代码

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- $\color{red}{\text{Q：}}$ 错题？

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并发程序2

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考虑x最后又变成0的情况

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【2013统考真题】下列关于银行家算法的叙述中，正确的是( )。

A.银行家算法可以预防死锁

B.当系统处于安全状态时，系统中一定无死锁进程

C．当系统处于不安全状态时，系统中一定会出现死锁进程

D.银行家算法破坏了死锁必要条件中的“请求和保持”条件

解析

26.B

银行家算法是避免死锁的方法，选项A、D错。

根据17题的答案解析图，选项B对，选项C错。

系统在不安全状态时，可以采取一些措施防止系统死锁

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【2015统考真题】若系统S采用死锁避免方法，S采用死锁检测方法。下列叙述中，正确的是（)。

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32．B

死锁的处理采用三种策略: $\color{green}{\text{死锁预防}}$ 、 $\color{green}{\text{死锁避免}}$ 、 $\color{green}{\text{死锁检测和解除}}$ 。

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【2018统考真题】假设系统中有4个同类资源，进程 $P_1$ ， $P_2$ 和 $Pz_3$ 需要的资源数分别为4,3和1， $P_1$ , $P_2$ 和 $P_3$ ,已申请到的资源数分别为2,1和0，则执行安全性检测算法的结果是()。

A.不存在安全序列，系统处于不安全状态

B.存在多个安全序列，系统处于安全状态

C．存在唯一安全序列 $P_3$ , $P_1$ , $P_2$ ，系统处于安全状态

D.存在唯一安全序列 $P_3$ , $P_2$ , $P_1$ ，系统处于安全状态

解析

33.A

由题意可知，仅剩最后一个同类资源，若将其分给 $P_1$ 或 $P_2$ ，则均无法正常执行;若分给 $P_3$ ,则 $P_3$ 正常执行完成后，释放的这一个资源仍无法使 $P_1$ , $P_2$ 正常执行，因此不存在安全序列。

把need矩阵，当作allocate矩阵来求

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关于死锁的描述

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银行家算法是一种死锁避免算法，用于计算动态资源分配的完全性以避免系统进入死锁状态，不能用于判断系统是否处于死锁

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ch3.内存管理

【2011统考真题】在虚拟内存管理中，地址变换机构将逻辑地址变换为物理地址，形成该逻辑地址的阶段是()。

A．编辑

B.编译

C．链接

D.装载

解析

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下面关于存储管理的叙述中，正确的是()。

A．存储保护的目的是限制内存的分配

B．在内存为M、有N个用户的分时系统中，每个用户占用M/N的内存空间

C．在虚拟内存系统中，只要磁盘空间无限大，作业就能拥有任意大的编址空间

D.实现虚拟内存管理必须有相应硬件的支持

解析

2．D

选项A、B显然错误，选项C中编址空间的大小取决于硬件的访存能力，一般由 $\color{green}{\text{地址总线宽度}}$ 决定。选项D中虚拟内存的管理需要由相关的硬件和软件支持，有请求分页页表机制、 $\color{green}{\text{缺页中断机构}}$ 、 $\color{green}{\text{地址变换机构}}$ 等。

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【2009统考真题】分区分配内存管理方式的主要保护措施是()。

A．界地址保护

B.程序代码保护

C．数据保护

D.栈保护

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每个进程都拥有自己独立的进程空间，若一个进程在运行时所产生的地址在其地址空间之外，则发生地址越界，因此需要进行界地址保护，即当程序要访问某个内存单元时，由硬件检查是否允许，若允许则执行，否则产生地址越界中断。

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【2010统考真题】某基于动态分区存储管理的计算机，其主存容量为55MB（初始为空),采用最佳适配（Best Fit）算法，分配和释放的顺序为:分配 15MB，分配 30MB，释放15MB，分配8MB，分配6MB，此时主存中最大空闲分区的大小是（)。

A.7MB

B.9MB

c.10MB

D.15MB

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段页式存储管理中，地址映射表是().

A．每个进程一张段表，两张页表

B.每个进程的每个段一张段表，一张页表

C．每个进程一张段表，每个段一张页表

D.每个进程一张页表，每个段一张段表

解析

7.C

段页式系统中，进程首先划分为段，每段再进一步划分为页。

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内存保护需要由(）完成，以保证进程空间不被非法访问。

A.操作系统

B．硬件机构

C．操作系统和硬件机构合作

D.操作系统或者硬件机构独立完成

解析

8.C

内存保护是内存管理的一部分，是操作系统的任务，但是出于安全性和效率考虑，必须由硬件实现，所以需要操作系统和硬件机构的合作来完成。

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动态重定位是在作业的()中进行的。

A．编译过程

B．装入过程

C．链接过程

D.执行过程

解析

13.D

$\color{red}{\text{静态装入}}$ 是指在 $\color{green}{\text{编程阶段}}$ 就把物理地址计算好。

可重定位是指在装入时把逻辑地址转换成物理地址，但装入后不能改变

动态重定位是指在执行时再决定装入的地址并装入，装入后有可能会换出，所以同一个模块在内存中的物理地址是可能改变的。

动态重定位是指在作业运行过程中执行到一条访存指令时，再把逻辑地址转换为主存中的物理地址,实际中是通过硬件地址转换机制实现的。

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下面的存储管理方案中，()方式可以采用静态重定位。

A．固定分区

B．可变分区

C.页式

D．段式

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14.A

$\color{green}{\text{固定分区方式}}$ 中，作业装入后 $\color{green}{\text{位置不再改变}}$ ，可以采用静态重定位。其余三种管理方案均可能在运行过程中改变程序位置，静态重定位不能满足其要求。

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不会产生内部碎片的存储管理是（)。

A．分页式存储管理

B．分段式存储管理

C．固定分区式存储管理

D.段页式存储管理

解析

17．B

$\color{green}{\text{分页式存储}}$ 管理有 $\color{green}{\text{内部碎片}}$ ， $\color{red}{\text{分段式存储}}$ 管理有 $\color{green}{\text{外部碎片}}$ ， $\color{red}{\text{固定分区}}$ 存储管理方式有 $\color{green}{\text{内部碎片}}$ ， $\color{red}{\text{段页式}}$ 存储管理方式有 $\color{green}{\text{内部碎片}}$ 。

