【SCAU操作系统】期末复习选择题例题解析

1. ____B_____操作系统能及时处理由过程控制反馈的数据并响应。
A. 分布式         B. 实时         C. 分时         D. 嵌入式

解析：

分布式：分布式操作系统是管理分布式系统的资源的操作系统。
实时：实时操作系统（RTOS）是一个专门用于在特定时间内对外部事件做出响应的操作系统。实时系统通常用于需要立即响应的应用，如过程控制、工业自动化、军事系统等。
分时：分时操作系统允许多个用户同时与系统进行交互，每个用户都感觉自己是独占系统资源。
嵌入式：嵌入式操作系统是运行在嵌入式系统（如智能手机、路由器、医疗设备、汽车系统等）中的操作系统。

2. 当 CPU 处于系统态时，它可以执行的指令是计算机系统的____C____。
A. 普通指令        B. 特权指令         C. 所有指令         D. 非特权指令

解析：

当 CPU 处于系统态（也称为内核态或管态）时，它拥有执行计算机系统中所有指令的权限，包括那些对系统资源进行直接访问或控制的指令，这些指令通常被称为“特权指令”，因为它们可以执行对系统状态有重大影响或可能破坏系统完整性的操作。
普通指令 - 这些指令是用户态（也称为用户模式）下可以执行的指令，通常不包括对系统资源的直接访问或控制。
特权指令 - 是系统态下可执行指令的一个子集。
非特权指令 - 这通常指的是用户态下可以执行的指令，不包括特权指令。

3. 在“基址 B+限长 L”内存保护方案中，合法的逻辑地址 A 应该满足____A_____条件。
A. 0≤A＜L         B. 0≤A≤L         C. B≤A＜L         D. B≤A≤L

解析：

在“基址 B+限长 L”内存保护方案中，逻辑地址的合法性是通过与基址（B）和限长（L）进行比较来确定的。
基址寄存器：它存放程序的起始地址，为程序提供了一个参考点。
限长寄存器：它存放程序的长度，限定了程序可以访问的内存范围。
判别式为 0 ≤ 程序地址 < (限长寄存器)。

4. 分时操作系统的主要目标是提高或改善计算机系统的____C_____。
A. 实时性         B. 资源利用率         C. 交互性         D. 软件运行速度

解析：

分时操作系统的主要目标是提高或改善计算机系统的交互性。
资源利用率 - 虽然分时操作系统确实会尝试有效地利用系统资源，但其主要目标并不是最大化资源利用率。
软件运行速度 - 分时操作系统并不直接关注软件或程序的运行速度。它关注的是如何在多个用户之间有效地分配和管理资源，以及提供用户与系统的交互能力。

5. Linux 中的伙伴系统是用于____C____。
A. 文件目录的查找         B. 磁盘空间的管理         C. 内存空间的管理         D. 文件保护

解析：伙伴系统是Linux内核中采用的一种内存管理算法，主要用于管理和分配物理内存中的页框（Page Frames）。它通过将空闲的页框分组为一系列不同大小的块链表（Block Lists），每个块链表包含具有相同数量连续页框的块。这些块链表按照页框数量（如1、2、4、8、...、1024个页框）进行组织，以便在内存分配和释放时能够有效地减少内存碎片，提高内存利用率。

6. 在下列死锁的解决方法中，属于死锁预防策略的是____B____。
A. 银行家算法         B. 资源有序分配         C. 剥夺资源         D. 资源分配图化简

解析：

死锁预防策略的主要目标是通过破坏死锁产生的必要条件来防止死锁的发生。包括：
互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用。
占有并等待条件：已经持有至少一个资源的进程可以请求新的资源。
不可剥夺条件：资源只能由持有它的进程释放，不能被其他进程剥夺。
循环等待条件：存在一个等待资源的循环，其中每个进程都在等待下一个进程释放的资源。

资源有序分配是死锁预防策略中的一种方法。它要求系统中的所有资源都按照某种顺序进行编号，进程在申请资源时必须按照编号的顺序进行。这种方法可以破坏循环等待条件，从而防止死锁的发生。
银行家算法：这是死锁避免策略的一个代表算法，通过预测资源分配的安全性来避免死锁的发生。
剥夺资源：这通常是死锁解除（或称为死锁恢复）策略中的一部分，从一个或多个进程中强行收回资源，从而打破死锁状态。
资源分配图化简：这通常与死锁检测和恢复策略相关，而不是预防策略。通过检查资源分配图（一个表示进程和资源之间关系的图），可以确定是否存在死锁，并采取相应的恢复措施。

7. 进程创建时，操作系统不需要给新进程执行下面的____D____工作。
A. 分配唯一的 PID         B. 分配内存空间         C. 初始化 PCB         D. 抢占当前进程

解析：进程创建过程中，操作系统通常不会直接抢占当前正在运行的进程。进程的调度和切换是由操作系统的调度器负责的，它根据一定的调度算法来选择下一个要运行的进程。进程创建本身并不涉及抢占当前进程的操作。

