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计算机学科专业基础综合计算机操作系统2

计算机学科专业基础综合计算机操作系统-2

一、单项选择题（总题数：

53，分数：

100.00）

1.下列选项中，降低进程优先级的合理时机是______。

∙A.进程的时间片用完

∙B.进程刚完成I/O，进入就绪列队

∙C.进程长期处于就绪列队

∙D.进程从就绪状态转为运行状态

A. √

在此题中，进程完成I/O，进入就绪队列；长期处于就绪队列的进程需要尽快得到处理机为它服务，进程从就绪状态转为运行状态的时候也不能降低进程的优先级，只有在进程的时间片用完才是降低进程优先级的最好时机。

2.假设与某类资源相关联的信号量初值为3，当前值为1，若M表示该资源的可用个数，N表示等待该资源的进程数，则M、N分别是______。

∙A.0、1

∙B.1、0

∙C.1、2

∙D.2、0

B. √

按照信号量的定义，与资源相关联的信号量的取值是与当前可用资源数量一致的，因此M为1，而依题意，目前没有等候该资源的进程，故N的值为0。

3.下列选项中，导致创建新进程的操作是______。

Ⅰ．用户登录成功Ⅱ．设备分配Ⅲ．启动程序执行

∙A.仅Ⅰ和Ⅱ

∙B.仅Ⅱ和Ⅲ

∙C.仅Ⅰ和Ⅲ

∙D.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ

C. √

用户登录成功、启动程序执行均会导致创建新进程，而设备分配则不会。

4.下列选项中，操作系统提供给应用程序使用的接口是______。

∙A.系统调用

∙B.中断

∙C.库函数

∙D.原语

A. √

在现代操作系统中，操作系统提供了包括系统调用、命令接口、图形接口等方便用户使用系统资源的接口，在上述接口中，只有系统调用是提供给程序使用的。

5.下列进程调度算法中，综合考虑了进程等待时间和执行时间的是______。

∙A.时间片轮转调度算法

∙B.最短进程优先调度算法

∙C.先来先服务调度算法

∙D.高响应比优先调度算法

D. √

在若干进程调度算法中，时间片轮转调度算法考虑的是时间分配上的均衡，最短进程优先调度算法主要考虑的是短作业的等待时间，先来先服务调度算法考虑的是到达顺序的合理性，而只有高响应比优先调度算法做到了综合考虑进程等待时间和执行时间。

6.单处理机系统中，可并行的是______。

Ⅰ．进程与进程Ⅱ．处理机与设备Ⅲ．处理机与通道Ⅳ．设备与设备

∙A.Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ

∙B.Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ

∙C.Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ

∙D.Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ

D. √

在单处理机系统中，仅有一个处理机，所以在一个特定的时刻只能有一个进程能够获得处理机的使用权，因而排除选项A、B和C，只有选项D是合理的答案。

7.如果有一个进程从运行状态变成等待状态，或完成工作后就撤销，则必定会发生______。

∙A.进程切换

∙B.存储器再分配

∙C.时间片轮转

∙D.死锁

A. √

此题主要考查进程切换的相关内容。

进程调度将从就绪队列中另选一个进程占用处理机。

使一个进程让出处理要，由另一个进程占用处理机的过程称为进程切换。

若有一个进程从运行状态变成等待状态，或者进程完成工作后被撤销，则必定会发生进程切换；若一个进程从等待状态变成就绪状态，则不一定会发生进程切换。

8.在时间片轮转算法中，______的大小对计算机性能有很大影响。

∙A.对换区

∙B.分页

∙C.时间片

∙D.程序段

C. √

此题主要考查在时间片轮转算法中时间片大小对于系统性能的重要性。

在时间片轮转算法中，时间片的大小对计算机性能有很大影响。

如果时间片划分不当，则系统不能提供令用户满意的响应时间。

时间片的大小应选择得适当，通常要考虑以下几个因素：

（1）系统对响应时间的要求；

（2）就绪队列中进程的数目；（3）系统的处理能力。

9.在操作系统中，资源分配、调度和管理的最小单位是______。

∙A.进程

∙B.线程

∙C.作业

∙D.程序段

A. √

此题主要考查进程调度的基本概念等相关内容。

进程的引入可以更好地描述系统中的并发活动。

它被定义为一个具有独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。

在操作系统中，进程是进行系统资源分配、调度和管理的最小独立单位，操作系统的各种活动都与进程有关。

10.正在运行的进程，因某种原因而暂时停止运行，等待某个事件的发生，此时处于______状态。

∙A.运行

∙B.完成

∙C.就绪

∙D.阻塞

D. √

此题主要考查进程的基本状态及其转换等相关内容。

在操作系统中，进程的三种基本状态之一的阻塞状态是指正在运行的进程，因某种原因而暂停运行（如发生了I/O请求等），等待某个事件的发生，导致进程不能继续运行且交出处理机时的状态。