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采用分页或分段管理后，提供给用户的物理地址空间()。

A．分页支持更大的物理地址空间

B．分段支持更大的物理地址空间

C．不能确定

D.一样大

解析

21.C

页表和段表同样存储在内存中，系统提供给用户的物理地址空间为总空间大小减去页表或段表的长度。由于页表和段表的长度不能确定，所以提供给用户的物理地址空间大小也不能确定。

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分页系统中的页面是为（)。

A.用户所感知的

B.操作系统所感知的

C．编译系统所感知的

D.连接装配程序所感知的

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22．B

内存分页管理是在硬件和操作系统层面实现的，对用户、编译系统、连接装配程序等上层是不可见的。

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页式存储管理中，页表的始地址存放在（)中。

A.内存

B．存储页表

C．快表

D.寄存器

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23．D

页表的功能由一组专门的存储器实现，其始址放在页表基址寄存器（PTBR)中。这样才能满足在地址变换时能够较快地完成逻辑地址和物理地址之间的转换。

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采用段式存储管理时，一个程序如何分段是在(）时决定的。

A.分配主存

B.用户编程

C．装作业

D.程序执行

解析

25．B

$\color{red}{\text{分段}}$ 是指在 $\color{green}{\text{用户编程}}$ 时，将程序按照逻辑划分为几个逻辑段。

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下面的（)方法有利于程序的动态链接。

A．分段存储管理

B.分页存储管理

C．可变式分区管理

D.固定式分区管理

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程序的 $\color{green}{\text{动态链接}}$ 与程序的 $\color{green}{\text{逻辑结构}}$ 相关，分段存储管理将程序按照逻辑段进行划分，因此有利于其动态链接。其他的内存管理方式与程序的逻辑结构无关。

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对外存对换区的管理以()为主要目标。

A．提高系统吞吐量

B．提高存储空间的利用率

C．降低存储费用

D.提高换入、换出速度

解析

31.D

操作系统在内存管理中为了提高内存的利用率，引入了覆盖和交换技术，即在较小的内存空间中采用重复使用的方法来节省存储空间，但它付出的代价是需要消耗更多的处理器时间，因此实际上是一种以时间换空间的技术。为此，从节省处理器时间来讲，换入、换出速度越快.付出的时间代价就越小，反之就越大，大到一定程度时，覆盖和交换技术就没有意义。

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【2017统考真题】某计算机按字节编址，其动态分区内存管理采用最佳适应算法，每次分配和回收内存后都对空闲分区链重新排序。当前空闲分区信息如下表所示。

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32．B

回收始址为60K、大小为140KB的分区时，它与表中第一个分区和第四个分区合并，成为始址为20K、大小为380KB的分区，剩余3个空闲分区。在回收内存后，算法会对空闲分区链按分区大小由小到大进行排序，表中的第二个分区排第一，所以选择B。

注意：每次分配和回收之后都会对空闲分区重新排序

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在页式存储管理中选择页面的大小，需要考虑下列()因素。

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34.C

页面大，用于管理页面的页表就少，但是页内碎片会比较大;页面小，用于管理页面的页表就大，但是页内碎片小。通过适当的计算可以获得较佳的页面大小和较小的系统开销。

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某个操作系统对内存的管理采用页式存储管理方法，所划分的页面大小()。

A．要根据内存大小确定

B.必须相同

C．要根据CPU的地址结构确定

D.．要依据外存和内存的大小确定

解析

35．B

页式管理中很重要的一个问题是页面大小如何确定。确定页面大小有很多因素，如进程的平均大小、页表占用的长度等。而一旦确定，所有的页面就是 $\color{green}{\text{等长}}$ 的(一般取2的整数幂倍)，以便易于系统管理。

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引入段式存储管理方式，主要是为了更好地满足用户的一系列要求。下面选项中不属于这一系列要求的是()。

A.方便操作

B.方便编程

C．共享和保护

D.动态链接和增长

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引入段式存储管理方式，主要是为了满足用户的下列要求: $\color{green}{\text{方便编程}}$ 、 $\color{green}{\text{分段共享}}$ 、 $\color{green}{\text{分段保护}}$ 、 $\color{green}{\text{动态链接和动态增长}}$ 。

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存储管理的目的是()。

A．方便用户

B.提高内存利用率

C．方便用户和提高内存利用率

D.增加内存实际容量

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37.C

存储管理的目的有两个:一个是方便用户，二是提高内存利用率。

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对主存储器的访问，()。

A.以块（即页）或段为单位

B.以字节或字为单位

C．随存储器的管理方案不同而异

D.以用户的逻辑记录为单位

解析

38.B

这里是指主存的访问，不是主存的分配。对主存的访问是以字节或字为单位的。例如，在页式管理中，不仅要知道块号，而且要知道页内偏移。

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把作业空间中使用的逻辑地址变为内存中的物理地址称为()。

A.加载

B.重定位

C．物理化

D．逻辑化

解析

39.B

在一般情况下，一个作业在装入时分配到的内存空间和它的地址空间是不一致的，因此，作业在CPU上运行时，其所要访问的指令、数据的物理地址和逻辑地址是不同的。显然，若在作业装入或执行时，不对有关的地址部分加以相应的修改，则会导致错误的结果。这种将作业的逻辑地址变为物理地址的过程称为 $\color{green}{\text{地址重定位}}$ 。

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以下存储管理方式中，不适合多道程序设计系统的是（)。

A．单用户连续分配

B.固定式分区分配

C．可变式分区分配

D．分页式存储管理方式

解析

单用户连续分配管理方式只适用于单用户、单任务的操作系统，不适用于多道程序设计。

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在分页存储管理中，主存的分配（)。

A.以物理块为单位进行

B.以作业的大小进行

C．以物理段进行

D.以逻辑记录大小进行

解析

41.A

在分页存储管理中，逻辑地址分配是按页为单位进行分配的，而主存的分配即物理地址分配是以内存块为单位分配的。

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操作系统采用分页存储管理方式，要求().

