大学《计算机操作系统》在线测验题

大学《计算机操作系统》在线测验题一、测验目的与知识范围本在线测验围绕《计算机操作系统》核心知识点设计，涵盖进程管理、内存管理、文件系统、设备管理四大模块，旨在帮助学习者检验对操作系统基本概念、原理及关键技术的掌握程度，为课程学习、期末备考或考研复习提供针对性自测工具。二、分模块测验题与解析思路（一）进程管理模块1.选择题（单选）题目1：下列关于“进程”与“程序”的描述，正确的是（）A.程序是动态的，进程是静态的B.一个程序只能对应一个进程C.进程具有生命周期，程序是指令的集合D.进程和程序都能在多个CPU上并行执行解析思路：进程是程序的一次执行过程，具有动态性（创建、执行、消亡），而程序是静态的指令集合（排除A）；一个程序可通过多次加载生成多个进程（如打开多个浏览器窗口），排除B；进程是能独立调度的基本单位，支持并行/并发执行，程序本身无执行状态，排除D。答案为C。题目2：进程从“运行态”转换到“就绪态”的典型原因是（）A.时间片用完B.等待I/O完成C.被高优先级进程抢占D.等待某事件（如信号量）解析思路：运行态→就绪态的触发条件是进程主动让出CPU（如时间片耗尽）或被更高优先级进程抢占？需注意：时间片用完属于“主动”归还CPU（系统强制），此时进程回到就绪队列；被抢占则是“被动”，但本质都是CPU分配变化。选项A（时间片用完）是最典型的情况（如Round-Robin调度），选项C的“抢占”通常导致运行→就绪，但需结合教材定义。多数教材将“时间片用完”作为运行→就绪的核心场景，答案为A（若教材强调抢占式调度，C也合理，需根据知识点侧重判断，此处以经典RR调度为例）。2.判断题题目1：死锁的四个必要条件（互斥、占有并等待、不可剥夺、循环等待）只要有一个不满足，系统就不会发生死锁。（）解析思路：死锁的发生必须同时满足四个条件，因此只要破坏其中任意一个，死锁就无法形成。该表述正确，答案为√。题目2：进程调度的“短作业优先（SJF）”算法一定能使平均周转时间最短。（）解析思路：SJF对“短作业”的预测若不准确（如实际运行时间远长于预估），或存在长作业长期等待的“饥饿”问题，且仅在“所有作业同时到达”的理想情况下，平均周转时间才最优。实际场景中无法保证，因此表述错误，答案为×。3.简答题题目：请简述“信号量”机制在进程同步与互斥中的作用，并举例说明“二元信号量（互斥锁）”的使用场景。解析思路：信号量是一种同步原语，通过维护一个整型变量（及等待队列），实现进程间的协作：互斥：用二元信号量（值为0或1）保护临界资源，进程进入临界区前P（减1），退出时V（加1），确保同一时间只有一个进程访问资源（如打印机的互斥访问）。同步：用计数信号量协调进程间的执行顺序（如生产者-消费者问题中，空缓冲区数、满缓冲区数的信号量控制）。举例：操作系统中，多个进程访问共享的“系统日志文件”时，通过互斥锁（二元信号量）保证同一时间只有一个进程写入，避免日志内容混乱。（二）内存管理模块1.选择题（单选）题目1：分页存储管理与分段存储管理的本质区别是（）A.分页的地址空间是一维的，分段是二维的B.分页的块大小固定，分段的段大小固定C.分页用于内存分配，分段用于进程隔离D.分页由用户决定，分段由系统决定解析思路：分页的逻辑地址是“页号+页内偏移”（一维），分段是“段号+段内偏移”（二维，段号对应逻辑段，偏移对应段内位置），排除B（段大小不固定）、C（两者都用于内存管理，分段也支持共享/保护）、D（分页由系统自动划分，分段由用户程序的逻辑结构决定）。答案为A。题目2：虚拟内存的核心特征不包括（）A.多次性（分批次调入内存）B.对换性（内存与外存交换数据）C.虚拟性（逻辑地址空间远大于物理内存）D.永久性（数据永久驻留内存）解析思路：虚拟内存的特征是“多次性、对换性、虚拟性”，数据会根据访问情况在内存和外存间交换，并非永久驻留。答案为D。2.判断题题目1：页面置换算法中，“先进先出（FIFO）”不会出现“Belady异常”。（）解析思路：Belady异常指“当进程分配的物理块数增加时，缺页次数反而增加”的现象，FIFO算法在某些情况下（如页面访问序列为1、2、3、1、2、4、1、2、3、4）会出现该异常，而LRU等算法不会。因此表述错误，答案为×。