考研操作系统操作系统概念与历史.docx
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考研操作系统操作系统概念与历史
考研操作系统-操作系统概念与历史
（总分：
246.00，做题时间：
90分钟）
一、填空题（总题数：
12，分数：
12.00）
1.在操作系统中，不可中断执行的操作称为1。
（分数：
1.00）
填空项1:
__________________ （正确答案：
原语操作）
解析：
原语操作的英文名称为AtomicOperation，有时也称为原子操作。
原子在很长时间内被人类认为是不可分割的最小粒子，因此它引申的意思为不可分割或不可中断。
原语操作是操作系统提供并发的基础。
2.UNIX操作系统在结构上分为两个部分：
1和2。
（分数：
1.00）
填空项1:
__________________ （正确答案：
外壳（Shell））
填空项1:
__________________ （正确答案：
内核（Kernel））
解析：
操作系统的实体通常称为内核，它包括操作系统的所有功能构件，如进程管理、内存管理、文件系统等。
这些功能构件并不能直接被一般用户使用。
为了方便用户使用操作系统，操作系统设计者还为操作系统覆盖了一层外壳，用户通过外壳与操作系统打交道。
这个壳可以看成是操作系统的用户界面。
3.特权指令能在1下执行，而不能在2下执行。
（分数：
1.00）
填空项1:
__________________ （正确答案：
内核态（KernelMode）、用户态（userMode））
解析：
顾名思义，特权指令具有特权，这个特权就是对计算机资源的访问权力。
与此相对的是非特权指令，此种指令不能随意访问计算机的资源。
操作系统为了实现特权和非特权指令而设计了内核态和用户态。
凡是在内核态下执行的指令都是特权指令，在用户态下执行的指令都是非特权指令。
4.操作系统向用户提供了两类接口：
一类是1，另一类是2。
（分数：
1.00）
填空项1:
__________________ （正确答案：
命令级接口（commandInterface）、程序级接口（ProgrammingInterface））
解析：
对操作系统的使用有两种方式：
直接向操作系统发出命令；编程序调用操作系统服务。
前一种接口是所谓的命令接口，通过操作系统的壳实现；后一种接口是程序接口，通过操作系统调用（Systemcall）和程序语言库函数实现。
5.分时系统中1是衡量分时系统性能的一项重要指标。
（分数：
1.00）
填空项1:
__________________ （正确答案：
响应时间（ResponseTime））
解析：
响应时间指的是在提交任务后，等待系统做出回应的时间。
在分时系统下，多个用户分时共享同一个系统。
每个用户在用完自己的分时时间段后需要等待别的用户用完它们的分时时间段，这个等待就是用户对系统的最直观感受，等待时间越长，用户感受越差。
6.操作系统的主要功能是1和2。
（分数：
1.00）
填空项1:
__________________ （正确答案：
管理（Management））
填空项1:
__________________ （正确答案：
魔幻（Illusion））
解析：
管理指的是管理计算机的软硬件资源，如CPU、内存、磁盘、各种表格和数据结构、软件原语等，以保证这些资源在不同用户或程序之间合理分配和使用。
魔幻指的是将少变多，难变易，丑变美，如将单CPU通过进程模型虚拟成多个CPU，将有限内存通过虚存变为容量巨大的逻辑内存。
7.在现代操作系统中，资源分配的单位是1，而处理机调度的单位是2。
（分数：
1.00）
填空项1:
__________________ （正确答案：
进程（Process））
填空项1:
__________________ （正确答案：
线程（Thread））
解析：
在操作系统早期，调度单位和资源分配单位均是进程。
随着操作系统的发展，线程作为进程中的一个指令执行序列而成为调度的单位。
在线程模型下，进程并不运行，系统执行的是线程。
8.在操作系统中，一种用空间换取时间的资源转换技术是1。
（分数：
1.00）
填空项1:
__________________ （正确答案：
缓冲技术（Buffering））
解析：
通过提供缓冲区（Buffer），可以让速度慢的设备与速度快的设备进行沟通与协作。
9.为实现CPU与外部设备的并行工作，系统引入了1硬件机制。
（分数：
1.00）
填空项1:
__________________ （正确答案：
中断（Interrupt））
解析：
在中断机制下，CPU在发出10命令后即继续执行别的任务。
外部设备在完成10后便通过中断告诉CPU，CPU通过响应中断来处理外部设备的中断请求。
10.中断优先级是由硬件规定的，若要调整中断的响应次序可通过1。
（分数：
1.00）
填空项1:
__________________ （正确答案：
软件实现）
解析：
如果硬件结构中的中断控制器只输出一个中断请求而屏蔽其他所有中断请求，则软件无法调整中断响应次序。
如果没有中断控制器，而是让所有设备将中断直接发送到CPU，则可以通过在软件中映射硬件的中断优先级来改变响应次序。
11.多道程序设计的特点是多道、1和2。
（分数：
1.00）
填空项1:
__________________ （正确答案：
宏观上并行）
填空项1:
__________________ （正确答案：
微观上串行）
解析：
多道程序设计的动机是通过并发来提高CPU利用率。
这种并发是宏观上的并发，即经过一段时间后，所有的程序都在往前推进。
在微观上，同一个时刻只有一个程序可以运行。
在今天的多核时代，微观上也可以并发：
同时运行多个程序。
12.在一台主机上同时连接多台终端，多个用户可以通过终端同时交互使用计算机资源，这种系统称为1；允许多个用户将多个作业提交给计算机集中处理的操作系统称为2；能及时处理过程控制数据并作出响应的操作系统称为3。
（分数：
1.00）
填空项1:
__________________ （正确答案：
分时系统、批处理系统、实时系统（注意，这道题的第3问不够精确））
解析：
分时系统将CPU时间在多个用户之间进行轮流分享；批处理系统将所有用户的工作按照某种次序（称为批处理次序）逐个处理；实时系统在规定的时间内完成给定任务。
二、选择题（总题数：
25，分数：
50.00）
13.能影响中断响应次序的技术是（）。
（分数：
2.00）
A.时间片
B.中断
C.中断优先级 √
D.中断屏蔽 √
E.特权指令
解析：
中断屏蔽是根据需要屏蔽掉某些中断请求，中断优先级则规定了中断响应的次序，这两种技术均能影响中断响应次序。
而其他选项均不能影响这个次序。
14.一个计算机系统可以认为由以下四个层次构成，而我们所说的裸机是指（）。
（分数：
2.00）
A.硬件层 √
B.操作系统层
C.语言处理程序层
D.应用程序层
解析：
裸机是没有加任何修饰的计算机，就是纯粹的硬件。
15.在下列语言中，属于脱机作业控制语言的是（）。
（分数：
2.00）
A.作业控制语言 √
B.汇编语言
C.会话式程序设计语言
D.解释BASIC语言
解析：
脱机控制语言指的是无需在线的控制语言。
除了A之外，其他选项均需要在线。
16.操作系统提供给程序员的接口是（）。
（分数：
2.00）
A.进程
B.系统调用 √
C.库函数
D.B和C
解析：
程序员通过调用操作系统提供的系统调用函数来使用操作系统提供的服务。
这里需要注意的是，虽然大部分程序通过库函数使用操作系统服务，但库函数是由程序设计语言提供的，它不是操作系统提供的接口。
17.配置了操作系统的计算机是一台比原来的物理计算机功能更强的计算机，这样的计算机只是一台逻辑上的计算机，称为（）计算机。
（分数：
2.00）
A.并行
B.真实
C.虚拟 √
D.共享
解析：
操作系统的两大功能之一是魔幻，就是提供一个比实际计算机更好的计算机。
由于这台看上去和用上去更好的计算机并不是真实的实体，因此被称为虚拟机。
18.（）功能/软件不能在用户态实现。
（分数：
2.00）
A.编译器
B.系统诊断程序 √
C.链接器/力口载器
D.文件系统管理
解析：
判断一种功能是否能够在用户态实现，主要看该功能是否必须直接访问硬件资源。
如果是，则不能在用户态实现。
系统诊断程序需要访问所有的系统资源而不能在用户态实现。