A．每个进程拥有一张页表，且进程的页表驻留在内存中

B．每个进程拥有一张页表，但只有执行进程的页表驻留在内存中

C．所有进程共享一张页表，以节约有限的内存空间，但页表必须驻留在内存中

D、所有进程共享一张页表，只有页表中当前使用的页面必须驻留在内存中，以最大限度地节省有限的内存空间

解析

在多个进程并发执行时，所有进程的页表大多数驻留在内存中，在系统中只设置一个页表寄存器（PTR)，它存放页表在内存中的始址和长度。平时，进程未执行时， $\color{green}{\text{页表的始址}}$ 和 $\color{green}{\text{页表长度}}$ 存放在本进程的 $\color{green}{\text{PCB}}$ 中，当调度到某进程时，才将这两个数据装入页表寄存器中。每个进程都有一个单独的逻辑地址,有一张属于自己的页表。

$\color{red}{\text{Q：}}$ 这样的吗？每个进程有自己的页表

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【2009统考真题】一个分段存储管理系统中，地址长度为32位，其中段号占8位，则最大段长是（)。

A. $2^8$ B

B. $2^{16}$ B

c. $2^{24}$ B

D. $2^{32}$ B

解析

46.C

分段存储管理的逻辑地址分为段号和位移量两部分，段内位移的最大值就是最大段长地址长度为32位，段号占8位，因此位移量占32一8=24位，因此最大段长为 $2^{24}$ B。

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在分段存储管理方式中，().

A．以段为单位，每段是一个连续存储区

B.段与段之间必定不连续

C.段与段之间必定连续

D.每段是等长的

解析

47.A

在分段存储管理方式中，以段为单位进行分配，每段是一个连续存储区，每段不一定等长，段与段之间可连续，也可不连续。

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页式存储

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$\color{green}{\text{注意：}}$ 页式存储时动态重定位

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【2019统考真题】在分段存储管理系统中，用共享段表描述所有被共享的段。若进程 $P_1$ 和 $P_2$ 共享段S，则下列叙述中，错误的是()。

A．在物理内存中仅保存一份段S的内容

B.段S在 $P_1$ 和 $P_2$ 中应该具有相同的段号

C. $P_1$ 和 $P_2$ 共享段S在共享段表中的段表项

D. $P_1$ 和 $P_2$ 都不再使用段S时才回收段S所占的内存空间

解析

55．B

段的共享是通过两个作业的段表中相应表项指向被共享的段的同一个物理副本来实现的，因此在内存中仅保存一份段S的内容，A正确。段S对于进程 $P_1$ ， $P_2$ ,来说， $\color{green}{\text{使用位置}}$ 可能不同，所以在不同进程中的 $\color{green}{\text{逻辑段号}}$ 可能不同，B错误。段表项存放的是段的物理地址（包括段始址和段长度)，对于共享段S来说物理地址唯一，C正确。为了保证进程可以顺利使用段S，段S必须确保在没有任何进程使用它（可在段表项中设置共享进程计数）后才能被删除，D正确。

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【2019统考真题】某计算机主存按字节编址，采用二级分页存储管理，地址结构如下:

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解析

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$\color{green}{\text{注意：}}$ 神坑，高位补零之后是081H

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【2019统考真题】在下列动态分区分配算法中，最容易产生内存碎片的是().

A.首次适应算法

B.最坏适应算法

C．最佳适应算法

D．循环首次适应算法

解析

57.C

最佳适应算法总是匹配与当前大小要求最接近的空闲分区，但是大多数情况下空闲分区的大小不可能完全和当前要求的大小相等，几乎每次分配内存都会产生很小的难以利用的内存块，所以 $\color{green}{\text{最佳适应算法}}$ 最容易产生最多的内存碎片，C正确。

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【2013统考真题】某计算机主存按字节编址，逻辑地址和物理地址都是32位，页表项大小为4B。请回答下列问题:

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解析

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$\color{green}{\text{注意：}}$ 上课做过的，数错位数就好

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【2012统考真题】下列关于虚拟存储器的叙述中，正确的是（)。

A．虚拟存储只能基于连续分配技术

B．虚拟存储只能基于非连续分配技术

C.虚拟存储容量只受外存容量的限制

D．虚拟存储容量只受内存容量的限制

解析

1．B

装入程序时，只将程序的一部分装入内存，而将其余部分留在外存，就可以启动程序执行。采用连续分配方式时，会使相当一部分内存空间都处于暂时或“永久”的空闲状态，造成内存资源的严重浪费，也无法从逻辑上扩大内存容量，因此虚拟内存的实现只能建立在离散分配的内存管理的基础上。有以下三种实现方式:①请求分页存储管理;②请求分段存储管理;③请求段页式存储管理。虚拟存储器容量既不受外存容量限制，又不受内存容量限制，而是由CPU的寻址范围决定的。

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请求分页存储管理中，若把页面尺寸增大一倍而且可容纳的最大页数不变，则在程序顺序执行时缺页中断次数会()。

A.增加

B.减少

C．不变

D.可能增加也可能减少

解析

2．B

在请求分页存储器中，由于页面尺寸增大，存放程序需要的页帧数就会减少，因此缺页中断的次数也会减少。

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【2011统考真题】在缺页处理过程中，操作系统执行的操作可能是（)。

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4.D

缺页中断调入新页面，肯定要修改页表项和分配页框，所以I、Ⅲ可能发生，同时内存没有页面，需要从外存读入，会发生磁盘I/O。

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【2013统考真题】若用户进程访问内存时产生缺页，则下列选项中，操作系统可能执行的操作是()。

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$\color{yellow}{\text{}}$ ###### 解析 5．B 用户进程访问内存时缺页，会发生缺页中断。发生缺页中断时，系统执行的操作可能是置换页面或分配内存。系统内没有越界错误，不会进行越界出错处理。

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考虑页面置换算法，系统有m个物理块供调度，初始时全空，页面引用串长度为p，包含了n个不同的页号，无论用什么算法，缺页次数不会少于()。

A. m

B. p

C. n

D. min(m, n)

解析

11.C

无论采用什么页面置换算法，每种页面第一次访问时不可能在内存中，必然发生缺页，所以缺页次数大于等于n。

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设主存容量为1MB，外存容量为400MB，计算机系统的地址寄存器有32位，那么虚拟存储器的最大容量是()。

A. 1MB

B.401MB

C.1MB＋ $2^{32}$ MB

D. $2^{32}$ B

解析

13．D

虚拟存储器的最大容量是由计算机的 $\color{green}{\text{地址结构}}$ 决定的，与主存容量和外存容量没有必然的联系，其虚拟地址空间为 $2^{32}$ B。

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在虚拟存储器系统的页表项中，决定是否会发生页故障的是（)。

A.合法位

B.修改位

C．页类型

D.保护码

解析

17.A

页表项中的合法位信息显示本页面是否在内存中，即决定了是否会发生页面故障。

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产生内存抖动的主要原因是()。

A.内存空间太小

B. CPU运行速度太慢

c. CPU调度算法不合理

D.页面置换算法不合理

解析

23．D

内存抖动是指频繁地引起主存页面淘汰后又立即调入，调入后又很快淘汰的现象。这是由页面置换算法不合理引起的一种现象，是页面置换算法应当尽量避免的。

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提供虚拟存储技术的存储管理方法有（).

