Relax1000 操作系统 · 第1章 计算机系统概述 · 题目¶
第1章 计算机系统概述¶
本章 52 题；题目册印刷页 118–126。
Q1¶
操作系统中，并发（Concurrency）和并行（Parallelism）是两个既相关又有所区别的重要概念。下列关于这两个概念的叙述中，错误的是（ ）。
- A．并发是指多个任务在宏观上看起来是同时在执行，但在微观上是交替执行的。
- B．并行是指多个任务在同一物理时刻被同时执行。
- C．如果一个系统支持并行执行，那么它一定也支持并发执行。
- D．如果一个系统支持并发执行，那么它一定也支持并行执行。
Q2¶
下列选项中，操作系统需要关心的有（ ）。
I. 管理计算机裸机
II. 向用户和应用程序提供接口
III. 管理计算机中的软、硬件资源
IV. 提供虚拟机管理程序
- A．I、III
- B．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ
- C．Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
- D．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
Q3¶
下列关于批处理系统的叙述中，正确的是（ ）。
I. 批处理系统中，用户与自己所提交的作业无交互能力
II. 单道批处理系统中，需要把作业以脱机 I/O 方式输入到磁带，无需设置监督程序
III. 多道批处理系统需要运行在多 CPU 的硬件平台上
IV. 多道批处理系统需要运行在实现中断机制的硬件平台上
- A．I、II、III
- B．Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ
- C．Ⅰ、Ⅳ
- D．Ⅱ、Ⅲ
Q4¶
与多道批处理系统相比，单道批处理系统（ ）。
I. CPU利用率低
II. 系统开销小
III. 系统吞吐量大
IV. I/O 设备利用率高
- A．Ⅰ、Ⅱ
- B．Ⅰ、Ⅳ
- C．Ⅱ、Ⅲ
- D．Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
Q5¶
下列关于多道程序系统的叙述中，不正确的是（ ）。
- A．必须要解决内存保护与分配问题。
- B．必须支持虚拟存储管理
- C．必须要实现对共享资源的管理
- D．必须要解决处理机争用问题
Q6¶
下面关于多道程序系统的描述，正确的是（ ）。
I. 可以提高 CPU 的利用率和 I/O 设备的利用率
II. 必须存在用户与计算机之间的交互性支持
III. 不一定需要地址重定位相关的硬件支持
IV. 必须存在地址保护机制
- A．I、III
- B．III、IV
- C．Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ
- D．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
Q7¶
下列关于批处理技术和多道程序设计技术说法中，正确的是（ ）。
I. 批处理系统的最主要缺点是不能并发执行
II. 所谓多道程序设计，是指每一个时刻有若干个进程在执行
III. 引入多道程序设计的前提条件之一是系统具有中断功能
IV. 在采用多道程序设计的系统中，系统的程序道数越多，系统的效率越高
- A．III
- B．仅Ⅰ、Ⅱ
- C．Ⅰ、Ⅳ
- D．Ⅱ、Ⅲ
Q8¶
响应时间是衡量分时操作系统性能的重要指标，下列选项中，能够改善响应时间的是（ ）。
- A．允许用户修改系统时间
- B．加大时间片
- C．允许中断嵌套
- D．采用抢占式优先级调度
Q9¶
下列技术中，分时操作系统必须实现的有（ ）。
I. 时钟中断
II. 共享资源保护
III. 多道程序设计
IV. 虚拟内存管理
- A．I、II、III
- B．Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ
- C．Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ
- D．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
Q10¶
现有一分时操作系统，其就绪队列中有 100 个进程，欲使队尾的进程 P 响应时间不超过 2s，则该分时操作系统的时间片最大为（ ）。
- A．10ms
- B．20ms
- C．50ms
- D．100ms
Q11¶
为了实时操作系统能够及时处理来自外部的事件，必须（ ）。
I. 允许中断嵌套
II. 采用抢占式优先级调度
III. 是分布式系统
IV. 提供图形界面
- A．I、II
- B．Ⅱ、Ⅲ
- C．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ
- D．Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ
Q12¶
下列选项中，关于操作系统的叙述错误的是（ ）。
- A．分时操作系统中时间片要综合考虑，不宜过小也不宜过大
- B．批处理系统必须支持多道程序技术
- C．批处理操作系统不允许用户与计算机进行交互
- D．实时操作系统允许偶尔违反规定时间
审计旁注（非原文）：口径风险
D 只适用于软实时；硬实时不允许超时，原题未限定实时类型。
Q13¶
进程 P 在用户态正常执行一段处理数据的程序时，突然发生了一次缺页异常。关于操作系统响应和处理该异常过程的描述，正确的是（ ）。
- A．发生缺页异常会导致进程 P 从用户态陷入内核态，此过程必然伴随着进程的切换
- B．异常发生时，硬件会自动实现进程 P 从用户栈向内核栈的切换，且这两个栈均属于进程 P 所在的同一虚拟地址空间
- C．缺页处理程序执行完毕返回用户态的过程，相当于一次普通的函数调用，全程无需恢复程序状态字寄存器（PSW）
- D．缺页处理程序属于操作系统内核程序，为了保证安全，在内核态下处理缺页异常时只能执行特权指令
Q14¶
下列指令中，只能在内核态执行的是（ ）。
I. 关中断指令
II. I/O 指令
III. trap 指令
IV. 断点设置指令
- A．II
- B．I、II
- C．III、IV
- D．I、II、III
Q15¶
下列指令中，属于特权指令的是（ ）。
I. 修改程序状态字（PSW）
II. 读取系统时钟
III. 设置页表基址寄存器
IV. 执行 NOP（空操作）
- A．I、III
- B．I、II、III
- C．II、III、IV
- D．I、II、III 和 IV
Q16¶
某计算机采用段页式存储管理，用户进程 P 执行指令 MOV R1, [addr]（将虚拟地址 addr 处的内容加载到 R1）。下列情况中，会导致 CPU 从用户态切换到内核态的有（ ）。
I. addr对应的页面不在内存中
II. addr是内核空间的虚拟地址
III. addr 对应的段不存在
IV. addr对应的页面在内存中且为用户空间地址
- A．I、II
- B．I、II、III
- C．I、III
- D．I、II、III、IV
Q17¶
某用户进程在用户态执行过程中，依次发生了以下四个事件：① 调用数学库函数 sin() 计算某数值 ② 定时器到时 ③ 指令访存时，发生 TLB 缺失 ④ 执行除法指令 DIV R0, R1 （将 R0 除以 R1） 上述事件中，导致 CPU 从用户态切换到内核态的次数最多和最少分别是（ ）。
- A．最多 4 次，至少 1 次
- B．最多 3 次，至少 1 次
- C．最多 3 次，至少 2 次
- D．最多 2 次，至少 1 次
Q18¶
下列关于特权指令和非特权指令的叙述中，正确的是（ ）。
I. 特权指令对内存空间的访问范围仅限于系统空间
II. 非特权指令对内存空间的访问范围仅限于用户空间
III. CPU 处于用户态时只能执行非特权指令
IV. CPU 处于内核态时只能执行特权指令
- A．II、III
- B．II、IV
- C．II、III、IV
- D．全部
审计旁注（非原文）：改解析