19.当CPU执行操作系统代码时，称CPU处于（）。
（分数：
2.00）
A.执行态
B.用户态
C.内核态 √
D.就绪态
解析：
操作系统掌控计算机的全部资源，其指令为特权指令。
而特权指令只能在内核态执行。
当执行操作系统代码时，CPU必须处于内核态。
20.下列选择中，（）不是操作系统关心的主要问题。
（分数：
2.00）
A.管理计算机裸机
B.设计提供用户与计算机硬件系统间的接口
C.管理计算机系统资源
D.高级程序设计语言的编译器 √
解析：
操作系统的主要功能是管理与魔幻。
管理就是管理计算机裸机和系统资源，魔幻就是给用户提供一个使用硬件的界面。
而编译器不属于这两种功能里面的任何一种，因此不是操作系统关心的问题。
21.下列作业类型中，适合在分时系统中运行的有（）。
（分数：
2.00）
A.学习编程 √
B.数据统计
C.发送电子邮件 √
D.整理硬盘
解析：
学习编程和发送电子邮件因为交互性要求高，适合在分时系统中运行。
整理硬盘因为无需高交互性，适合在批处理系统中运行。
不过这道题的B选项有些歧义，如果这种数据统计需要长时间运行的话，则适合在批处理系统中运行，否则就适合在分时系统中运行。
22.（）可以在目态下执行。
（分数：
2.00）
A.保护中断现场
B.主机与磁盘控制系统以DMA方式交换数据 √
C.启动外设
D.解除中断屏蔽位
解析：
目态就是用户态（与之对应的是管态，即内核态）。
DMA是直接内存访问（DirectMemoryAccess）。
除主机与磁盘控制系统以DMA方式交换数据外，保护中断现场、启动外设、解除中断屏蔽位都需要直接操作硬件资源，因而必须在内核态实现。
23.在一个计算机系统中，特权指令（）下执行。
（分数：
2.00）
A.只能在内核态 √
B.只能在用户态
C.可在内核态，也可在用户态
D.不能在内核态，也不能在用户态
解析：
特权指令可以访问计算机的所有资源，它不能由用户控制，即不能在用户态执行，而只能在内核态执行。
24.采用缓冲技术的主要目的是（）。
（分数：
2.00）
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
解析：
缓冲技术解决的是两个互相协作的设备之间速度差异的协调问题。
如果没有缓冲，则较高速度的设备需要暂停来等待速度较低的设备。
有了缓冲，这种等待就可以降低或消除。
25.从用户角度看，操作系统是（）。
（分数：
2.00）
A.计算机资源的管理者 √
B.计算机工作流程的组织者
C.用户与计算机之间的接口 √
D.由按层次结构组成的软件模块的集合
解析：
操作系统是计算机资源的管理者，同时它提供用户与计算机之间的接口。
另外两个选择可能也有一丝合理性，但用户并不能感觉到。
（注意：
此题题意不够精确。
）
26.以下各功能中，（）不需要硬件的支持。
（分数：
2.00）
A.中断系统
B.地址映射
C.进程调度 √
D.时钟管理
E.页面调入 √
F.文件打开 √
解析：
中断系统、地址映射因其为操作系统的关键操作而由硬件提供支持以提升操作系统效率，时钟管理需要中断计数器的支持。
其他功能均不需要硬件支持。
27.当（）时，进程从执行状态转变为就绪状态。
（分数：
2.00）
A.进程被调度程序选中
B.时间片到 √
C.等待某一事件
D.等待的事件发生
解析：
当一个进程的时间片用完时，该进程的CPU控制权将被剥夺。
但由于其执行所需的其他资源均处于就绪状态，该进程就从执行状态改变为就绪状态。
28.批处理操作系统的目的是（）。
（分数：
2.00）
A.提高系统与用户的交互性
B.提高系统资源的利用率
C.降低用户作业的周转时间 √
D.提高系统的吞吐率 √
E.减少用户作业的等待时间
解析：
批处理环境下，用户将编好的程序交给系统管理员去运行，过一些时间再来取结果。
系统管理员通过将多个用户的程序连续执行从而提高系统的吞吐率。
而在这个基础上，应该尽量降低用户作业的周转时间。
29.在下列性质中，（）不是分时系统的特征。
（分数：
2.00）
A.多路性
B.交互性
C.独占性
D.成批性 √
解析：
成批性是批处理系统的特征，其他都是分时系统的特性。
这里需要注意的是分时系统的独占性特征。