A．动态分区存储管理

B．页式存储管理

C．请求段式存储管理

D.存储覆盖技术

解析

26.C

虚拟存储技术是基于页或段从内存的调入/调出实现的，需要有 $\color{green}{\text{请求}}$ 机制的支持。

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改进CPU利用率的方式

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【2016统考真题】某系统采用改进型CLOCK置换算法，页表项中字段A为访问位，M为修改位。A=0表示页最近没有被访问，A=1表示页最近被访问过。M=0表示页未被修改过，M=1表示页被修改过。按(A,M)所有可能的取值，将页分为(0,0),(1,0),(0,1)和(1,1)四类，则该算法淘汰页的次序为()。

A. (0,0),(0,1), (1,0), (1,1)

B.(0, 0), (1, 0), (0,1), (1,1)

c. (0, 0), (0,1), (1,1), (1,0)

D. (0, 0), (1,1), (0,1), (1,0)

解析

改进型CLOCK置换算法执行的步骤如下:

1）从指针的当前位置开始，扫描帧缓冲区。在这次扫描过程中，对使用位不做任何修改。选择遇到的第一个帧(A=0,M=0）用于替换。

2）若第1）步失败，则重新扫描，查找(A=0,M=1）的帧。选择遇到的第一个这样的帧用于替换。在这个扫描过程中，对每个跳过的帧，将其使用位设置成0。

3）若第2）步失败，则指针将回到它的最初位置，并且集合中所有帧的使用位均为0。重复

第1）步，并在有必要时重复第2）步，这样将可以找到供替换的帧。

因此，该算法淘汰页的次序为(0,0), (O,1), (1,0), (1,1)，即A正确。

总结的口诀其实有点问题，（0，1）会优于（1，0）被替换

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【2015统考真题】在请求分页系统中，页面分配策略与页面置换策略不能组合使用的是()。

A．可变分配，全局置换

B.可变分配，局部置换

C．固定分配，全局置换

D.固定分配，局部置换

解析

37.C

对各进程进行固定分配时 $\color{green}{\text{页面数不变}}$ ，不可能出现 $\color{green}{\text{全局置换}}$ 。而A、B、D是现代操作系统中常见的3种策略。

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窗口工作集的概念

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在任一时刻t，都存在一个集合，它包含所有最近k次（该题窗口大小为6)内存访问所访问过的页面。这个集合w(k, t)就是工作集。题中最近6次访问的页面分别为6,0,3,2,3,2，去除重复的页面，形成的工作集为{6,0,3,2}。

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2009年真题

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$\color{green}{\text{注意：}}$ 更新完TLB和页表，要重新访问TLB+页表

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驻留集与页框

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官方钦定的Clock算法

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2017年统考44题

占坑，题目信息超多

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页表项和页框的大小

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2020真题

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ch4.文件管理

【2009统考真题】文件系统中，文件访问控制信息存储的合理位置是()。

A.文件控制块

B．文件分配表

C.用户口令表

D.系统注册表

解析

2.A

为了实现“按名存取”，在文件系统中为每个文件设置用于描述和控制文件的数据结构，称之为文件控制块（FCB)。在文件控制块中，通常包含三类信息，即基本信息、存取控制信息及使用信息。

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###### 总结 |题型|错因|教训|视频讲解| |---|---|---|---| ||||nan|

打开文件操作的主要工作是()。

A．把指定文件的目录复制到内存指定的区域

B．把指定文件复制到内存指定的区域

C.．在指定文件所在的存储介质上找到指定文件的目录

D、在内存寻找指定的文件

解析

打开文件操作是将该文件的 FCB存入内存的活跃文件目录表，而不是将文件内容复制到主存， $\color{green}{\text{找到指定文件目录}}$ 是打开文件之前的操作。

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有一个顺序文件含有10000条记录，平均查找的记录数为5000个，采用索引顺序文件结构，则最好情况下平均只需查找(）次记录。

A. 1000

B.10000

C.100

D. 500

解析

11.C

最好的情况是有 $\sqrt{10000}$ = 100组，每组有100条记录，因此顺序查找时平均查找记录个数=50+50= 100。

总共x条记录，分为N组，查询的次数为 $\dfrac{N}{2}+\dfrac{x}{N}$ 参考文献，索引表的笔记中就有公式

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2012年真题，系统调用read

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FAT32的文件目录项不包括（)。

A．文件名

B.文件访问权限说明

C．文件控制块的物理位置

D.文件所在的物理位置

解析

文件目录项即FCB，通常由文件基本信息、存取控制信息和使用信息组成。基本信息包括文件物理位置。文件目录项显然不包括FCB的物理位置信息。

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UNIX操作系统中，文件的索引结构放在（)。

A．超级块

B.索引结点

C．目录项

D.空闲块

解析

19.B

UNIX采用树形目录结构，文件信息存放在索引结点中。超级块是用来描述文件系统的，具体可参见本章的4.4节。

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【2009统考真题】设文件F1的当前引用计数值为1，先建立文件F1的符号链接（软链接）文件F2，再建立文件F1的硬链接文件F3，然后删除文件F1。此时，文件F2和文件F3的引用计数值分别是()。

A. 0,1

B.1, 1

C. 1,2

D.2,1

解析

21.B

建立符号链接时，引用计数值直接复制;建立硬链接时，引用计数值加1。删除文件时，删除操作对于符号链接是不可见的，这并不影响文件系统，当以后再通过符号链接访问时，发现文件不存在，直接删除符号链接;但对于硬链接则不可直接删除，引用计数值减1，若值不为0，则不能删除此文件，因为还有其他硬链接指向此文件。