非特权指令可在任意模式执行；应记“用户态只能执行非特权指令”。
Q19¶
下列各操作中，不一定需要进入内核态实现的操作为（ ）。
- A．主动退出当前进程
- B．利用虚拟地址访问进程数据
- C．创建新文件
- D．获取当前进程的 pid
Q20¶
在操作系统的运行与处理机制中，下列（ ）执行完成标志CPU真正从内核态切换回用户态。
- A．硬件执行中断隐指令
- B．操作系统保存被中断进程的通用寄存器
- C．执行中断返回指令
- D．I/O 任务结束唤醒等待它的进程
Q21¶
中断向量表（Interrupt Vector Table）在操作系统内核中最常采用的数据结构及其主要原因是：
- A．链表，因为中断服务例程的数量可能动态变化。
- B．哈希表，因为可以快速查找中断服务例程地址。
- C．数组，因为中断号可以作为索引直接访问，查找效率高。
- D．栈，因为中断处理具有后进先出的特性。
Q22¶
下列选项中，能够引起外部中断的有（ ）。
I. 时间片结束
II. 键盘输入
III. 访存缺页
IV. I/O 操作结束
- A．I、II
- B．II、III、IV
- C．I、II、IV
- D．全部
Q23¶
下列选项中，能够引起内部中断的有（ ）。
I. 除数为 0
II. 自陷指令
III. 断电
IV. 无效存储访问
- A．I、II
- B．II、III、IV
- C．I、II、IV
- D．全部
Q24¶
下列关于中断处理和子程序调用的说法，中断处理和子程序调用都一定会保存其内容的是（ ）。
I. 程序计数器
II. 程序状态字寄存器
III.通用数据寄存器
IV. 通用地址寄存器
- A．I
- B．I、II
- C．I、III、IV
- D．全部
Q25¶
下列关于中断向量表和异常处理机制的叙述中，正确的是（ ）。
- A．中断向量表中存储的是中断处理程序的完整代码
- B．不同的异常类型共用同一个处理程序入口
- C．中断向量表通常存放在内存的固定位置，由硬件直接寻址
- D．用户程序可以直接修改中断向量表来注册自定义中断处理程序
Q26¶
在分时操作系统中，时钟中断是实现多道程序并发执行的关键机制。下列关于时钟中断的叙述中，正确的有（ ）。
I. 时钟中断属于外中断，其响应与当前正在执行的指令逻辑无关
II. 若系统关闭了时钟中断，则所有基于时间片的调度算法均无法正常工作
III. 时钟中断频率（Tick频率）越高，系统的并发度越高，因此应尽可能提高时钟中断频率
IV. 当 CPU 正在执行某个进程的系统调用（处于内核态）时，若发生时钟中断，CPU 必须等该系统调用执行完毕后才能响应此中断
- A．I、II
- B．I、II、III
- C．II、III、IV
- D．全部
Q27¶
下列关于中断和异常的叙述中，正确的是（ ）。
- A．中断和异常都在指令执行期间被检测到
- B．中断是由 CPU 内部事件引起的，异常是由 CPU 外部事件引起的
- C．异常与当前执行的指令有关，中断与当前执行的指令无关
- D．缺页属于中断，I/O 完成属于异常
Q28¶
下列关于系统调用的叙述中，正确的有（ ）个。
I. 系统调用是操作系统提供给用户的唯一接口
II. 系统调用按命令接口分类属于联机命令接口
III. 系统调用的执行过程需要用到内核栈
IV. 系统调用返回用户态时通常使用特殊的返回指令（如 sysret）
- A．1
- B．2
- C．3
- D．4
Q29¶
下列关于系统调用的叙述中，错误的是（ ）。
- A．在调用系统调用时，CPU处于用户态
- B．为了应用程序的跨平台兼容性，所有主流操作系统都应采用完全相同的系统调用接口定义
- C．系统调用服务例程在内核态执行，可以访问系统核心资源并执行特权指令
- D．系统调用是操作系统内核为应用程序提供服务的接口
Q30¶
下列关于系统调用执行过程中“中断隐指令”和“内核服务程序”分工叙述中错误的是（ ）。
- A．陷入指令（Trap）的后续恢复断点由中断隐指令（硬件）自动压入内核栈
- B．CPU 从用户态切换到内核态是由硬件在中断隐指令阶段自动完成的