11.进程从运行状态转换为就绪状态的可能原因是______。

∙A.被调度程序选中占用处理机

∙B.等待某一事件

∙C.等待的事件已经发生

∙D.时间片用完

D. √

就绪状态是指一个进程获得了除处理机以外的一切资源，当得到调度时，就由就绪状态转换为运行状态；运行状态就是一个进程在处理机上正在运行。

当处于运行状态的进程在运行过程中所分配的时间片用完，则会被强制撤离处理机，以便调度其他进程运行。

由于原先运行的进程是非自愿地离开运行状态，所以没有其他的事件相关，只有继续在就绪队列中等候下一次的调度，所以选项D是正确的。

选项A的情形是由就绪状态转换为运行状态；选项B的情形是由运行状态转换为阻塞状态；选项C的情形是由阻塞状态转换为就绪状态。

12.设m为同类资源数，n为系统中并发进程数。

当n个进程共享m个互斥资源时，每个进程的最大需求是w，则下列情况中会出现系统死锁的是______。

∙A.m=2，n=1，w=2

∙B.m=2，n=2，w=1

∙C.m=4，n=3，w=2

∙D.m=4，n=2，w=3

D. √

本题考查死锁的检测。

选项A不会发生死锁，只有一个进程时不会发生死锁。

选项B不会发生死锁，两个进程各需要一个资源，而系统中恰好有2个资源。

选项C不会发生死锁，3个进程需要的最多资源数都是2，系统总资源数是4，所以总会有一个进程得到2个资源，运行完毕后释放资源。

选项D可能会发生死锁，当2个进程各自都占有了2个资源后，系统再无可分配资源。

由此可得出结论：

当满足m≥n（w-1）+1时，不会产生死锁。

13.在操作系统中引入并发可以提高系统效率。

若有三个进程P1、P2和P3，按照P1，P2到P3的优先次序运行，采用可抢占式调度，其运行过程如下：

P1：

计算6ms，I/O8ms，计算2ms

P2：

计算12ms，I/O6ms，计算2ms

P3：

计算4ms，I/O8ms，计算4ms

不计系统开销，相比单通道顺序运行，多道并发可以节省的时间和CPU利用率分别是______。

∙A.14ms；79%

∙B.16ms；83%

∙C.12ms；75%

∙D.22ms；100%

A. √

本题考查多道程序运行的工作方式，解决此类问题的关键一般是根据进程的优先级和时序关系画出时序图，注意I/O设备不能抢夺，CPU可以根据优先级来抢夺。

根据题意，讲程运行时序图如下：

[*]单道运行时需要耗时：

6+8+2+12+6+2+4+8+4=52（ms）从表中分析，并发运行时需要耗时：

6+8+2+4+4+2+2+6+4=38（ms）节省时间为52-38=14（ms）CPU效率为（6+8+2+4+4+2+4）/38=79%

14.系统产生死锁的可能原因是______。

∙A.共享资源分配不当

∙B.系统资源不足

∙C.进程运行太快

∙D.CPU内核太多

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。

空间上的原因是对共享资源分配不当，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?

系统资源不足只会对进程造成“饥饿”，例如，某系统只有3台打印机，若进程运行中要申请4台，显然不能满足，该进程会永远等待下去。

如果该进程在创建时便声明需要4台打印机，那么操作系统立即就会拒绝，不会创建该进程。

一般地，系统由于部分分配的剩余资源不足时，可能会造成死锁，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。

15.若有一进程拥有100个线程，这些线程都属于用户级线程，则在系统调度执行时间上占用的时间片是______。

∙A.1

∙B.100

∙C.1/100

∙D.0

A. √

本题主要考查关于进程和线程之间资源共享的知识点。

在引入线程的操作系统中，线程是进程中的一个实体，是系统独立调度和分派的基本单位。

但是线程自己基本上不拥有系统资源，所以它不是资源分配的基本单位，它只拥有一部分在运行中必不可少的与处理机相关的资源，如线程状态、寄存器上下文和栈等，它同样有就绪、阻塞和执行三种基本状态。