当建立F2时，F1和F2的引用计数值都为1。当再建立F3时，F1和F3的引用计数值就都变成了2。当后来删除F1时，F3的引用计数值为2一1=1，F2的引用计数值不变。

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【2017统考真题】若文件fl的硬链接为f2，两个进程分别打开fl和f2，获得对应的文件描述符为fd1和fd2，则下列叙述中正确的是()。

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加密保护和访问控制两种机制相比，()。

A.加密保护机制的灵活性更好

B．访问控制机制的安全性更高

C.加密保护机制必须由系统实现

D．访问控制机制必须由系统实现

解析

25.D

相对于加密保护机制，访问控制机制的安全性较差。因为访问控制的级别和保护力度较小，因此它的灵活性相对较高。若访问控制不由系统实现，则系统本身的安全性就无法保证。加密机制若由系统实现，则加密方法将无法扩展。

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【2014统考真题】在一个文件被用户进程首次打开的过程中，操作系统需做的是()。

A.将文件内容读到内存中

B．将文件控制块读到内存中

C．修改文件控制块中的读写权限

D.将文件的数据缓冲区首指针返回给用户进程

解析

27．B

一个文件被用户进程首次打开即被执行了open操作，会把文件的FCB调入内存，而不会把文件内容读到内存中，只有进程希望获取文件内容时才会读入文件内容;C、D明显错误，选B。

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【2018统考真题】下列优化方法中，可以提高文件访问速度的是（)。

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【2009统考真题】下列文件物理结构中，适合随机访问且易于文件扩展的是()。

A．连续结构

B.索引结构

C．链式结构且磁盘块定长

D．链式结构且磁盘块变长

解析

1.B

文件的物理结构包括连续、链式、索引三种，其中链式结构不能实现随机访问，连续结构的文件不易于扩展。因此随机访问且易于扩展是索引结构的特性。

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以下不适合直接存取的外存分配方式是（)。

A．连续分配

B.链接分配

C．索引分配

D. 以上答案都适合

解析

3．B

直接存取即随机存取，采用连续分配和索引分配的文件都适合于直接存取方式，只有采用 $\color{green}{\text{链接分配}}$ 的文件不具有随机存取特性。

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【2013统考真题】为支持CD-ROM中视频文件的快速随机播放，播放性能最好的文件数据块组织方式是()。

A．连续结构

B.链式结构

c．直接索引结构

D.多级索引结构

解析

为了实现 $\color{green}{\text{快速}}$ 随机播放，要保证最短的查询时间，即不能选取链表和索引结构，因此连续结构最优。

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【2013统考真题】若某文件系统索引结点( inode)中有直接地址项和间接地址项，则下列选项中，与单个文件长度无关的因素是（)。

A．索引结点的总数

B.间接地址索引的级数

C．地址项的个数

D.文件块大小

解析

四个选项中，只有A选项是与单个文件长度无关的。

$\color{green}{\text{注意：}}$ 索引结点的总数，相当于，文件总数

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下列关于目录检索的论述中，正确的是()。

A.由于散列法具有较快的检索速度，因此现代操作系统中都用它来替代传统的顺序检索方法

B．在利用顺序检索法时，对树形目录应采用文件的路径名，且应从根目录开始逐级检索

C．在利用顺序检索法时，只要路径名的一个分量名未找到，就应停止查找

D.利用顺序检索法查找完成后，即可得到文件的物理地址

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13.C

选项A中的方法不利于对文件顺序检索，也不利于文件枚举，一般采用线性检索法;选项B中，为了加快文件查找速度，可以设立 $\color{green}{\text{当前目录}}$ ，于是文件路径可从当前目录进行查找;选项D中，在顺序检索法查找完成后，得到的是文件的 $\color{green}{\text{逻辑地址}}$ 。

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设有一个记录文件，采用链接分配方式，逻辑记录的固定长度为100B，在磁盘上存储时采用记录成组分解技术。盘块长度为512B。若该文件的目录项已经读入内存，则对第22个逻辑记录完成修改后，共启动了磁盘（)次。

A.3

B.4

C.5

D.6

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16.D

第22个逻辑记录对应4（22×100/512= 4，余152）个物理块，即读入第5个物理块，由于文件采用的物理结构是链接文件，因此需要从目录项所指的第一个物理块开始读取，依次读到第4块才得到第5块的物理地址，共启动磁盘5次。修改还需要写回操作，由于写回时已获得该块的物理地址，只需1次访问磁盘，因此共需要启动磁盘6次。

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下面关于索引文件的论述中，正确的是（)。

A．索引文件中，索引表的每个表项中含有相应记录的关键字和存放该记录的物理地址

B．顺序文件进行检索时，首先从FCB中读出文件的第一个盘块号;而对索引文件进行检索时，应先从FCB中读出文件索引块的开始地址

C．对于一个具有三级索引的文件，存取一条记录通常要访问三次磁盘

D.文件较大时，无论是进行顺序存取还是进行随机存取，通常索引文件方式都最快

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19.B

索引表的表项中存放有该记录的 $\color{green}{\text{逻辑地址}}$ ;三级索引需要访问 $\color{green}{\text{4次磁盘}}$ ; $\color{red}{\text{随机存取}}$ 时 $\color{green}{\text{索引文件速度快}}$ ， $\color{red}{\text{顺序存取}}$ 时 $\color{green}{\text{顺序存取文件}}$ 速度快。

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【2015统考真题】在文件的索引结点中存放直接索引指针10个，一级和二级索引指针各1个。磁盘块大小为1KB，每个索引指针占4B。若某文件的索引结点已在内存中，则把该文件偏移量（按字节编址）为1234和307400处所在的磁盘块读入内存，需访问的磁盘块个数分别是()。

A. 1，2

B. 1，3

C. 2，3

D. 2，4

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$\color{green}{\text{注意：}}$ 1234是在直接索引中的

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2012，新的文件分配模式

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$\color{green}{\text{注意：}}$ 需要加上预分配的长度

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【2014统考真题】文件F由200条记录组成，记录从1开始编号。用户打开文件后，欲将内存中的一条记录插入文件F中，作为其第30条记录。请回答下列问题，并说明理由。

1）若文件系统采用连续分配方式，每个磁盘块存放一条记录，文件F存储区域前后均有足够的空闲磁盘空间，则完成上述插入操作最少需要访问多少次磁盘块?F的文件控制块内容会发生哪些改变?

