操作系统期末复习测试一

一、单选题

1.  下列系统中，属于实时系统的是（    ）。

 A.  方正排版系统

 B.  计算机辅助设计系统

 C.  火车订票系统

 D.  办公自动化系统

正确答案: C

2.  操作系统对缓冲区的管理属于（    ）的功能。

 A.  处理器管理

 B.  设备管理

 C.  文件管理

 D.  存储器管理

正确答案: B

比如：对显卡缓冲区、打印机缓冲区、输入设备缓冲区的管理

核心目的：缓冲区的主要作用是解决 CPU 与 I/O 设备之间速度不匹配的矛盾。例如，高速的 CPU 与慢速的打印机、键盘之间需要缓冲区来缓冲数据流。

管理对象：设备控制器内部的硬件缓冲区（如显卡显存、硬盘缓存），以及操作系统在内存中为特定设备（如串口、声卡）分配的软件缓冲区，都由设备管理模块负责。

3.  下面不属于分时系统特征的是（    ）。

 A.  为多用户设计

 B.  需要中断机构及时钟系统的支持 

 C.  方便用户与计算机的交互

 D.  可靠性比实时系统要求高

正确答案: D

4.  在分时系统中，时间片一定，则（    ），响应时间越长。

 A.  内存越大

 B.  用户数越多

 C.  后备队列越短

 D.  用户数越少

正确答案: B

5.  为用户分配主存空间，保护主存中的程序和数据不被破坏，提高主存空间的利用率。这属于（    ）。

 A.  处理器管理

 B.  存储管理

 C.  文件管理

 D.  作业管理

正确答案: B

6.  操作系统内核与用户程序、应用程序之间的接口是（    ）。

 A.  shell命令

 B.  图形界面

 C.  系统调用

 D.  C语言函数

正确答案: C

7.  工业过程控制系统中运行的操作系统最好是（   ）。

 A.  分时系统

 B.  实时系统

 C.  辅助系统

 D.  网络系统

正确答案: B

8.  按照所起的作用和需要的运行环境，操作系统属于（    ）。

 A.  用户软件

 B.  应用软件

 C.  支撑软件

 D.  系统软件

正确答案: D

9.  进程与程序之间有密切联系，但又是不同的概念。二者的一个本质区别是（    ）。

 A.  程序是静态概念，进程是动态概念   

 B.  程序是动态概念，进程是静态概念

 C.  程序保存在文件中，进程存放在内存中

 D.  程序顺序执行，进程并发执行

正确答案: A

10.  以下不属于进程高级通信方式的是（    ）。

 A.  共享内存方式

 B.  进程互斥和同步方式

 C.  消息传递方式

 D.  管道文件方式

正确答案: B

11.  两个进程争夺同一个资源（    ）。

 A.  一定死锁

 B.  不一定死锁

 C.  不会死锁

 D.  以上说法都不对

正确答案: B

12.  为了描述进程的动态变化过程，采用了一个与进程相联系的（    ），根据它而感知进程的存在。

 A.  进程状态字

 B.  进程优先数

 C.  进程控制块

 D.  进程起始地址

正确答案: C

13.  有9个生产者，6个消费者，共享容量为8的缓冲区。在这个生产者-消费者问题中，互斥使用缓冲区的信号量mutex的初值应该为（    ）。

 A.  1

 B.  6

 C.  8

 D.  9

正确答案: A

14.  若P、V操作的信号量S初值为2，当前值为 -1，则表示有（    ）个等待进程。

 A.  0

 B.  1

 C.  2

 D.  3

正确答案: B

15.  一个进程被唤醒意味着（    ）。

 A.  该进程重新占有了CPU

 B.  进程状态变为就绪

 C.  它的优先权变为最大 

 D.  其PCB移至就绪队列的队首

正确答案: B

16.  死锁的四个必要条件中，无法破坏的是（    ）。

 A.  互斥条件

 B.  不可抢占条件

 C.  占有且申请条件

 D.  占有且申请条件

正确答案: A

互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用。比如：打印机的物理工作原理决定了它不能同时打印两份不同的文件。

二、判断题

17.  操作系统是用户与计算机之间的接口。 （    ）

 A.  对

 B.  错

正确答案: A

18.  UNIX操作系统是采用微内核方法实现结构设计的。（    ）

 A.  对

 B.  错

正确答案: B

 UNIX 操作系统（以及现代 Linux 系统）采用的是单块结构（Monolithic Kernel），而不是微内核结构。

单块结构：整个操作系统内核作为一个大进程运行在单一地址空间中，所有核心功能（进程管理、内存管理、文件系统、设备驱动等）都静态编译链接在一起，或通过动态模块加载。优点是函数调用直接，性能高；缺点是内核庞大，某一部分出错可能导致整个系统崩溃。

微内核结构：只在内核中保留最核心的功能（如进程间通信、地址空间管理、基本调度），其他服务（如文件系统、设备驱动）都作为用户态的普通进程运行。优点是内核精简、稳定、易于扩展；缺点是性能开销较大。

