操作系统 填空专项练习（70题）
操作系统 填空专项练习（70题）
覆盖第1~9章全部内容，适用于期末复习。
每题空白处用 ______ 标记，答案集中附于文末。
第1-2章 操作系统概述（共10空）
1. 操作系统通过 ______ 技术使多个任务分时复用CPU资源，通过 ______ 技术使多个任务同时占用内存的不同区域。
2. 冯·诺依曼架构的核心思想是 ______ 概念，其计算机系统由运算器、控制器、______、输入设备和输出设备五大部件组成。
3. CPU的两种特权级别分别为 ______ 和 ______，其中只有后者可以执行特权指令（如I/O指令）。
4. 由外部硬件设备触发的异步、不可预测的事件称为 ______；由CPU执行指令触发的同步、可预测的事件称为 ______（例如系统调用）。
5. 操作系统结构中，所有功能都在内核态运行的是 ______ 内核；仅保留进程通信和基本调度等最基本功能在内核态，其他功能在用户态运行的是 ______ 内核。
第3章 程序结构（共7空）
6. 一个源程序最终变为可执行文件，经历了：源代码 → 编译器 → 汇编器 → ______ → 可执行文件。
7. ______ 链接在编译时将库代码直接整合进可执行文件，文件体积较大但部署简单；______ 链接在运行时或加载时才加载共享库，节省内存但依赖运行环境。
8. 位置无关代码（PIC）中不包含绝对地址，所有地址均为相对地址，这使得代码可以被加载到内存的 ______ 位置而不需要重定位。
9. 函数首次被调用时才进行符号解析和重定位的技术称为 ______，它利用PLT和GOT协作实现，可提高程序启动速度。
10. 在进程的内存布局中，用于存放函数调用信息和局部变量的区域是 ______（向低地址增长），用于存放动态分配内存的区域是 ______（向高地址增长）。
第4章 线程与调度（共10空）
11. ______ 是内存空间分配的基本单位，拥有独立的地址空间；______ 是CPU时间分配的基本单位，共享所属进程的地址空间，切换开销更小。
12. 线程的三种基本状态包括：______（可运行但未获得CPU）、运行（正在CPU上执行）和 ______（等待某事件发生）。
13. 在M:1线程模型中，多个用户线程映射到 ______ 个内核线程，这种模型的缺点是一个线程阻塞会导致 ______。
14. 先来先服务（FCFS）调度算法存在 ______ 效应，即长作业后面的大量短作业需要等待很长时间。
15. HRRN（最高响应比优先）调度算法的响应比公式为：响应比 = （______ + 预计执行时间） / 预计执行时间。
16. TLB（转译后备缓冲器）利用 ______ 局部性和空间局部性来加速虚拟地址到物理地址的翻译过程。
17. 工作集模型通过跟踪进程在一段时间内访问的页面集合来预防 ______ 现象（系统忙于页面置换而CPU利用率极低）。
第5章 内存管理（共10空）
18. 固定分区分配容易产生 ______ 碎片（分配的区块比实际需求大导致的空间浪费）；动态分区分配容易产生 ______ 碎片（空闲块零散分布无法满足大块分配需求）。
19. 在动态分区分配算法中，首次适应（First-Fit）算法选择 ______ 足够大的空闲块；最佳适应（Best-Fit）算法选择 ______ 足够大的空闲块。
20. 分页存储管理中，逻辑地址由 ______ 和页内偏移两部分组成；分段存储管理中，逻辑地址由段号和 ______ 两部分组成。
21. 当进程访问的页面不在内存中时，会触发 ______ 中断（Page Fault），操作系统需要从磁盘读取所需页面到内存并更新页表。
22. ______ 页面置换算法存在Belady异常，即分配的物理帧数增加而缺页率反而上升。
23. LRU（最近最久未使用）页面置换算法选择置换 ______ 的页面，性能优秀但硬件实现成本较高。
24. 颠簸（Thrashing）的根本原因是分配给进程的物理页面数量小于其 ______。
第6章 文件系统（共8空）
25. 内存与存储的对比：内存采用 ______ 编址，断电后数据丢失；存储采用 ______ 编址，断电后数据保留。
26. Unix/Linux系统中，存储文件元数据（大小、权限、时间戳、数据块指针等）的数据结构是 ______；Windows系统中，对应的数据结构是 ______（文件控制块）。
27. 文件的连续分配方式访问速度快，但会产生 ______ 碎片；链式分配方式没有该碎片问题，但 ______ 访问速度慢。
28. 多个目录项指向同一个inode的链接方式称为 ______ 链接（不能跨越文件系统且不能链接目录）；存储目标文件路径的链接方式称为 ______ 链接（原文件删除后即失效）。
第7章 I/O系统（共8空）
29. SPOOLING技术利用 ______ 作为缓冲区，将 ______ 设备模拟成共享设备；输入井和输出井分别暂存输入和输出数据。
30. SSTF（最短寻道时间优先）磁盘调度算法选择离当前磁头位置 ______ 的请求服务，虽然寻道时间较短但可能导致远处的请求 ______。
31. SCAN磁盘调度算法也称为 ______ 算法，磁头单向移动沿途处理请求；其变体C-LOOK在到达 ______ 后直接返回另一端，使各位置等待时间更均匀。