2）若文件系统采用链接分配方式，每个磁盘块存放一条记录和一个链接指针，则完成上述插入操作需要访问多少次磁盘块?若每个存储块大小为1KB，其中4B存放链接指针，则该文件系统支持的文件最大长度是多少?

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标准答案

一份错误答案

第一题是移动29个文件
第二题题意是隐式链接

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索引节点

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一份错误答案

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磁盘是可共享设备，但在每个时刻()作业启动它。

A．可以由任意多个

B.能限定多个

C．至少能由一个

D.至多能由一个

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1.D

磁盘是可共享设备（分时共享)，是指某段时间内可以有多个用户进行访问。但某一时刻只能有一个作业可以访问。

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光盘也可以随机访问

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3．B

顺序访问按从前到后的顺序对数据进行读写操作，如磁带。随机访问，即直接访问可以按任意的次序对数据进行读写操作，如 $\color{green}{\text{光盘}}$ 、 $\color{green}{\text{磁盘}}$ 、 $\color{green}{\text{U盘}}$ 等。

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在下列有关旋转延迟的叙述中，不正确的是().

A.旋转延迟的大小与磁盘调度算法无关

B．旋转延迟的大小取决于磁盘空闲空间的分配程序

C．旋转延迟的大小与文件的物理结构有关

D.扇区数据的处理时间对旋转延迟的影响较大

解析

7.D

磁盘调度算法是为了减少寻找时间。扇区数据的处理时间主要影响传输时间。选项B、C均与旋转延迟有关，文件的物理结构与磁盘空间的分配方式相对应，包括连续分配、链接分配和索引分配。连续分配的磁盘中，文件的物理地址连续;而链接分配方式的磁盘中，文件的 $\color{green}{\text{物理地址不连续}}$ ，因此与旋转延迟都有关。

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已知某磁盘的平均转速为r秒/转，平均寻找时间为T秒，每个磁道可以存储的字节数为N，现向该磁盘读写b字节的数据，采用随机寻道的方法，每道的所有扇区组成一个簇，其平均访问时间是()。

A. $(r + T)b/N$

B. $b/NT$

C. $(b/N +T)r$

D. $bT/N+r$

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将每道的所有扇区组成一个簇，意味着可以将一个磁道的所有存储空间组织成一个数据块组，这样有利于提高存储速度。读写磁盘时，磁头首先找到磁道，称为寻道，然后才可以将信息从磁道里读出或写入。读写完一个磁道后，磁头会继续寻找下一个磁道，完成剩余的工作，所以在随机寻道的情况下，读写一个磁道的时间要包括寻道时间和读写磁道时间，即 $T+ r$ 秒。由于总的数据量是 $b$ 字节，它要占用的磁道数为 $b/N$ 个，所以总平均读写时间为 $(r+T )b/N$ 秒。

$\color{green}{\text{注意：}}$ 数据分布在多个磁道

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2017年真题，磁盘格式化的工作

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解析

18.B

新磁盘是空白的,必须分成各个扇区以便磁盘控制器能读和写,这个过程称为 $\color{red}{\text{低级格式化}}$ (或物理格式化)。低级格式化为磁盘的每个扇区采用特别的数据结构，包括 $\color{green}{\text{校验码}}$ ，Ⅲ错误。为了使用磁盘存储文件，操作系统还需要将自己的数据结构记录在磁盘上。这分为两步。第一步是将磁盘分为由一个或多个柱面组成的 $\color{red}{\text{分区}}$ ，每个分区可以作为一个独立的磁盘，Ⅰ错误。在分区之后，第二步是 $\color{red}{\text{逻辑格式化}}$ （创建文件系统)。在这一步，操作系统将初始的文件系统数据结构存储到磁盘上。这些数据结构包括空闲和已分配的空间及一个初始为空的目录，II、Ⅳ正确。所以选B。

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【2017统考真题】某文件系统的簇和磁盘扇区大小分别为1KB和512B。若一个文件的大小为1026B，则系统分配给该文件的磁盘空间大小是（)。

A. 1026B

B.1536B

C.1538B

D.2048B

解析

20.D

绝大多数操作系统为改善磁盘访问时间，以 $\color{green}{\text{簇}}$ 为单位进行空间分配，因此答案选D。

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C-scan和flash

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我的答案

$\color{green}{\text{注意：}}$ c-scan和scan的区别
寻道延迟+读取延迟

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【2019统考真题】某计算机系统中的磁盘有300个柱面，每个柱面有10个磁道，每个磁道有200个扇区，扇区大小为512B。文件系统的每个簇包含2个扇区。请回答下列问题:

1）磁盘的容量是多少?

2)假设磁头在85号柱面上,此时有4个磁盘访问请求,簇号分别为100260，60005，101660和110560。采用最短寻道时间优先(SSTF)调度算法，系统访问簇的先后次序是什么?

3）第100530簇在磁盘上的物理地址是什么?将簇号转换成磁盘物理地址的过程是由I/O系统的什么程序完成的?

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我的答案

$\color{green}{\text{注意：}}$ 默认是从0开始编号

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ch5.输入输出IO管理

以下关于设备属性的叙述中，正确的是().

A.字符设备的基本特征是可寻址到字节，即能指定输入的源地址或输出的目标地址

B.共享设备必须是可寻址的和可随机访问的设备

C.共享设备是指同一时间内允许多个进程同时访问的设备

D.在分配共享设备和独占设备时都可能引起进程死锁

解析

1.B

$\color{red}{\text{可寻址}}$ 是 $\color{green}{\text{块设备}}$ 的基本特征，A选项不正确;共享设备是指 $\color{green}{\text{一段时间内}}$ 允许多个进程同时访问的设备，因此C选项不正确。分配共享设备是不会引起 $\color{green}{\text{进程死锁}}$ 的，D选项不正确。

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虚拟设备是指（)。

A．允许用户使用比系统中具有的物理设备更多的设备

B.允许用户以标准化方式来使用物理设备

C．把一个物理设备变换成多个对应的逻辑设备

D.允许用户程序不必全部装入主存便可使用系统中的设备

解析

2.C

虚拟设备并不允许用户使用更多的物理设备，也与用户使用物理设备的标准化方式有关。允许用户程序不必全部装入主存便可使用系统中的设备，这同样不是虚拟设备考虑的内容，因此选择C选项。