19.  简单地说，进程是程序的执行过程。因而，进程和程序是一一对应的。（   ）

 A.  对

 B.  错

正确答案: B

程序和进程不是“一 一 对应”的关系，而是典型的多对多关系。

比如：一个程序可以对应多个进程：同时打开三个记事本程序。

一个进程可以对应多个程序：一个进程在创建后，可以执行“计算器.exe”，过一会儿又可以加载并执行“画图.exe”。

所以，进程和程序是“一对多”、“多对一”的关系，绝非一一对应。

20.  进程控制块（PCB）是专为用户进程设置的私有数据结构，每个进程仅有一个PCB。（    ）  

 A.  对

 B.  错

正确答案: B

 PCB 不是专为用户进程设置的：操作系统内核本身也有内核线程/进程，它们同样拥有 PCB（或称为内核线程描述符）。PCB 是用于描述所有调度实体（无论用户进程还是内核线程）的数据结构，并非用户进程私有。

“每个进程仅有一个PCB”在单线程模型下成立，但现代操作系统是多线程的：在支持多线程的系统中，一个用户进程可以包含多个线程，每个线程在内核中对应一个独立的调度实体（类似一个独立的 PCB）。因此，严格来说，一个进程可能对应多个 PCB（或线程控制块 TCB）。

21.  管道文件方式属于进程的高级通信。（   ）

 A.  对

 B.  错

正确答案: A

典型的高级通信方式包括：共享内存、消息传递（消息队列、信箱）、管道文件、套接字等。

22.  如同人类的族系一样，操作系统中众多的进程也存在族系关系，并构成一棵树形的进程族系图。（    ）

 A.  对

 B.  错

正确答案: A

23.  进程控制块（PCB）是进程存在的唯一标志。（   ）

 A.  对

 B.  错

正确答案: A

24.  进程之间的互斥，主要源于进程之间的资源竞争，从而实现多个相关进程在执行次序上的协调。（    ）

 A.  对

 B.  错

正确答案: B

这句话错在将 互斥 和 同步 两个不同的概念混淆了。它们是进程之间两种不同的制约关系：

互斥：源于进程间对临界资源的竞争。它的核心目的是保证同一时刻只有一个进程进入临界区，从而保护共享数据不被破坏。它解决的是资源冲突问题，不涉及执行顺序的协调。

同步：源于进程间的协作。它才是指多个进程在执行次序上的协调，即一个进程需要等待另一个进程完成某个动作（如发来信息或建立某个条件）后才能继续执行。

一句话总结：互斥是“抢资源”，同步是“等信号”。

25.  进程A和进程B都要使用系统中同一台打印机，为了保证打印结果的正确性，两个进程要先后分别使用打印机，这属于进程的同步关系。（    ）

 A.  对

 B.  错

正确答案: B

26.  进程的互斥和同步机构交换的信息量大，被归结为高级通信。（     ）

 A.  对

 B.  错

正确答案: B

三、应用题，每小题16分

27.  设有无穷多个信息，输入进程把信息逐个写入缓冲区，输出进程逐个从缓冲区中取出信息。设缓冲区是环形的，编号为0～n-1，in和out分别是输入进程和输出进程使用的指针，初值都是0。为使两类进程实行同步操作，设置三个信号量：两个计数信号量full和empty，一个互斥信号量mutex。full表示放有信息的缓冲区数，其初值为0。empty表示可供使用的缓冲区数，其初值为n。mutex互斥信号量，初值为1。 根据下面输入、输出进程的同步算法，填写相应的P、V操作。

输入进程Input：

while (TRUE) {

__ P(empty)__;              //empty=empty-1;申请一个可供使用的空缓冲区

_P(mutex)__;        //mutex= mutex-1;如果此时mutex=0，则继续执行，否则阻塞。

信息送往buffer(in);

in=(in+1) mod n; /*以n为模*/

__ V(mutex)__;             // mutex= mutex+1;

__ V(full)_;                    //full=full+1；放有信息的缓冲区数加1

}

输出进程Output：

while (TRUE){

__ P(full)__;                  //full=full-1；申请一个放有信息的缓冲区

__ P(mutex)__;              // mutex= mutex-1;如果此时mutex=0，则继续执行，否则阻塞。

从buffer(out)中取出信息;

out=(out+1) mod n; /*以n为模*/

_V(mutex)_;                // mutex= mutex+1;

__ V(empty)__;             //empty= empty+1；可供使用的空缓冲区数加1。

}

解析：

P：意为“尝试”。

V：意为“增加”。

这两者操作的对象都是一个称为信号量 的整型变量（通常记作 S）

一、P操作（尝试）

P操作相当于申请一个资源。

执行动作：S = S - 1

结果判断：

如果 S >= 0：表示资源申请成功，进程继续执行。

如果 S < 0：表示资源已被占光，当前进程无法获得资源。于是，进程会被阻塞（暂停），并加入到与该信号量相关的等待队列中。

二、V操作（增加）

V操作相当于释放一个资源。

执行动作：S = S + 1

结果判断：

如果 S > 0：表示释放后资源充裕，没有进程在等待，直接结束。

如果 S <= 0：表示释放前有进程在等待（因为 S 原本是 负数），因此要从等待队列中唤醒一个被阻塞的进程，让它转为就绪态。

三、关键特征

原子性：P、V操作在运行时不会被中断，要么全部做完，要么不做。