- C．系统调用号的解析和跳转由操作系统内核软件通过查找系统调用表完成
- D．恢复通用寄存器的内容在返回用户态前由硬件完成
Q31¶
用户程序执行陷入指令触发系统调用后，CPU会从用户态切换到内核态。在这个切换及准备执行内核服务例程的过程中，下列操作中由硬件（中断隐指令）自动完成的是（ ）。
I. 将 CPU 模式从用户态修改为内核态
II. 保存通用寄存器的内容到内核栈
III. 保存程序计数器（PC）和程序状态字（PSW）
IV. 根据系统调用号查找并跳转到系统调用服务例程
- A．I、III
- B．I、II、III
- C．II、IV
- D．I、II、III、IV
Q32¶
在支持多任务的操作系统中，时钟中断处理程序执行完毕后，发现当前进程时间片已用完，需要进行进程切换。下列关于此过程的叙述中，错误的是（ ）。
- A．时钟中断发生时，CPU 从用户态切换到内核态
- B．进程切换完成后，新进程一定在用户态开始执行
- C．进程切换过程中需要修改 PCB 中的寄存器信息
- D．时钟中断处理程序和进程调度程序都在内核态执行
审计旁注（非原文）：作废
A、B 均错；时钟中断发生前 CPU 不一定处于用户态。
Q33¶
下列关于系统调用中使用的陷入指令（trap 指令/访管指令）的叙述中，正确的是（ ）。
- A．陷入指令是一条特权指令，只能在内核态下执行
- B．执行陷入指令后，硬件保存的断点通常是该陷入指令本身的地址，以便返回后重新执行
- C．陷入指令会引发一个内部异常（软中断），从而迫使 CPU 从用户态切换到内核态
- D．不同的系统调用需要使用不同的陷入指令来触发，以便硬件直接识别系统调用类型
审计旁注（非原文）：改解析
陷入指令通常由用户态程序执行，但并非只能在用户态执行。
Q34¶
在系统调用过程中，发生在用户态的过程是（ ）。
- A．传递系统调用参数
- B．保存通用寄存器的值
- C．执行系统调用相关操作
- D．获取系统调用参数
Q35¶
计算机系统中有些操作必须使用特权指令完成，下列操作无须使用特权指令的是（ ）。
- A．修改界限地址寄存器
- B．设置定时器初值
- C．触发访管指令
- D．关闭中断允许位
Q36¶
下列关于系统调用封装函数（如 write()）在机器级代码实现上的叙述，错误的是（ ）。
- A．封装函数对应的机器指令序列通常由若干条传送指令和一条陷阱指令组成
- B．系统调用所需的参数和系统调用号均通过通用寄存器传递，而不是主要通过栈传递
- C．不同的系统调用在执行陷阱指令时，硬件会直接根据其系统调用号在中断向量表中检索并跳转到各自对应的内核服务例程
- D．处理器执行完 陷入指令后，程序计数器 PC 将指向系统调用处理程序的首地址
Q37¶
动态重定位是在作业的（ ）中进行的。
- A．编译过程
- B．装入过程
- C．修改过程
- D．执行过程
Q38¶
静态重定位中，负责将指令中的逻辑地址转化为物理地址的是（ ）。
- A．硬件
- B．装入程序
- C．用户程序
- D．链接程序
Q39¶
下列关于操作系统结构的说法中，正确的是（ ）。
- A．分层结构中，任意上层都可以直接调用下层服务，不存在层级限制
- B．模块化结构将所有服务都置于内核空间，以保证最高的执行效率
- C．微内核结构通过将大部分服务移至用户空间，以换取更高的系统可靠性
- D．外核向应用程序提供与传统操作系统相同的、丰富的抽象接口，以简化编程
Q40¶
下列关于分层式结构操作系统的说法中，错误的是（ ）。
- A．系统效率较低
- B．各层次间的依赖性低
- C．各层次可以互相调用
- D．对于某一层次的修改不会影响其他层次
Q41¶
下列关于宏内核与模块化结构的说法中，错误的是（ ）。
- A．模块化结构的可靠性一定高于宏内核
- B．两者均将核心服务置于内核空间运行
- C．模块化结构支持运行时动态加载/卸载功能模块，而传统宏内核不支持
- D．两者的服务间通信均可通过内核空间内的函数调用完成
Q42¶
对于宏内核和微内核操作系统设计的区别，下面说法正确的是（ ）。