32. ______ I/O指发起操作后进程等待或轮询直到操作完成；______ I/O指发起操作后立即返回，完成时通过回调或信号通知。
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第8章 并发与同步（共10空）
33. 同一时刻只允许一个线程访问的共享资源称为 ______ 资源；访问该资源的代码段称为 ______。
34. Peterson算法通过设置flag和turn两个共享变量实现互斥，它满足互斥、前进和 ______ 三个条件。
35. 自旋锁通过 ______（busy-waiting）方式等待锁释放，适用于锁持有时间很短的情况；互斥锁（Mutex）在获取不到锁时使线程进入 ______ 态，不浪费CPU。
36. 信号量的P操作（acquire）将信号量的值 ______；V操作（release）将信号量的值 ______ 并唤醒等待线程。
37. 初始值为1的信号量称为 ______ 信号量，用于实现互斥；初始值为n的信号量称为 ______ 信号量，用于管理有限数量的资源。
38. 死锁的三个必要条件为：互斥、持有并等待和 ______。银行家算法通过判断系统是否处于安全状态来避免死锁的发生。
第9章 进程间通信——IPC（共7空）
39. 匿名管道只能在具有 ______ 关系的进程之间使用，是单向通信方式；命名管道（FIFO）可以在任意进程间通信，在文件系统中具有路径名。
40. 信号（Signal）是一种 ______ 通信方式，传递的信息量有限，仅为 ______（例如SIGINT表示用户按下Ctrl+C）。
//信号异步 管道同步
41. 消息队列（Message Queue）支持有格式的消息和异步通信，其主要缺点是消息传递需要 ______ 次数据拷贝（从发送方到内核，再从内核到接收方）。
42. 共享内存是速度最快的IPC方式，因为它在同一进程内可以实现 ______ 拷贝；但使用共享内存时需要配合 ______ 来解决同步问题。
43. 在管道、消息队列和共享内存这三种IPC方式中，数据传输速度最慢的是 ______。
完整答案
第1-2章 操作系统概述
- 时间共享（Time-sharing）；空间共享（Space-sharing）
- 存储程序；存储器
- 用户态（User Mode）；内核态（Kernel Mode）
- 中断（Interrupt）；陷阱（Trap / 异常）
- 单体（Monolithic）；微（Microkernel）
第3章 程序结构
- 链接器（Linker）
- 静态；动态
- 任意
- 延迟绑定（Lazy Binding）
- 栈（Stack）；堆（Heap）
第4章 线程与调度
- 进程（Process）；线程（Thread）
- 就绪（Ready）；阻塞（Blocked）
- 一（1）；所有线程都被阻塞
- 护航（Convoy）
- 等待时间
- 时间
- 颠簸（Thrashing）
第5章 内存管理
- 内部（Internal）；外部（External）
- 第一个；最小的
- 页号（Page Number）；偏移量（Offset）
- 缺页（Page Fault）
- FIFO（先进先出）
- 最久未使用
- 工作集（Working Set）
第6章 文件系统
- 字节；块
- inode（索引节点）；FCB（文件控制块）
- 外部（External）；随机
- 硬（Hard）；软/符号（Symbolic）
第7章 I/O系统
- 磁盘；独占
- 最近（最短）；饿死（Starvation）
- 电梯（Elevator）；最后一个请求
- 同步（Synchronous）；异步（Asynchronous）
第8章 并发与同步
- 临界（Critical）；临界区（Critical Section）
- 有限等待（Bounded Waiting）
- 忙等（busy-waiting）；阻塞
- 减1；加1
- 互斥（Binary / 二元）；计数（Counting）
- 循环等待（Circular Wait）
第9章 进程间通信——IPC
- 父子（亲缘）
- 异步（Asynchronous）；信号编号
- 两（2）
- 零（Zero）；信号量（Semaphore）
- 管道（Pipe）
编制说明：本题库共70个空白，覆盖教材第1~9章全部核心知识点。各章分布如下：
- Ch1-2：10空（第1-5题）
- Ch3：7空（第6-10题）
- Ch4：10空（第11-17题）
- Ch5：10空（第18-24题）
- Ch6：8空（第25-28题）
- Ch7：8空（第29-32题）
- Ch8：10空（第33-38题）
- Ch9：7空（第39-43题）
openEuler 是由开放原子开源基金会孵化的全场景开源操作系统项目，面向数字基础设施四大核心场景（服务器、云计算、边缘计算、嵌入式），全面支持 ARM、x86、RISC-V、loongArch、PowerPC、SW-64 等多样性计算架构
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