计算机考研操作系统资料

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1、（清华大学 1998 年试题）（判断题）判断对与错：进程由进程控制块和数据集以及对该数据集进行操作的程序组成。进程上下文是进程执行活动全过程的静态描述。并发是并行的不同描述，其原理相同。提示：提示：本题考核的是进程的结构、进程上下文，及进程的特征。涉及的内容有： 进程的结构由 PCB、数据集和程序代码组成。 进程上下文是进程执行活动全过程的描述，主要包括系统中与执行该进程有关的各种寄存器的值，比如数据寄存器、地址寄存器和程序状态字（PSW），还有程序段经编译后形成的机器指令集、数据集及各种堆栈值和 PCB 结构等。 程序的并发执行是指，一组在逻辑上互相独立的程序或程序段在执行时间上相互重叠，即

2、一个程序段尚未结束，另一个程序段的执行已经开始。应当注意，并发性和并行性是决然不同的。程序的并行执行是指一组程序同时按独立的、异步的速度执行；而并发性是指程序执行时间上的重叠，不等于程序同时运行。【第四题】（南京大学 1997 年试题）（论述题）操作系统中为什么要引入进程的概念？为了实现并发进程间的合作和协调工作，以及保证系统的安全，操作系统在进程管理方面应做哪些工作？提示：提示：本题考核进程的一般概念。涉及的内容有： 让程序并发方式执行，能够充分利用系统资源，提高系统的处理能力。但由于系统资源是有限的，诸多并发执行的程序在共享资源的同时，必将引起资源的竞争。此时如果不制定特定的规则和方法，必

3、将使这种共享和竞争呈现无序状态。程序的执行结果也将不可避免地失去封闭性和可再现性，从而得不出正确的、预期的结果。正因为如此，多道程序设计中需要引入一个能描述程序执行过程，且能用来共享资源的基本单位那就是“进程”。因此，进程可以被定义为“可并发执行的程序在一个数据集合的执行过程”。 操作系统对进程管理方面应做如下工作： 进程控制。包括进程创建与撤消，进程在运行过程中的状态转换，以及实现对进程控制块的维护等操作。 进程调度。操作系统必须按一定算法在就绪进程中选择一个进程，把处理机分配给它，使它顺利地投入运行。为此，进程调度应具有 CPU 现场信息的保护和恢复功能。 进程同步。对于一组合作的进程，它

4、们的推进速度应当受到某种约束，以便协调一致地向前推进。因此系统必须设立同步控制机制，对所有进程的运行进行协调。协调方式包括进程互斥方式和进程同步方式。 进程通信。在多道程序环境下，进程之间往往要互相发送一些信息。操作系统应提供有关的通信调用和通信规范，保证实现这些进程之间的信息交换。进程之间的通信种类是很多的，控制机制也有很多。（西安电子科技大学 2001 年试题） 1 某系统中进程有如下的状态变化图：请回答下列问题： （1）该系统采用了怎样的进程调度算法？说明理由。 （2）把图中发生-的状态变化原因填入下表中。变化变化原因【参考答案】 （1）该系统采用的是“时间片轮转调度算法” 。 该调度算

5、法让就绪进程按就绪的先后次序排成队列，每次总是选择就绪队列中的第一 个进程占用处理器，但规定只能使用一个“时间片” 。如果一个时间片用完，进程工作尚未 结束，则它也必须让出处理器而被重新排到就绪队列的末尾，等待再次运行，当再次轮到 运行时，重新开始使用一个新的时间片。这样，就绪队列中的进程就依次轮流地占用处理 器运行。 （2） 变化变化原因进程到达就绪队列头，从就绪状态变为运行状态。运行的时间片到，从运行状态变为就绪状态，进入 就绪队列末尾排队，等待调度。运行过程中，进程申请 IO，从运行状态变为等待状 态，进入等待队列等待 IO 完成。进程所申请的 IO 完成，进入就绪队列末尾排队， 等待调

6、度。运行就绪队列等待 IO 传输队列（南京大学 2001 年试题）_可能会引起处理机从一个进程转到另一个进程。 （A）一个进程从运行状态变为等待状态 （B）一个进程从运行状态变为就绪状态 （C）一个就绪状态进程的优先级降低 （D）一个进程运行完成而撤离系统 （E）一个就绪状态进程的优先级升高 【答案】ABDE【第一题】（青岛大学 2002 年试题）青岛崂山有一处景点称作上清宫，游客在宫内游玩之后可以在宫门口免费搭乘轿车游览崂山的风景区，游览完毕再返回宫门口（如下图所示）。已知风景区内的轿车总量为 M 辆，游客总数为 N，约定：（1）每辆轿车限乘一位游客；（2）如果有空闲的轿车，应当允许想游览的

7、游客乘坐；（3）无空闲轿车时，游客只能排队等待；（4）若没有想游览的游客，空闲的轿车也要等待。试利用 P、V 操作实现 N 个游客进程与 M 辆轿车进程的同步操作过程。注意注意提示：本题中游客乘坐轿车游览风景区是免费的，因此程序设计中不需要考虑付费环节。分析：分析：本题考核的要点是进程同步问题。我们定义了 3 个信号量 car_avail，car_taken 和take_off，实现游客进程与轿车进程的同步操作。Begin Semaphore：car_avail，car_taken，take_off；car_avail:=0; car_taken:=0; take_off:=0;cobegin

8、process passenger()begin逛上清宫；P(car_avail);Take_in_car();/ 游客上车V(car_taken);P(finished);Take_off_car();/ 游客下车V(that_off);endprocess car()beginrepeat V(car_avail);P(car_taken);Take_a_visit();/ 游览崂山风景区；V(finished);P(that_off);Until false;endcoendend.【第二题】（西安电子科技大学 2000 年试题）有一个理发师，一把理发椅和 n 把供等候理发的顾客坐的椅子