- A．宏内核设计下所有内核模块都运行在内核态，微内核设计下所有内核模块都运行在用户态
- B．宏内核设计下不同模块间通信主要通过过程调用，而微内核下各用户态服务组件间主要通过消息传递进行通信
- C．宏内核相较微内核设计下特权级切换更为频繁
- D．微内核设计相较于宏内核设计具有更好的安全性和系统性能
Q43¶
下列关于操作系统结构的说法中，正确的是（ ）。
- A．当前广泛使用的 WindowsXP 操作系统采用的是分层式 OS 结构
- B．模块化 OS 结构设计的基本原则是：每一层都仅使用其底层所提供的功能和服务，这样使系统的调试和验证都变得容易
- C．由于微内核结构能有效支持多处理机运行，故非常适合于分布式系统环境
- D．采用微内核结构设计和实现操作系统具有诸多好处，如添加系统服务时不必修改内核，使系统更高效等
Q44¶
在计算机系统中，操作系统通常存储在（ ）上，计算机开机后，操作系统最终被加载到（ ）。
- A．硬盘；ROM
- B．BIOS；RAM
- C．硬盘；RAM
- D．ROM；RAM
Q45¶
在计算机系统中，操作系统的引导程序一般存储在哪个区域?（ ）。
- A．硬盘
- B．cache
- C．BIOS 芯片
- D．内存
Q46¶
关于计算机开机引导与初始化的全过程，下列说法中错误的是（ ）。
- A．BIOS 引导程序执行时，CPU 处于实模式，此时由 BIOS 在主存的特定区域建立中断向量表
- B．磁盘引导程序（MBR 内）利用 BIOS 提供的中断服务程序将分区引导程序（PBR）读入内存
- C．操作系统内核进行初始化时，会建立保护模式下的中断描述符表（IDT）以替代原有中断向量表
- D．逻辑格式化（高级格式化）核心任务是将操作系统内核映像文件复制到硬盘的指定活动分区中
Q47¶
操作系统内核被 Bootloader 加载到内存后，将开始执行一系列的初始化操作。下列选项中，不属于内核初始化阶段完成的工作是（ ）。
- A．初始化系统中的中断向量表等内核数据结构
- B．将硬盘上的文件分配表（FAT）或索引节点（inode）读入内存
- C．划分磁盘扇区并建立主引导记录（MBR）
- D．挂载根文件系统并启动第一个用户态进程
Q48¶
在操作系统的启动过程中，需要执行下列程序：①自检程序②操作系统③引导程序④引导装入程序其先后顺序为（ ）。
- A．①④③②
- B．③②④①
- C．①③②④
- D．①②③④
Q49¶
下列关于虚拟机的描述中，正确的是（ ）。
- A．第一类虚拟机的硬件资源的管理者是宿主操作系统
- B．第一类 VMM 可以执行最高特权的指令
- C．第二类 VMM 直接运行在硬件之上，可以直接控制和分配物理资源
- D．第一类 VMM 相对于第二类 VMM 来说，性能更差
Q50¶
下列关于虚拟机的描述中，正确的是（ ）。
- A．在第一类 VMM 中，真实硬件可以直接在用户态执行虚拟机中的敏感指令
- B．第二类 VMM 负责把虚拟机程序的地址转换为内存中的物理地址
- C．第二类 VMM 完全运行在用户态
- D．第一类 VMM 能直接分配“未抽象”的物理硬件，而第二类 VMM 只能分配“抽象化”的物理硬件
审计旁注（非原文）：口径风险
解析混入真实虚拟化实现；408 默认按王道简化模型。
Q51¶
下列关于虚拟机的说法正确的是（ ）。
I．第一类虚拟机的硬件资源的管理者是宿主操作系统
II．第二类虚拟机的虚拟机管理程序负责把虚拟机程序的地址转换为内存中的物理地址。
III．第一类虚拟机的敏感指令不一定执行在内核态
- A．I、II、III
- B．I、II
- C．II
- D．III
Q52¶
与微内核操作系统相比，下列关于外核操作系统的说法中，错误的是（ ）。
- A．两者均将文件系统和设备驱动程序作为独立的用户态服务器进程运行
- B．微内核依赖 IPC 机制实现用户态服务间的协同，外核则不负责实现高级硬件抽象
- C．微内核将大部分 OS 服务移至用户态以提高系统可靠性，外核的核心职责是安全地分配物理硬件资源
- D．外核允许应用程序直接管理底层物理资源，因此通常比微内核具有更高的执行效率