1、操作系统概述模拟试卷 2 及答案与解析一、单项选择题下列各题的备选答案中，只有一个是符合题意的。1 下列关于操作系统的说法错误的是（ ）。I,在通用操作系统管理下的计算机上运行程序，需要向操作系统预定运行时间 II,在通用操作系统管理下的计算机上运行程序，需要确定起始地址，并从这个地址开始执行 III,操作系统需要提供高级程序设计语言的编译器,管理计算机系统资源是操作系统关心的主要问题（A）I、III（B） II、I（C） I、II、 III、IV（D）以上答案都正确2 用户程序在用户态下使用特权指令引起的中断属于（ ）。（A）硬件故障中断（B）程序中断（C）外部中断（D）访管中断3 （ ）是
2、操作系统必须提供的功能。（A）图形用户界面(GUI)（B）为进程提供系统调用命令（C）处理中断（D）编译源程序4 UNIX 操作系统是著名的( )（A）多道批处理系统（B）分时系统（C）实时系统（D）分布式系统5 在一般操作系统中必不可少的调度是( )。（A）高级调度（B）中级调度（C）作业调度（D）进程调度6 进程和程序的一个本质区别是( )。（A）前者分时使用 CPU，后者独占 CPU（B）前者存储在内存，后者存储在外存（C）前者在一个文件中，后者在多个文件中（D）前者为动态的，后者为静态的7 几年前一位芬兰大学生在 Internet 上公开发布了以下一种免费操作系统( ) 。（A）Win
3、dows NT （B） Linux （C） UNIX（D）OS28 某进程在运行过程中需要等待从磁盘上读人数据，此时该进程的状态将( )。（A）从就绪变为运行（B）从运行变为就绪（C）从运行变：勾阻塞（D）从阻塞变为就绪9 进程控制块是描述进程状态和特性的数据结构，一个进程( )。（A）可以有多个进程控制块（B）可以和其他进程共用一个进程控制块（C）可以没有进程控制块 （D）只能有惟一的进程控制块10 在操作系统中，只能在核心态下执行的指令是（ ）。（A）读时钟（B）寄存器清“0”（C）广义指令（D）取数11 当 CPU 执行操作系统代码时，处理器处于（ ）。（A）自由态（B）用户态（C）核心
4、态（D）就绪态12 “访管”指令（ ）使用。（A）仅在用户态下（B）仅在核心态下（C）在规定时间内（D）在调度时间内13 当 CPU 处于核心态时，它可以执行的指令是（ ）。（A）只有特权指令（B）只有非特权指令（C）只有 “访管” 指令（D）计算机中全部指令14 下列选项中，在用户态执行的是（ ）。（A）命令解释程序（B）缺页处理程序（C）进程调度程序（D）时钟中断处理程序15 下列关于系统调用的说法正确的是（ ）。I，用户程序设计时，使用系统调用命令，该命令经过编译后，形成若干参数和陷入(trap)指令 II，用户程序设计时，使用 l 系统调用命令，该命令经过编译后，形成若干参数和屏蔽中断
5、指令 III，系统调用功能是操作系统向用户程序提供的接口，用户及其应用程序和应用系统是通过系统调用提供的支持和服务来使用系统资源完成其操作的（A）I、III（B） II、（C） I、III、（D）II、 、16 下列说法正确的是（ ）。I，批处理的主要缺点是需要大量内存 II，当计算机提了核心态和用户态时，输入输出指令必须在核心态下执行I，操作系统中采用多道程序设计技术的最主要原因是为了提高 CPU 和外部设备的可靠性，操作系统中，通道技术是一种硬件技术（A）I、II（B） I、III（C） II、（D）II、 I、17 在计算机系统中，操作系统是( )。（A）一般应用软件（B）核心系统软件（
6、C）用户应用软件（D）系统支撑软件18 操作系统负责为方便用户管理计算机系统的( )。（A）程序（B）文档资料 （C）资源（D）进程19 没有下列设备计算机无法工作( )。（A）软盘（B）硬盘（C）内存（D）打印机20 采用缓冲技术的主要目的是( )。（A）改善用户编程环境（B）提高 CPU 的处理速度（C）提高 CPU 和设备之间的并行程度（D）实现与设备无关性21 文件目录的主要作用是( )。（A）按名存储（B）提高速度（C）节省空间（D）提高外存利用率22 若处理器有 32 位地址，则它的虚拟地址空间为( )字节。（A）2G（B） 4G（C） 100K（D）640K23 目录文件所存放的