这里的独占不是一个用户独享一个系统，而是系统提供给用户的一种独占的感觉，用时髦的话来说，就是虚拟现实。
30.实时操作系统必须在（）内完成来自外部的事件。
（分数：
2.00）
A.响应时间
B.周转时间
C.规定时间 √
D.调度时间
解析：
实时系统指的是必须在规定时间完成任务的系统，而不是指响应时间很快的系统。
当然，一般情况下，实时系统的响应时间都比较短。
31.在请求分页存储管理方案中，如果所需的页面不在内存中，则产生缺页中断，它属于（）。
（分数：
2.00）
A.硬件故障中断
B.I/O中断
C.外部设备中断
D.程序中断 √
解析：
缺页中断属于程序执行过程中的中断，与硬件故障、I/O、外设中断无关。
32.分时操作系统需要使用下面的（）成分。
（分数：
2.00）
A.多道设计技术 √
B.终端命令解释程序
C.中断处理 √
D.优先级调度
解析：
分时操作系统在多个用户之间分配CPU时间，因此将用到多道设计技术，而在各个用户之间进行切换需要使用中断技术。
其他两种技术并不是分时所必需的。
33.多道程序设计是指（）。
（分数：
2.00）
A.在实时系统中并发运行多个程序
B.在分布系统中同一时刻运行多个程序
C.在一台处理机上同一时刻运行多个程序
D.在一台处理机上并发运行多个程序 √
解析：
多道程序设计在同一时间段实现并发。
这里需要注意并发与并行的区别。
并发是宏观上同时发生，微观上串行；并行指的是微观上同时发生。
34.用户程序向系统提出使用外设的请求方式是（）。
（分数：
2.00）
A.作业申请
B.原语
C.系统调用 √
D.I/O指令 √
解析：
在现代操作系统中，用户（通常）通过系统调用来请求使用外设。
在传统的操作系统下，用户程序（通常）直接使用I/O指令来请求外设。
35.在用户程序中要将一个字符送到显示器上显示，需要使用操作系统提供的（）接口。
（分数：
2.00）
A.系统调用 √
B.函数
C.原语
D.子程序
解析：
程序使用操作系统服务的唯一方式是操作系统提供的系统调用。
36.引入多道程序技术的前提条件之一是系统具有（）。
（分数：
2.00）
A.多个CPU
B.多个终端
C.中断功能 √
D.分时功能
解析：
中断是操作系统获得CPU控制权，从而进行分时的前提。
37.（）不是实现分时系统必须采用的技术。
（分数：
2.00）
A.时钟中断
B.人机交互
C.多道程序设计
D.虚拟内存管理 √
解析：
虚拟内存管理用来将物理内存扩充到外存上，但不是分时所必需的技术。
而时钟中断是程序切换的基本技术，因而是分时的基础；多道程序设计是分时的前提技术；人机交互是分时系统的实现技术/手段。
三、简答题（总题数：
20，分数：
120.00）
38.从程序调用关系上简要讨论用户程序和操作系统之间的关系。
（分数：
6.00）
__________________________________________________________________________________________
正确答案：
（从一个方面看，操作系统是主程序，它调用用户程序来实现用户所需要的功能；从另一个方面看，用户程序是主程序，它调用操作系统服务来完成它所从事的使命。
）
解析：
39.什么是微内核?
（分数：
6.00）
__________________________________________________________________________________________
正确答案：
（微内核（Microkernel）就是很小的内核。
它指的是必须在特权态下运行的指令尽可能少的操作系统的内核。
微内核结构由美国卡内基梅隆大学所提出，其设计目标是使操作系统的内核尽可能小以提高操作可靠性（代码越少越容易做到可靠）和灵活性（运行在用户态的操作系统功能可以更加灵活）。
在微内核组织下，所有操作系统服务都放在核外用户态完成。
微内核仅提供以下四种内核态操作系统服务：
进程间通信、某些存储管理、进程调度和派遣、低级I/O。
与微内核对应的操作系统内核组织形式是强内核（MonolithicKernel）。
此外，现代的商业操作系统采取的内核组织方式是介于强内核和微内核之间的一种中间结构。
）
解析：
40.什么是系统调用?