它可与同属一个进程的其他线程共享进程所拥有的全部资源。

一个线程可以创建和撤销另一个线程；同一个进程中的多个线程之间可以并发执行。

由于用户线程不依赖于操作系统内核，因此，操作系统内核是不知道用户线程的存在的，用户线程是由用户来管理和调度的，用户利用线程库提供的API来创建、同步、调度和管理线程。

所以，用户线程的调度在用户程序内部进行，通常采用非抢占式和更简单的规则，也无须用户态和核心态切换，所以速度很快。

由于操作系统不知道用户线程的存在，所以，操作系统把CPU的一时间片分配给用户进程，再由用户进程的管理器将时间分配给用户线程。

那么，用户进程能得到的时间片即为所有用户线程共享。

因此，正确答案应为A。

16.有五个进程共享一个互斥段，如果最多允许两个进程同时进入互斥段，则所采用的互斥信号量初值应该是______。

∙A.5

∙B.2

∙C.1

∙D.0

B. √

因为最多允许两个进程同时进入互斥段，所以信号量为2。

如果一个互斥段可以同时允许两个进程进入，则相当于有两个互斥段。

17.2个优先级相同的并发进程P1和P2，它们的执行过程如下所示，假设当前信号量s1=0，s2=0，当前的z=2，进程运行结束后，x、y和z的值分别为______。

进程P1进程P2

=1;x:

=1;

=y+2;x:

=x+1;

=y+1;P（s1）;

V（s1）;x:

=x+y;

P（s2）;z:

=x+z;

=z+y;V（s2）;

…………

∙A.5，9，9

∙B.5，9，4

∙C.5，12，9

∙D.5，12，4

C. √

本题考查并发进程的特点，并结合信号量进行同步的原理。

由于进程并发，所以进程的执行具有不确定性，在P1、P2执行到第一个P、V操作前，应该是相互无关的。

现在考虑第一个对1的P、V操作，由于进程P2是P（s1）操作，所以，它必须等待P1执行完V（s1）操作以后才可继续运行，此时x、y、z的值分别为3、3、4，当进程P1执行完V（s1）以后便在P（s2）上阻塞，此时P2可以运行直到V（s2），此时x、y、z值分别为5、3、9，进程P1继续运行直到结束，最终的x、y、z值分别为5、12、90

18.设有3个作业，其运行时间分别为2小时、5小时、3小时，假定它们同时到达，并在同一台处理机上以单道运行方式运行，则平均周转时间最小的执行顺序是______。

∙A.J1，J2，J3

∙B.J3，J2，J1

∙C.J2，J1，J3

∙D.J1，J3，J2

D. √

本题考查平均周转时间的概念，周转时间：

等待时间+运行时间，平均周转时间=总周转时间÷n。

在本题中，选项A的顺序J1，J2，J3的平均周转时间是（2+7+10）÷3=19÷3=6.3（小时）；选项B的顺序J3，J2，J1的平均周转时间是（3+8+10）÷3=21÷3=7（小时）；选项C的顺序J2，J1，J3的平均周转时间是（5+7+10）÷3=22÷3=7.3（小时）；选项D的顺序J1，J3，J2的平均周转时间是（2+5+10）÷3=17÷3=5.7（小时）。

因此，答案为D。

19.关于临界区问题（criticalsectionproblem）有如下算法（假设只有进程P0和P1可能进入该临界区），算法如下（i为0或1），该算法______。

repeat

retry:

if（turn≠-1）turn:

=i;

if（turn≠i）gotoretry;

turn:

=-1;

criticalsection（临界区）

turn=0;

remaindersection（其他区域）

untilfalse;

∙A.不能保证进程互斥进入临界区，且会出现“饥饿”

∙B.不能保证进程互斥进入临界区，但不会出现“饥饿”

∙C.保证进程互斥进入临界区，但会出现“饥饿”

∙D.保证进程互斥进入临界区，不会出现“饥饿”