7、信息是( )。（A）某一文件存放的数据信息（B）某一个文件的文件目录（C）该目录中所有数据文件目录（D）该目录中所有子目录文件和数据文件的目录24 把逻辑地址转变为内存的物理地址的过程称做( )。（A）编译（B）链接（C）运行（D）重定位25 只能在核心态下运行的指令是（ ）。（A）读时钟指令（B）置时钟指令（C）取数指令（D）寄存器清零26 下列操作系统的各个功能组成部分中，（ ）不需要硬件的支持。（A）进程调度（B）时钟管理（C）地址映射（D）中断系统27 下列几项必须在核心态下执行的指令是（ ）。（A）从内存中取数（B）将运算结果装入内存（C）算术运算（D）输入输出28 处理器执行的指令
8、被分为两类，其中有一类称为特权指令，它只允许（ ）使用。（A）操作员（B）联机用户（C）目标程序（D）操作系统29 当计算机区分了核心态和用户态指令之后，从核心态到用户态的转换是由操作系统程序执行后完成的，而用户态到核心态的转换则是由（ ）完成的。（A）硬件（B）核心态程序（C）用户程序（D）中断处理程序30 在中断发生后，进入中断处理的程序属于（ ）。（A）用户程序（B）可能是应用程序，也可能是操作系统程序（C）操作系统程序（D）既不是应用程序，也不是操作系统程序二、综合题31 批处理操作系统、分时操作系统和实时操作系统各有什么特点?32 有两个程序，程序 A 依次使用 CPU 计 10s，
9、使用设备甲计 5s，使用 CPU 计5s，使用设备乙计 10s，使用 CPJ 计 lOs。程序 B 依次使用设备甲计。10s，使用CPU 计 10s，使用设备乙计 5s，使用 CPU 计 5s，使用设备乙计 10s。在单道程序环境下先执行程序 A 再执行程序 B，计算 CPU 的利用率是多少?在多道程序环境下，CPU 利用率是多少?32 设某计算机系统有一个 CPU、一台输入设备、一台打印机。现有两个进程同时进入就绪状态，且进程 A 先得到 CPU 运行，进程 B 后运行。进程 A 的运行轨迹为：计算 50ms，打印信息 100ms，再计算 50ms，打印信息 100ms，结束。进程 B的运行
10、轨迹为：计算 50ms，输入数据 80ms，再计算 100ms，结束。试画出它们的时序关系图可以用甘特图(GanttChart)1，并说明：33 开始运行后，CPU 有无空闲等待?若有，在哪段时间内等待 ?计算 CPU 的利用率。34 进程 A 运行时有无等待现象?若有，在什么时候发生等待现象?35 进程 B 运行时有无等待现象?若有，在什么时候发生等待现象 ?36 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?37 为什么说直到出现中断和通道技术后，多道程序概念才变为有用的?38 数据传输控制方式有哪几种?39 在操作系统中为什么要引入线程?40 什么是文件系
11、统?41 如何用 P， V 操作实现进程互斥的?42 什么是死锁? 产生死锁的原因是什么 ?43 什么是核态与用户态?为什么需要区别出二态?系统如何区分出二态?二态在什么情况下相互转换?44 什么是连续文件? 什么是串联文件 ?什么是索引文件 ?三者各有何优缺点?45 解释操作系统中力什么要引入 SPOOLing 技术。46 论述内存管理中碎片产生的原因和解决办法。47 某系统中有三个进程 P1、P2 和 P3 并发工作，其中，进程 P1 运行过程中需使用资源 S1 和 S3；进程 P2 需使用资源 S1 和 S2；进程 P3 需要使用资源 S2 和 S3。如果进程推进过程中对资源的分配不加以