8. 虚拟存储器的目的是实现____D____。
A. 存储保护         B. 程序迁移         C. 动态重定位         D. 扩充主存容量

解析：虚拟存储器（Virtual Memory）是在具有层次结构存储器的计算机系统中，自动实现部分装入和部分替换功能，能从逻辑上为用户提供一个比物理存储容量大得多、可寻址的“主存储器”。虚拟存储区的容量与物理主存大小无关，而受限于计算机的地址结构和可用磁盘容量。它的主要目的是为了扩充主存容量，使得计算机能够运行更大或更多的程序，而不会因为物理内存的限制而受限。

9. 某分时系统将有 50 个用户同时上机，为保证 2s 的响应时间，时间片最大应为___B__。
A. 50ms         B. 40ms         C. 100ms         D. 20ms

解析：为了保证每个用户都能在2秒内得到响应，假设最坏的情况，即每个用户进程都刚好在其时间片结束时才完成。这样，每个用户进程在其时间片内运行，然后等待下一次轮转。由于有50个用户，因此在一个完整的轮转周期内，每个用户进程都会得到一次运行的机会。
时间片 = 总时间 / 用户数量= 2秒 / 50= 0.04秒= 40ms

10. “选一个进程占用 CPU”是____A_____的功能。
A. 短程调度         B. 中程调度         C. 长程调度         D. 高级调度

11. 与系统“抖动”现象无关的原因是_____B______。
A. 置换算法         B. 磁盘容量         C.请求页式管理         D. 交换数据量

解析：

系统“抖动”是指由于页面替换算法不够高效，导致系统花费大量时间在页面替换（换入和换出）上，而不是在执行实际的任务。这会导致系统性能显著下降。
置换算法：如果页面置换算法不够高效，它可能会导致过多的页面被频繁地换入和换出，从而引发“抖动”。
磁盘容量：系统“抖动”主要是由于页面替换算法和页面访问模式导致的，而不是由磁盘的物理容量决定的。
请求页式管理：请求页式管理是一种虚拟内存管理技术，其中页面是根据需要被加载到物理内存中的。如果页面替换算法不够有效，那么在请求页式管理系统中更容易发生“抖动”。
交换数据量：如果系统需要频繁地交换大量数据（即页面），那么发生“抖动”的可能性就会增加。

12. 进程在执行中发生缺页中断，经操作系统处理后，进程应执行____D____指令。
A. 进程第一条         B. 被中断的前一条         C. 被中断的后一条         D. 被中断的那一条

13. 在死锁的四个必要条件中，破坏____A_____条件是不太实际的。
A. 互斥         B. 不可抢占         C. 占有并等待         D. 循环等待

解析：

互斥条件：资源是独占的且排他使用，进程互斥使用资源，即任意时刻一个资源只能给一个进程使用。这个条件是由资源的固有特性所决定的，因此破坏互斥条件是不太实际的。
不可剥夺条件：进程所获得的资源在未使用完毕之前，不被其他进程强行剥夺，继续占用已分配到的资源。当一个进程等待时间过长时，可以剥夺其占有的资源，但这样做可能导致数据的不一致性或其他问题。
占有并等待条件：进程每次申请它所需要的一部分资源，在申请新的资源的同时，保持已分配到的资源。这个条件也可以通过策略来破坏，例如要求进程在申请资源时一次性申请完所有需要的资源。
循环等待条件：在发生死锁时必然存在一个进程等待队列，其中P1等待P2占有的资源，P2等待P3占有的资源，…，Pn等待P1占有的资源，形成一个进程等待环路。这个条件可以通过给资源编号，要求进程按编号顺序申请资源来破坏。

14. 分页方案中，若使用 16 位逻辑地址，页大小为 1KB，则一个进程最多有___D____页。
A. 8         B. 16         C. 32         D. 64

解析：

16位逻辑地址：这意味着逻辑地址的范围是0到 2^16−1，即0到65535。所以，总的逻辑地址空间是65536字节。
页大小为1KB：1KB等于1024字节。所以，一个页可以包含从0到1023的字节地址。

1. 操作系统在计算机系统中位于____C_____之间。
A. CPU和用户         B. CPU和设备         C. 硬件和用户         D. 硬件和软件

2. 在加入中断阶段的指令周期中，当发生中断时，CPU 暂停当前进程，并执行___A____。
A. 中断处理程序         B.下一个就绪进程         C. 等待         D. 下一条指令

3. 进程从运行态转换到阻塞态，不可能是由于现运行进程_____D______。
A. 出现缺页中断         B. 执行semWait()        C.读/写磁盘         D. 执行semSignal()