A. √

例如当P0执行完语句turn=-1，刚好要进入临界区时，CPU又调度P1执行，P1能够顺利进入临界区，不能满足互斥。

当P0执行完临界区时，CPU调度P1执行，P1在retry循环，CPU调度P0执行，P0继续执行，重复以上过程，会导致P1“饥饿”。

20.下列死锁的论述中，正确的是______。

∙A.由于产生死锁的基本原因是系统资源不足，因而，预防死锁最常用的方法是根据系统规模，配置足够的系统资源

∙B.由于产生死锁的另一个基本原因是进程推进顺序不当，因而，预防死锁的常用方法是使进程的推进顺序合法

∙C.只要系统不进入不安全状态，便不会产生死锁，因而，预防死锁的常用方法是防止系统进入不安全状态

∙D.可以通过破坏产生死锁的四个必要条件之一或其中几个的方法来预防发生死锁

D. √

选项A，不可能根据系统的规模，配置足够的系统资源，因为系统的资源是有限的。

选项B，这种方法不能保证死锁不发生，而且进程推进过程很复杂，实现合理的顺序不太可能。

选项C，系统进入不安全状态不一定会产生死锁，防止系统进入不安全状态不太可能，故不是常用的方法。

21.下列关于进程的叙述中，最不符合操作系统对进程的理解的是______。

∙A.进程是在多程序并行环境中的完整的程序

∙B.进程可以由程序、数据和进程控制块描述

∙C.线程是一种特殊的进程

∙D.进程是程序在一个数据集合上运行的过程，是系统进行资源管理的一个独立单位

A. √

A的说法不够全面。

22.下列进程调度算法中，综合考虑了CPU密集型进程和I/O密集型进程的是______。

∙A.时间轮转

∙B.优先级

∙C.多重队列

∙D.FIFO

C. √

多重队列通过将进程分类，在系统中设置若干队列进行进程调度，综合考虑了CPU密集型进程和I/O密集型进程。

23.进程P1、P2和P3单独执行时间分别为10min、15min和20min，其中处理机占用时间分别为2min、3min和12min。

如果采用多道程序设计技术使其并发，并假设处理机的利用率可以达到60%，加上系统开销5min，则并发使得计算机系统的效率提高了______。

∙A.63%

∙B.38%

∙C.74%

∙D.26%

D. √

本题考查并发的计算。

由于本题并没有详细描述进程的执行过程，所以，计算是以总体效率来进行的。

总体效率是指并发执行所花费的时间值与原时间值相比提高了多少。

依本题题意，可以计算出处理机所需时间为2+3+12=17（min），按处理机60%的利用率，并发所需总时间为17÷60%+5=33.33（min），单道运行时所需要的总时间为10+15+20=45（min），则系统效率提高了（45-33.33）÷45=26%。