12、限制，会导致什么样的后果，如何避免这种后果的出现。操作系统概述模拟试卷 2 答案与解析一、单项选择题下列各题的备选答案中，只有一个是符合题意的。1 【正确答案】 A【试题解析】 I：通用操作系统使用时间片轮转调度算法，用户运行程序并不需要预先预定运行时间，故 I 项错误；II：操作系统执行程序时，必须要从起始地址开始执行，故 II 项正确；III ：编译器是操作系统的上层软件，不是操作系统所需要提供的功能，故I 项错误；：操作系统是计算机资源的管理者，故管理计算机系统资源是操作系统关心的主要问题，故项正确。【知识模块】 操作系统概述2 【正确答案】 D【试题解析】 在用户态下使用特权指令，会产
13、生由用户态转向核心态的切换，产生访管中断。【知识模块】 操作系统概述3 【正确答案】 C【试题解析】 中断是操作系统必须提供的功能，因为计算机的各种错误都需要中断处理，核心态与用户态切换也需要中断处理。【知识模块】 操作系统概述4 【正确答案】 B【知识模块】 操作系统概述5 【正确答案】 D【知识模块】 操作系统概述6 【正确答案】 D【知识模块】 操作系统概述7 【正确答案】 B【知识模块】 操作系统概述8 【正确答案】 C【知识模块】 操作系统概述9 【正确答案】 D【知识模块】 操作系统概述10 【正确答案】 C【试题解析】 广义指令也就是系统调用命令，必然工作在核心态，所以答案为 C
14、选项。【知识模块】 操作系统概述11 【正确答案】 C【试题解析】 运行操作系统代码的状态为核心态。【知识模块】 操作系统概述12 【正确答案】 A【试题解析】 “访管”指令仅在用户态下使用，执行“访管”指令将用户态转变：勾核心态。【知识模块】 操作系统概述13 【正确答案】 D【试题解析】 核心态下，CPU 对一切硬件具有完全访问权限，可以执行机器能够执行的任何指令。而在用户态下，CPU 不能执行特权指令。【知识模块】 操作系统概述14 【正确答案】 A【试题解析】 缺页处理程序和时钟中断都属于中断，在核心态执行；进程调度属于系统调用，在核心态执行；命令解释程序属于命令接口，在用户态执行。【
15、知识模块】 操作系统概述15 【正确答案】 C【试题解析】 I 正确：系统调用需要触发 trap 指令，如基于 x86 的 IJnux 系统，该指令为 int0x80 或 sysenter。II 是干扰项，程序设计无法形成屏蔽中断指令。III正确：系统调用的概念。正确：操作系统是一层接口，对上层提供服务，对下层进行抽象。它通过系统调用向其上层的用户、应用程序和应用系统提供对系统资源的使用。【知识模块】 操作系统概述16 【正确答案】 C【试题解析】 I 错误：批处理的主要缺点是缺少交互性。 II 正确：输入输出指令需要中断操作，中断必须在核心态下执行。III 错误：多道性是为了提高系统利用率和
16、吞吐量而提出的。正确：IO 通道实际上是一种特殊的处理器，它具有执行 IO 指令的能力，并通过执行通道程序来控制 IO 操作。综上分析：II、正确，是指把一个物理上的实体变为若干个逻辑上的对应物。【知识模块】 操作系统概述17 【正确答案】 B【知识模块】 操作系统概述18 【正确答案】 C【知识模块】 操作系统概述19 【正确答案】 C【知识模块】 操作系统概述20 【正确答案】 C【知识模块】 操作系统概述21 【正确答案】 A【知识模块】 操作系统概述22 【正确答案】 B【知识模块】 操作系统概述23 【正确答案】 D【知识模块】 操作系统概述24 【正确答案】 D【知识模块】 操作系
17、统概述25 【正确答案】 B【试题解析】 若在用户态下执行“置时钟指令”，那么一个用户进程可以在时间片还未到之前把时钟改回去，从而导致时间片永远不会用完，那么该用户进程就可以一直占用 CPU，这显然不合理。【知识模块】 操作系统概述26 【正确答案】 A【试题解析】 中断系统和地址映射显然都需要硬件支持，因为中断指令和地址映射中的重定位都是离不开硬件支持的。而时钟管理中，重置时钟等是由硬件直接完成的。【知识模块】 操作系统概述27 【正确答案】 D【试题解析】 输入输出指令涉及中断操作，而中断处理是由系统内核负责的，工作在核心态。而 A、B、C 选项均可通过使用汇编语言编程来实现，因此它们可在