解析：

出现缺页中断：进程需要等待操作系统将该页面从磁盘或其他存储介质中调入物理内存。
执行semWait()：用于进程同步的原语，用于等待信号量变为非负值。可能导致进程从运行态转换为阻塞态。
读/写磁盘：磁盘I/O操作通常是阻塞的，即进程需要等待磁盘操作完成。
执行semSignal()：是用于增加信号量值的原语。当进程执行semSignal()时，它通常是为了通知其他等待该信号量的进程（如果有的话）可以继续执行。因此，**执行semSignal()**不会导致进程从运行态转换为阻塞态。

4. 采用用户级多线程策略时，操作系统内核调度的对象是____A_____。
A. 进程         B. 用户级线程         C. 作业         D. 内核级线程

解析：在采用用户级多线程策略时，操作系统内核调度的对象是进程。
用户级线程完全在用户空间中实现和管理，它们的创建、同步和调度由应用程序通过用户级别的线程库实现，所有的线程管理工作都由应用程序负责，无需操作系统内核干预。在用户看来有多个线程，但操作系统并不能意识到线程的存在，它仍然以进程为单位进行调度。

5. 在下列进程调度算法中，不可抢占式算法是 ____B______。
A. 最短剩余时间优先算法         B. 最短进程优先算法
C. 时间片轮转算法                 D. 多级反馈队列算法

6. 临界区是指____D_____。
A. 一个互斥资源         B. 一个共享缓冲区         C. 一段数据         D. 一段程序

解析：临界区是一段需要互斥执行的程序，以确保对共享资源的访问是原子性的。其中访问了某些共享资源，并且这段程序的执行在任意时刻只能被一个线程/进程所访问。这是为了确保数据的一致性和完整性，防止多个线程同时修改同一资源导致的同步问题。

7. 下列_____B_____不是临界资源。
A. 打印机         B. 进程的局部数据         C. 全局变量         D. 共享缓冲区

解析：
临界资源是指一次仅允许一个进程访问的资源。
进程的局部数据——通常只对该进程可见，并且只在该进程内部使用，不需要被多个进程共享或同步访问，所以不是临界资源。
打印机如果多个进程同时尝试打印，可能会导致数据混乱或打印错误。
全局变量可以被多个进程或线程访问。
共享缓冲区是多个进程或线程之间共享的数据存储区域。

8. 在多道程序设计环境下，操作系统分配资源是以___B_____为基本单位。
A. 作业         B. 进程         C. 线程         D. 程序

解析：进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动，也是系统进行资源分配和调度的基本单位。

9. 当一个进程处于正在等待____A_____的状态时，称为阻塞状态。
A. 输入数据         B. 抢占CPU         C. 进入内存         D. 分配时间片

解析：当一个进程处于正在等待某种条件成立或接受某种信号（如输入数据、系统资源、其他进程的消息等）的状态时，它被称为阻塞状态或等待状态。

10. 在下面的叙述中，正确的是____B____。
A. 引入线程后处理器只在线程间切换                 B. 线程可提高程序并发执行的程度
C. 引入线程增加了程序执行时的时空开销         D. 一个进程必须包含多个线程

解析：

引入线程后，处理器确实可以在不同的线程之间切换，但它也可以在不同的进程之间切换。
线程可提高程序并发执行的程度。在单处理器环境中，通过线程切换，多个线程可以并发地执行，从而提高了系统的整体吞吐量。
如果线程的使用得当，它可以提高程序的并发性，从而可能提高程序的总体性能。
虽然一个进程可以包含多个线程，但一个进程也可以只包含一个线程（即单线程进程）。

11. 在 2 个生产者、3 个消费者共享 4 个缓冲区的生产者-消费者问题中，用于互斥使用缓
冲区的信号量的初值应该是____A_____。
A. 1         B. 2         C. 3         D. 4

解析：

在2个生产者、3个消费者共享4个缓冲区的生产者-消费者问题中，用于互斥使用缓冲区的信号量通常被用作一个互斥信号量，以确保在任何时候只有一个生产者或消费者能够访问缓冲区。
互斥信号量用于实现线程之间的互斥，确保同一时间只有一个线程能够访问共享资源。用于互斥使用缓冲区的信号量的初值应该是1，这个信号量用于确保生产者和消费者在访问缓冲区时的互斥性，防止多个进程同时修改缓冲区导致的数据不一致问题。

12. 磁盘空间碎片少且便于随机存取文件数据的文件分配方法是____D____。
A. 连续分配        B. 最佳适配         C. 链接分配         D. 索引分配

13. 内存利用率高且便于进程共享和保护数据的内存管理方法是____D____。
A. 分区         B. 分页         C. 分段         D. 段页式

14. 内存动态分区放置算法中，通常来说，____C____是性能最差的。
A. 首次适配         B. 下次适配         C. 最佳适配         D. 伙伴系统

解析：**最佳适配（Best Fit）**是性能最差的，因为它不仅容易产生碎片，而且算法开销大。

15. 下列选择中，不能使系统从死锁中恢复的措施是____B____。
A. 杀死进程 B. 挂起进程 C. 抢占资源 D. 重启进程