（分数：
6.00）
__________________________________________________________________________________________
正确答案：
（系统调用是在程序中能用类似函数调用方式调用的操作系统服务的集合。
每一种操作系统服务占用一条系统调用命令（或函数）。
系统调用是操作系统给用户提供的程序级接口。
如果一个用户需要在程序中使用操作系统的服务，则只能通过系统调用。
系统调用与一般过程调用的主要区别是运行的状态不同。
系统调用全部运行在内核态，而一般过程调用运行在用户态。
此外，系统调用需要经过陷入，而一般的函数调用是直接跳转。
）
解析：
41.什么是特权指令?
（分数：
6.00）
__________________________________________________________________________________________
正确答案：
（人们把只允许在内核态下使用而不允许在用户态下使用的指令称为特权指令。
特权指令的特权指的是可以访问计算机所有资源的特权。
凡是需要对硬件进行操作的指令均属于特权指令。
）
解析：
42.什么是多道程序设计?
（分数：
6.00）
__________________________________________________________________________________________
正确答案：
（多道程序设计是指在主存中同时存放多个程序，它们都处于执行的开始点和结束点之间。
这些程序轮流或以其他方式共享CPU。
多道程序设计的根本目的是提高CPU利用率，其体现的结果是并发。
）
解析：
43.试述分时系统与实时系统的异同。
（分数：
6.00）
__________________________________________________________________________________________
正确答案：
（分时系统指的是在一台计算机上连接多个终端，每个用户轮流使用计算机的CPU。
从计算机的角度看，它将cPu的执行时间分片给所有的用户，也就是分时。
实时系统指的是具有时序可预测性的系统。
在实时系统下，所有任务必须在规定的时间内完成。
）
解析：
44.简述命令接口与程序接口的区别与联系。
（分数：
6.00）
__________________________________________________________________________________________
正确答案：
（命令接口提供的是给终端用户使用操作系统服务的接口，它的表现形式是一个交互式命令行或图形界面（操作系统的壳）。
用户在界面上直接输入操作系统命令来使用操作系统服务。
程序接口提供的是给程序员使用操作系统服务的接口，它的表现形式是一组操作系统调用（函数），程序以（库）函数调用的方式使用操作系统服务。
）
解析：
45.操作系统在计算机系统中处于何种地位?
操作系统的作用是什么?
（分数：
6.00）
__________________________________________________________________________________________
正确答案：
（操作系统在计算机系统中处于硬件层之上，应用软件层之下。
它是计算机的掌控者，在粗糙的硬件基础上变换出一个漂亮的虚拟的计算机。
其根本作用是管理和魔幻。
）
解析：
46.叙述中断机制在操作系统中的地位和作用。
（分数：
6.00）
__________________________________________________________________________________________
正确答案：
（中断机制是操作系统正常运作的基础。
操作系统通过中断机制来获得CPU控制权。
没有中断机制，操作系统就将和其他用户程序一样，无法对计算机资源进行管理和抽象。
）
解析：
47.实现多道程序设计要解决哪些问题?
（分数：
6.00）
__________________________________________________________________________________________
正确答案：
（为了实现多道程序设计，必须解决两个问题：
存储和调度。
存储指的是如何在计算机上存储这些程序，它涉及的附加功能包括存储保护和地址重定位。
调度指的是如何安排这些程序在处理器上执行，它涉及的附加功能包括资源的管理和调度。
）
解析：
48.什么是内核态与用户态?
为什么需要区别出二态?
系统如何区分出二态?
（分数：
6.00）
__________________________________________________________________________________________
正确答案：
（内核态是计算机的特权态，用来执行操作系统指令。
用户态是非特权态，用来执行用户程序指令。
设置二态的根本动机是保护计算机资源的合理分配与使用，防止用户程序干扰操作系统执行，提高计算机的可靠性。
二态的区分由处理器的一个态势状态位决定。
）
解析：
49.一般从哪些方面对操作系统进行评价?
（分数：
6.00）
__________________________________________________________________________________________
正确答案：
（一个操作系统由其提供的抽象和其所赖以运行的硬件所框定。
其运行的硬件平台决定了一个操作系统能够在何种机器上运行，也就是适应
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