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为了便于上层软件的编制，设备控制器通常需要提供()。

A．控制寄存器、状态寄存器和控制命令

B. IO地址寄存器、工作方式状态寄存器和控制命令

C．中断寄存器、控制寄存器和控制命令

D.控制寄存器、编程空间和控制逻辑寄存器

解析

4.A

$\color{green}{\text{中断寄存器}}$ 位于计算机主机;不存在 $\color{green}{\text{I/O地址寄存器}}$ ; $\color{green}{\text{编程空间}}$ 一般是由体系结构和操作系统共同决定的。 $\color{green}{\text{控制寄存器}}$ 和 $\color{green}{\text{状态寄存器}}$ 分别用于接收上层发来的命令并存放设备状态信号，是设备控制器与上层的接口;至于 $\color{green}{\text{控制命令}}$ ，每种设备对应的设备控制器都对应一组相应的控制命令，CPU通过控制命令控制设备控制器。

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在设备控制器中用于实现设备控制功能的是()。

A. CPU

B.设备控制器与处理器的接口

C. I/O逻辑

D.设备控制器与设备的接口

解析

接口用来传输信号， $\color{green}{\text{I/O逻辑}}$ 即 $\color{green}{\text{设备控制器}}$ ，用来实现对设备的控制。

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通道又称1O处理机，它用于实现()之间的信息传输。

A．内存与外设

B. CPU与外设

C．内存与外存

D. CPU与外存

解析

8.A

设置通道后，CPU只需向通道发送一条IO指令。通道在收到该指令后，便从内仔中取出个次要执行的通道程序，然后执行该通道程序，仅当通道完成规定的I/O任务后，才向CPU发出中断信号。因此通道用于完成 $\color{green}{\text{内存}}$ 与 $\color{green}{\text{外设}}$ 的信息交换。

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在操作系统中，()指的是一种硬件机制。

A．通道技术

B．缓冲池

C. SPOOLing技术

D.内存覆盖技术

解析

$\color{green}{\text{通道}}$ 是一种特殊的处理器，所以属于 $\color{red}{\text{硬件技术}}$ 。 $\color{green}{\text{SPOOLing}}$ 、 $\color{green}{\text{缓冲池}}$ 、 $\color{green}{\text{内存覆盖}}$ 都是在 $\color{red}{\text{内存}}$ 的基础上通过软件实现的。

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在下列问题中，()不是设备分配中应考虑的问题。

A．及时性

B.设备的固有属性

C．设备独立性

D.安全性

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13.A

设备的 $\color{red}{\text{固有属性}}$ 决定了设备的 $\color{green}{\text{使用方式}}$ ; $\color{red}{\text{设备独立性}}$ 可以提高设备分配的 $\color{green}{\text{灵活性}}$ 和设备的 $\color{green}{\text{利用率}}$ ;设备 $\color{red}{\text{安全性}}$ 可以保证分配设备时不会导致 $\color{green}{\text{永久阻塞}}$ 。设备分配时一般不需要考虑及时性。

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将系统中的每台设备按某种原则统一进行编号，这些编号作为区分硬件和识别设备的代号，该编号称为设备的（)。

A.绝对号

B.相对号

C．类型号

D．符号

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14.A

计算机系统为每台设备确定一个编号以便区分和识别设备，这个确定的编号称为 $\color{green}{\text{设备的绝对号}}$ 。

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关于通道、设备控制器和设备之间的关系，以下叙述中正确的是()。

A.设备控制器和通道可以分别控制设备

B.对于同一组输入/输出命令，设备控制器、通道和设备可以并行工作

C.通道控制设备控制器、设备控制器控制设备工作

D.以上答案都不对

解析

三者的控制关系是层层递进的，只有C选项正确。

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【2010统考真题】本地用户通过键盘登录系统时，首先获得键盘输入信息的程序是()。

A.命令解释程序

B.中断处理程序

C．系统调用服务程序

D.用户登录程序

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17．B

键盘是典型的通过中断IO方式工作的外设，当用户输入信息时，计算机响应中断并通过中断处理程序获得输入信息。

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I/O中断是CPU与通道协调工作的一种手段，所以在（)时，便要产生中断。

A. CPU执行“启动I/O”指令而被通道拒绝接收

B.通道接收了CPU的启动请求

C.通道完成了通道程序的执行

D.通道在执行通道程序的过程中

解析

18.C

CPU启动通道时不管启动成功与否，通道都要回答CPU，通道在执行通道程序的过程中，CPU与通道并行，通道完成通道程序的执行后，便发I/O中断向CPU报告。

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将系统调用参数翻译成设备操作命令的工作由(）完成。

A.用户层I/O

B．设备无关的操作系统软件

c．中断处理

D.设备驱动程序

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20．B

系统调用命令是操作系统提供给用户程序的通用接口，不会因为具体设备的不同而改变。而设备驱动程序负责执行操作系统发出的IO命令，它因设备不同而不同。

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【2011统考真题】用户程序发出磁盘I/O请求后，系统的正确处理流程是()。

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22．B

输入/输出软件一般从上到下分为4个层次:用户层、与设备无关的软件层、设备驱动程序及中断处理程序。与设备无关的软件层也就是系统调用的处理程序。

当用户使用设备时，首先在用户程序中发起一次系统调用，操作系统的内核接到该调用请求后，请求调用处理程序进行处理，再转到相应的设备驱动程序，当设备准备好或所需数据到达后，设备硬件发出中断，将数据按上述调用顺序逆向回传到用户程序中。

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DMA方式与中断控制方式的主要区别是什么?

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DMA控制方式与中断控制方式的主要区别如下:

1）中断控制方式在每个数据传送完成后中断CPU，而 DMA控制方式则在所要求传送的一批数据全部传送结束时中断CPU。

2）中断控制方式的数据传送在中断处理时由CPU控制完成，而 DMA控制方式则在 DMA控制器的控制下完成。不过，在 DMA 控制方式中，数据传送的方向、存放数据的内存始址及传送数据的长度等仍然由CPU控制。

3）DMA方式以 $\color{green}{\text{存储器}}$ 为核心，中断控制方式以 $\color{green}{\text{CPU}}$ 为核心。因此DMA方式能与CPU并行工作。

4） DMA方式传输 $\color{green}{\text{批量}}$ 的数据，中断控制方式的传输则以 $\color{green}{\text{字节}}$ 为单位。

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DMA 方式与通道方式的主要区别是什么?