18、用户态下执行。【知识模块】 操作系统概述28 【正确答案】 D【试题解析】 内核可以执行处理器能执行的任何指令，用户程序只能执行除特权指令以外的指令。所以特权指令只能由内核即操作系统使用。【知识模块】 操作系统概述29 【正确答案】 A【试题解析】 计算机通过硬件中断机制完成由用户态到核心态的转换。B 选项显然不正确，核心态程序只有在操作系统进入核心态后才可以执行。中断处理程序一般也在核心态执行，故 D 选项属于 B 选项。如果由用户程序将操作系统由用户态转换到核心态，那么用户程序中就可以使用核心态指令，也就会威胁到计算机的安全，所以 C 选项不正确。计算机通过硬件完成操作系统由用户态到核心态
19、的转换，这是通过中断机制来实现的。发生中断事件时(有可能是用户程序发出的系统调用)，触发中断，硬件中断机制将计算机状态置为核心态。【知识模块】 操作系统概述30 【正确答案】 C【试题解析】 进入中断处理的程序在核心态执行，是操作系统程序。【知识模块】 操作系统概述二、综合题31 【正确答案】 1)批处理操作系统的用户脱机使用计算机，作业是成批处理的，系统内多道程序并发执行，交互能力差。2)分时操作系统可以让多个用户同时使用计算机，人机交互性较强，具有每个用户独立使用计算机的独占性，系统响应及时。3)实时操作系统能对控制对象作出及时反应，可靠性高，响应及时。但是资源利用率低。【知识模块】 操作
20、系统概述32 【正确答案】 单道环境下，CPU 运行时间为(10+5+10)s+(10+5)s=40s，两个程序运行总时间为 40s+40s=80s，故利用率是 4080=50。多道环境下，运行情况如下图所示，CPU 运行时间为 40s，两个程序运行总时间为 45s，故利用率为4045=88.9。【知识模块】 操作系统概述【知识模块】 操作系统概述33 【正确答案】 进程运行情况如下图所示。CPU 在100150ms 时间段内空闲，利用率为 250300=83.3。【知识模块】 操作系统概述34 【正确答案】 进程 A 为无等待现象。【知识模块】 操作系统概述35 【正确答案】 进程 B 为有
21、等待现象，050ms，180200mSo【知识模块】 操作系统概述36 【正确答案】 区分执行态的主要目的是保护系统程序。用户态到和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到用户程序时。【知识模块】 操作系统概述37 【正确答案】 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 IO 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支持，其原因如下：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 CP
22、U 向通道发出询问指令来了解通道工作是否完成。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以实现 CPU 与 IO 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
23、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。【知识模块】 操作系统概述38 【正确答案】 有四种：程序 IO 控制方式，中断控制方式，DMA 控制方式，通道控制方式。【知识模块】 操作系统概述39 【正确答案】 引人线程是为了减少程序并发执行时所付出的时空开销，提高程序执行时的并发度。【知识模块】 操作系统概述40 【正确答案】 文件系统是操作系统中与文件管理有关的那部分软件以及被它们管理的文件和文件属性的集合。【知识模块】 操作系统概述41 【正确答案】 为使多个进程能互斥地访问某临界资