9、。如果没有顾客，则理发师便在理发椅子上睡觉；当一个顾客到来时，唤醒理发师进行理发。如果理发师正在理发时又有新顾客到来，有空椅子可坐，他就坐下来等，如果没有空椅子，就立即离开。为理发师和顾客各编一段程序描述他们的行为，要求不能带有竞争条件。分析：分析：这是一个比较复杂的进程同步问题。需要设计两个进程： 顾客进程 Customer（） 理发师进程 Barber（）特定义两个信号量 customers 和 barbers 实现进程的同步，并定义信号量 S 实现进程的互斥。程序代码如下：Begin/ 定义信号量并初始化int CHAIRS:= n /为等候的顾客准备的椅子数semaphore： cus

10、tomers=0;semaphore： barbers=0;semaphore： cut=0;semaphore： finish=0;semaphore： mutex=1; /用于互斥的信号量int waiting=0;Cobegin/定义并发进程Process Customer()P(mutex);if(waitingCHAIRS) then V(mutex)/没有空椅子，离开else waiting=waiting+1;V(mutex);V(customers);/ 唤醒理发师SIT_ON_chair();/ 坐在椅子上等候注意注意P(barbers);/ 等待理发召唤Stand_up()

11、;/ 从椅子上起身P(mutex);waiiting=waiting-1;V(mutex);SIT_ON_cut_chair();/ 坐在理发椅上V(cut);/ 告诉理发师可以开始理发P(finish);/ 等待理发完成void barber() while(T)P(customers);/ 等待顾客到来Clear_cut_chair();/ 整理一下理发椅子V(barbers);/ 召唤一个顾客P(cut);/ 等待顾客就座CUT_hair();/ 理发V(finish);/ 告诉顾客已结束Coend/ 并发进程的定义结束End. 讨论： 代码中带阴影的部分可以从顾客进程移到理发师进程中处

12、理。 该算法中没有涉及顾客理发后的付款过程。【第三题】（中国科学技术大学 1998 年试题）（程序阅读）何谓临界区？下面给出的实现两个进程互斥的算法是安全的吗？为什么？#define TRUE;#define FALSE;int flag2;flag0=flag1=FALSE;enter-crtsec(i)int i;WHILE(flag1-i);flagi=TRUE;leave-crtsec(i)int i;flagi=FLASE;process I:/*i=0 OR I=1*/ enter-crtsec (i);/*进入临界区*/IN CRTICAL SECTIONLeave-crtsec

13、(i);/*离开临界区*/ 提示：提示：本题的考核要点是临界资源访问。 临界资源指的是一次仅允许一个进程使用的资源。在进程中用于访问临界资源的程序段称为临界区（CRTICAL SECTION）。由于系统中的各进程在逻辑上是独立的，因此它们各自以独立的速度向前推进。然而它们又都需要系统中的资源，当这些资源为临界资源时，就产生了互斥访问的问题。临界区的概念由此产生。 本题给出的算法是不安全的。因为，在进入临界区前执行的过程 enter-crtsec（）和退出临界区后执行的过程 Leave-crtsec（）都不是原子操作。因而不能避免两个或更多进程进入临界区。注意注意【第四题】（南京大学 2000

14、年试题）为了让用户进程互斥地进入临界区，可以把整个临界区实现成不可中断的过程，即让用户具有屏蔽所有中断的能力。每当用户程序进入临界区的时候，屏蔽所有中断。当出了临界区的时候，再开放所有中断。你认为这种方法有什么缺点。提示：提示：本题考核的要点是临界资源的使用。为了达到互斥使用临界资源的目的，将访问临界资源的程序放在中断被屏蔽的状态下运行。这样做虽然可以达到互斥访问的目的，但并不可取。因为，一般情况下，进程对临界资源的访问时间都比较长，比如访问内存中的一个缓冲区环，就需要判断环内是否已满或为空，然后对当前缓冲区进行访问，最后再移动环上的指针。如果让中断屏蔽时间拖的太长，有可能错过对某些特别紧迫的

15、中断信号的响应，以致丧失了最佳处理时机。【第五题】（中国科学院计算技术研究所 1996 年试题）Dijkstra 提出的银行家算法的主要思想是什么？它能够用来解决实际中的死锁问题吗？为什么？提示：提示：本题的考核要点是银行家（Banker）算法。涉及的内容有： 银行家算法是一种解决死锁问题的方法。该算法模拟了银行在经营中的贷款策略。当用户提出资源请求时，先计算该次分配后是否会导致系统不安全，即是否存在一种顺序，使得所有的进程都能执行结束。若安全则将资源分配给用户，否则拒绝分配。 从理论上说，该算法有是很有意义的，但在实际实施中却有一定难度。因为算法所假设的一些条件太多，诸如，让用户提交作业需求

16、资源的最大数目并不容易，算法本身涉及的数据结构太复杂等。 银行家算法比较耗时，而每当一个用户提出资源请求时，都需要调用银行家算法测算一遍，无形中使系统的开销加大，降低了处理机的利用率。注意：银行家算法用于资源分配之前，检测系统是否安全。该算法能够解决实际中的死锁问题，但系统开销较大。【第六题】（西安理工大学 2000 年试题）（程序设计题）设有 6 个进程 P1、P2、P3、P4、P5、P6，它们有如图所示的并发关系。试用 P、V 操作实现这些进程间的同步。提示：提示：本题考核的是用 P、V 操作实现进程间同步的问题。下面设计了 4 个信号量分别用于进程之间的同步，它们的初始值为 0。当进程 P1 尚未得到运行的话，其他进程只能被阻塞等待。算法可描述如下