注意题意，并发时不要忘记系统开销5min。

单道执行时由于较少需要进程切换，因此系统开销一般忽略不计。

并发时系统要进行大量的进程切换，因此，系统开销有时会比较大，此时就应该纳入计算。

24.进程创建的时候，不需要做的是______。

∙A.填写一个该进程的进程表项

∙B.分配该进程适当的内存

∙C.将该进程插入就绪队列

∙D.为该进程分配CPU

D. √

本题考查的是进程创建的过程。

进程创建最主要的工作是为该进程申请并填写一张进程表。

进程表内包含有多个与进程有关的数据结构，例如，进程号、进程组、进程的优先级、进程所分配的内存、进程需要的I/O设备、进程要打开的文件等。

当填写好了进程表以后，进程创建模块便将进程表按照该系统规定的法则插入到就绪队列的适当位置，等待进程调度模块进行下一步的调度。

所以进程创建的过程中不会包含分配CPU的过程，这不是进程创建的工作，而是调度器的工作。

25.下列页面置换算法中，可能会产生Belady异常现象的是______。

∙A.先进先出算法FIFO

∙B.最近最少使用算法LRU

∙C.利用referencebit的近似的LRU

∙D.最优算法optimal

A. √

Belady现象指为进程分配的内存页增加，缺页率反而增加的异常现象。

26.下列关于分段存储管理的说法中，错误的是______。

∙A.便于编程

∙B.便于分段共享

∙C.便于内存分配

∙D.能动态链接

B. √

27.为进程分配连续内存的是______。

∙A.分页存储管理

∙B.分段存储管理

∙C.可变分区管理

∙D.段页式存储管理

C. √

28.在下面的页面置换算法中，______只是具有理论意义，但是实现起来很困难。

∙A.先进先出置换算法

∙B.最近最久未使用置换算法

∙C.clock置换算法

∙D.最佳置换算法

D. √

最佳置换算法是指将以后不再使用或很长时间都不需要使用的页面置换出去。

在利用最佳置换算法的过程中，不能够事先预知哪些页面是以后不再使用的，因此只具有理论意义，实现起来很困难。

29.属于内存连续分配方式的是______。

∙A.固定分区分配方式

∙B.分段存储管理方式

∙C.分页存储管理方式

∙D.段页式存储管理方式

A. √

30.下面关于联想存储器的说法中，不正确的是______。

∙A.联想存储器是为了提高变换速度

∙B.联想存储器是超高速缓存构造成按内容可寻址的存储器

∙C.联想存储器不增加太多的硬件投资

∙D.联想存储器是高速缓存构造成按地址可寻址的存储器

D. √

为了加速查找过程，超高速缓存构造成按内容可寻址的存储器，这种结构也称为联想存储器。

引入联想存储器是为了提高地址变换速度，且不增加太多的硬件投资。

31.可变分区管理中的______算法，空闲区按其大小递增次序组成链。

∙A.首次适应

∙B.最佳适应

∙C.下次首次适应

∙D.最坏适应

B. √

可变分区管理中，最佳适应算法是找到能够适应分区的最小的空闲页面，因此需要将空闲区按其大小递增次序组成链，以方便查找。

32.在某计算机中采用了多级存储体系，设计有Cache、主存和磁盘。

假设访问Cache一个字需要花费10ns，若该字不在Cache中但是存在于主存中，那么需要100ns载入Cache，然后重新开始定位。

若该字既不在Cache中，也不在主存中，那么需要10ms的时间装入主存，再用100ns复制到Cache，再开始定位。

设Cache的命中率为0.90，主存的命中率为0.75，那么，该系统访问一个字的平均时间是______。

∙A.25000ns

∙B.250023ns

∙C.250017ns

∙D.250020ns

D. √

本题考查多级存储层次下的平均访问时间。

多级存储是现代计算机获得比较优异的存储器访问性能又比较廉价的一种实现方法。

正确的计算需要搞清楚CPU访问一个字的流程。

通常，若需要执行的指令字已经载入到Cache中，那么，仅需要从Cache中取出放到指令队列上即可，所花费的时间即是Cache的访问时间。

当Cache中缺席时，产生中断，调用Cache更新程序，将所需的指令字从内存载入Cache，然后返回到中断点继续定位，所需的时间是访问Cache的时间和中断服务程序所花费的时间之和。

同理，可以推断出访问不在主存中的指令字所需花费的时间是磁盘装入时间与内存中断服务程序时间以及Cache访问时间的和。

根据各自命中率的不同，可以计算出总时间为：

10×0.9+（10+100）×0.75×0.1+（10+100+10×106）×（1-0.9）×（1-0.75）=250020ns

33.下列关于程序装入内存的说法中，正确的是______。

∙A.由链接程序将用户源代码编译成若干目标模块

∙B.由编译程序将编译后形成的目标模块和所需的库函数链接在一起

∙C.由编译程序将用户源代码编译成若干目标模块

∙D.由链接程序将装入模块装入内存

C. √

首先由编译程序将用户源代码编译成若干目标模块，再由链接程序将编译后形成的目标模块和所需的库函数链接在一起，组成两个装入模块，再由装入程序将装入模块装入内存。

34.程序装入模块的主要方式包括______。

∙A.绝对装入方式

∙B.可重定位方式

∙C.动态运行时装入方式

∙D.以上三者

D. √

程序装入模块的方式有：

绝对装入方式、可重定位方式和动态运行时装入方式。

35.下列关于程序装入方式的叙述中，不正确的是______。

∙A.绝对装入方式适用于单道程序环境下

∙B.可重定位方式适用于多道程序环境下

∙C.动态运行时装入方式也适用于多道程序环境下

∙D.可重定位方式适用于单道程序环境下

D. √

绝对装入方式适用于单道程序环境下。

可重定位方式适用于多道程序环境下。

动态运行时装入方式也适用于多道程序环境下。

36.在进行程序链接时，应完成的工作是______。

Ⅰ．对相对地址进行修改Ⅱ．变换外部调用符号

Ⅲ．首次适应算法Ⅳ．循环首次适应算法

∙A.Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ

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