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在 DMA 控制方式中，在 DMA控制器控制下设备和主存之间可以成批地进行数据交换而不用CPU干预，这样既减轻了CPU 的负担，又大大提高了I/O数据传送的速度。通道控制方式与DMA 控制方式类似，也是一种以内存为中心实现设备与内存直接交换数据的控制方式。不过在通道控制方式中，CPU 只需发出启动指令，指出通道相应的操作和I/O设备，该指令就可以启动通道并使通道从内存中调出相应的 $\color{green}{\text{通道程序}}$ 执行。与DMA 控制方式相比，通道控制方式所需的CPU 干预更少，并且一个通道可以控制 $\color{green}{\text{多台设备}}$ ，进一步减轻了CPU的负担。另外，对通道来说，可以使用一些指令灵活改变通道程序，这一点DMA控制方式无法做到。

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考虑56kb/s 调制解调器的性能，驱动程序输出一个字符后就阻塞，当一个字符打印完毕后，产生一个中断通知阻塞的驱动程序，输出下一个字符，然后阻塞。若发消息、输出一个字符和阻塞的时间总和为0.1ms，则由于处理调制解调器而占用的CPU时间比率是多少?假设每个字符有一个开始位和一个结束位，共占10位。

解析

因为一个字符占10位，因此在56kb/s的速率下，每秒传送56000/10= 5600个字符，即产生5600次中断。每次中断需0.1ms,因此处理调制解调器占用的CPU时间共为5600×0.1ms = 560ms,占56%的CPU 时间。

我的答案

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设备的独立性是指（)。

A.设备独立于计算机系统

B．系统对设备的管理是独立的

C.用户编程时使用的设备与实际使用的设备无关

D.每台设备都有一个唯一的编号

解析

2.C

设备的独立性主要是指用户使用设备的透明性，即使用户程序和实际使用的物理设备无关

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在采用SPOOLing 技术的系统中，用户的打印结果首先被送到().

A.磁盘固定区域

B.内存固定区域

C．终端

D.打印机

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输入井和输出井是在磁盘上开辟的两大存储空间。输入井模拟脱机输入时的磁盘设备，用于暂存IO设备输入的数据;输出井模拟脱机输出时的磁盘，用于暂存用户程序的输出数据。为了缓和CPU，打印结果首先送到位于磁盘固定区域的输出井。

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设从磁盘将一块数据传送到缓冲区所用的时间为80us，将缓冲区中的数据传送到用户区所用的时间为40us，CPU处理一块数据所用的时间为30us。若有多块数据需要处理，并采用单缓冲区传送某磁盘数据，则处理一块数据所用的总时间为（)。

A. 120us

B. 110us

C. 150us

D.70us

解析

采用单缓冲区传送数据时，设备与处理机对缓冲区的操作是串行的，当进行第i次读磁盘数据送至缓冲区时，系统再同时读出用户区中第i-1次数据进行计算，此两项操作可以并行，并与数据从缓冲区传送到用户区的操作串行进行，所以系统处理一块数据所用的总时间为max(80 $\mu$ s,30$\mu$s)+ 40$\mu$s = 120$\mu$s。

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缓冲区管理着重要考虑的问题是()。

A.选择缓冲区的大小

B．决定缓冲区的数量

C．实现进程访问缓冲区的同步

D.限制进程的数量

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16.C

在缓冲机制中，无论是单缓冲、多缓冲还是缓冲池，由于缓冲区是一种临界资源，所以在使用缓冲区时都有一个申请和释放（即互斥）的问题需要考虑。

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考虑单用户计算机上的下列IO操作，需要使用缓冲技术的是（).

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在鼠标移动时，若有高优先级的操作产生，为了记录鼠标活动的情况，必须使用缓冲技术

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SPOOLing 技术的主要目的是()。

A．提高CPU和设备交换信息的速度

B.提高独占设备的利用率

C．减轻用户编程负担

D．提供主、辅存接口

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20．B

SPOOLing 技术可将独占设备改造为共享设备，其主要目的是提高系统资源/独占设备的利用率。

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采用SPOOLing 技术的计算机系统，外围计算机需要（)。

A.一台

B.多台

C.至少一台

D.0台

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21.D

SPOOLing 技术需要使用磁盘空间（输入井和输出井）和内存空间(输入/输出缓冲区)，不需要外围计算机的支持。

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SPOOLing系统由()组成。

A．预输入程序、井管理程序和缓输出程序

B．预输入程序、井管理程序和井管理输出程序

C.输入程序、井管理程序和输出程序

D.预输入程序、井管理程序和输出程序

解析

SPOOLing系统主要包含三部分，即输入井和输出井、输入缓冲区和输出缓冲区以及输入进程和输出进程。这三部分由预输入程序、井管理程序和缓输出程序管理，以保证系统正常运行。

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下面关于SPOOLing 系统的说法中，正确的是()。

A.构成SPOOLing 系统的基本条件是有外围输入机与外围输出机

B．构成SPOOLing系统的基本条件是要有大容量、高速度的硬盘作为输入井和输出井

C.当输入设备忙时，SPOOLing系统中的用户程序暂停执行，待IO空闲时再被唤醒执行输出操作

D. SPOOLing系统中的用户程序可以随时将输出数据送到输出井中，待输出设备空闲时再由SPOOLing系统完成数据的输出操作

解析

24．D

构成SPOOLing系统的基本条件是不仅要有大容量、高速度的外存作为输入井和输出井，而且还要有 $\color{green}{\text{SPOOLing软件}}$ ，因此A错误、B不够全面，同时利用SPOOLing 技术提高了系统和IO设备的利用率，进程不必等待I/O操作的完成，因此C选项也不正确。

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【2015统考真题】在系统内存中设置磁盘缓冲区的主要目的是( )。

A.减少磁盘IO次数

B.减少平均寻道时间

C．提高磁盘数据可靠性

D．实现设备无关性

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31.A

磁盘和内存的速度差异，决定了可以将内存经常访问的文件调入磁盘缓冲区，从高速缓存中复制的访问比磁盘IO的机械操作要快很多。

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