24、源，只须为该资源设置一个互斥信号量 mutex，并设其初始值为 1，然后将各进程中访问该资源的临界区之前加该信号量的 P 操作，之后加该信号量的 V 操作即可。【知识模块】 操作系统概述42 【正确答案】 死锁是指多个进程在运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局，当进程处于这种僵局时，若无外力作用，它们都将无法再向前推进。产生死锁的原因可归结为两点：(1)竞争资源。当系统中供多个进程共享的资源，其数目不足以满足诸进程的需要时，会引起计算进程对资源的竞争而产生死锁。(2)进程间推进顺序非法。进程在运行过程中，请求和释放资源的顺序不当，也同样会导致产生进程死锁。【知识模块】 操作系统概述43 【正确
25、答案】 (1)内核态与用户态是操作系统的两种运行级别，内核态又称管态、特权状态、系统态或核心态。通常，操作系统在管态下运行，CPU 在管态下可以执行指令系统的全集。用户态又称目态或常态，机器处于目态时，程序只能执行非特权指令，用户程序只能在目态下运行。(2)区别出二态，用户态的程序就不能随意操作内核地址空间，具有一定的安全保护作用。(3)CPU 的状态属于程序状态字 PSW 的一位来区分当前处于何态。(4)用户在进行系统调用的时候会发生二态的转换，如：用户运行一个程序，该程序所创建的进程开始是运行在用户态的，如果要执行文件操作，网络数据发送等操作，必须通过 write，send 等系统调用，这
26、些系统调用会调用内核中的代码来完成操作，这时，必须切换到内核态，完成后，再回到用户态。【知识模块】 操作系统概述44 【正确答案】 连续文件、串联文件、索引文件是根据文件的物理结构来分的。连续文件也叫顺序文件。将一个逻辑上连续文件依次存放到外存连续的物理块中，以这种方式存放的文件称为顺序文件。优点：实现简单，存取速度快；缺点：必须连续存放，不允许动态增长，不灵活，易产生碎片。通常系统文件都采用连续结构，以便快速存取。串联文件也叫链接文件。将逻辑文件中的记录存放在一组物理块(物理块不必连续) 中，每个物理块中设置一个指针，指向文件存放的下一个物理块的地址。以这种方式存放的文件称为链接文件。优点：
27、允许文件动态修改，克服了碎片；缺点：不允许随机存取。索引文件。将逻辑文件中的记录存放在一组物理块(物理块不必连续)中，并为每个文件另外建立一张指示逻辑记录和物理块之间对应关系的表(此表称为索引表)，以实现逻辑记录与物理块之间的映射。以这种方式存放的文件称为索引文件。优点：允许文件动态修改，可直接对文件进行存取；缺点：检索文件至少需要访问存储器两次。【知识模块】 操作系统概述45 【正确答案】 碎片(又称为零头)是指内存中无法被利用的小空闲区。根据碎片出现的情况，可以将碎片分为内部碎片和外部碎片。内部碎片是指分配给作业的存储空间中未被利用的部分，外部碎片是指系统中无法利用的小存储块。各种内存分配
28、会造成内部碎片或外部碎片。解决碎片问题的方法之一就是采用拼接(又称紧缩、紧凑)技术，拼接技术是指移动存储器中所有已分配区到内存的一端，使本来分散的空闲区连成一个大的空闲区。分页存储管理采用离散的分配方式将作业存放到许多不相邻接的内存区域中，也是解决存储器碎片的一种办法。【知识模块】 操作系统概述46 【正确答案】 SPOOLing 的意思是外部设备同时联机操作，又称为假脱机输入输出操作，是操作系统中采用的一项将独占设备改造成共享设备的技术。引入SPOOLing 技术为了满足多道程序或多进程对独占设备的共享使用，这种技术不仅提高了设备的利用率，而且缩短了用户进程的周转时间，它是一种以空间换取时间的技术。【知识模块】 操作系统概述47 【正确答案】 会导致死锁发生，比如运行某时刻，P1 占用了 S1，请求 S3；P2占用了 S2，请求 s1；P3 占用了 S3，请求 s2。这样就会出现死锁问题。为了避免这种后果，可以采取如下方法(1)有序分配法，每个进程按一定顺序来进行资源请求；(2)预先分配法，一次性将某进程请求的资源全部分配给它；(3)银行家算法，在某进程申请资源时先进行安全性检查等方法都可以避免出现死锁。【知识模块】 操作系统概述