题目2：动态重定位技术依赖于“基址寄存器”和“限长寄存器”实现地址转换。（）解析思路：动态重定位的核心是重定位寄存器（基址寄存器），限长寄存器用于内存保护（限制进程访问的地址范围），两者配合实现“运行时地址转换+越界检查”。表述正确，答案为√。3.简答题题目：请解释“虚拟内存”的工作原理，并说明“请求分页”系统中如何处理“缺页中断”。解析思路：虚拟内存基于局部性原理，将进程的逻辑地址空间（远大于物理内存）分为“页”，仅将当前需要的页调入内存，其余页保存在外存（如硬盘）。缺页中断处理流程：1.当CPU访问的页面不在内存时，触发缺页中断（属于内中断）；2.操作系统暂停当前进程，检查页表（确认该页是否合法）；3.若合法，从外存中找到该页的副本，选择一个“牺牲页”（根据页面置换算法，如LRU）调出内存（若牺牲页被修改，需写回外存）；4.将目标页调入内存，更新页表（标记为“在内存”，并记录物理块号）；5.恢复进程执行，重新执行引发缺页的指令。（三）文件系统模块1.选择题（单选）题目1：文件的“索引分配”方式的主要优点是（）A.支持直接访问，且无外部碎片B.空间利用率高，适合小文件C.访问速度快，适合大文件D.结构简单，实现容易题目2：下列属于文件“逻辑结构”的是（）A.顺序结构B.索引结构D.多级索引结构2.判断题题目1：文件系统的“日志（Journaling）”机制可以完全避免数据丢失，即使系统崩溃也能保证文件一致性。（）解析思路：日志机制通过记录“事务”的操作（如修改文件元数据、数据块），在系统恢复时重放日志，减少数据丢失风险，但极端情况下（如日志写入过程中崩溃）仍可能出现不一致，因此“完全避免”表述错误，答案为×。题目2：“文件控制块（FCB）”包含了文件的所有属性信息，如文件名、权限、物理地址等。（）解析思路：FCB是文件的“目录项”，存储文件的基本属性（文件名、权限、所有者、物理地址（或索引表位置）、大小、创建时间等），表述正确，答案为√。3.简答题题目：请对比“文件的绝对路径”与“相对路径”的区别，并说明文件系统中“当前工作目录”的作用。解析思路：绝对路径：从根目录（/）开始，依次列出所有父目录，直到目标文件（如`/home/user/docs/report.txt`），路径唯一，与当前位置无关。相对路径：从当前工作目录开始，描述目标文件的位置（如`docs/report.txt`，假设当前目录是`/home/user`），路径依赖当前工作目录。当前工作目录的作用：简化文件访问（用户无需每次输入绝对路径），提高路径解析效率，且是相对路径的“基准点”。（四）设备管理模块1.选择题（单选）题目1：SPOOLing技术的主要目的是（）A.提高CPU与I/O设备的并行性B.实现设备的虚拟分配C.提升I/O设备的物理速度D.减少设备的硬件开销解析思路：SPOOLing（假脱机）通过内存中的输入/输出井，将独占设备（如打印机）模拟为“虚拟设备”，允许多个进程同时“使用”该设备（实际由SPOOLing进程调度，按顺序访问物理设备），核心是虚拟设备分配（将独占设备转为共享）。排除A（并行性由中断、DMA等技术实现）、C（物理速度由硬件决定）、D（SPOOLing是软件机制，不减少硬件开销）。答案为B。题目2：下列I/O控制方式中，CPU参与度最低的是（）A.程序查询方式B.中断驱动方式C.DMA方式D.通道方式解析思路：程序查询（CPU全程轮询）→中断驱动（CPU等待中断，I/O完成后处理）→DMA（CPU仅初始化，数据传输由DMA控制器完成）→通道（CPU只需发出I/O指令，通道独立管理整个传输过程）。通道方式下CPU参与度最低，答案为D。2.判断题题目1：设备独立性（设备无关性）是指应用程序无需关心具体使用的物理设备，只需调用逻辑设备名。（）解析思路：设备独立性通过“逻辑设备名→物理设备名”的映射（由设备驱动或操作系统层处理），使应用程序与物理设备解耦，表述正确，答案为√。题目2：“缓冲技术”的唯一作用是解决“CPU与I/O设备速度不匹配”的问题。（）解析思路：缓冲技术的作用包括：匹配速度、减少I/O次数（如块缓冲）、缓解设备争用（如缓冲池），因此“唯一作用”表述错误，答案为×。3.简答题题目：请说明“中断驱动I/O控制方式”的工作流程，并分析其相比“程序查询方式”的优势。解析思路：中断驱动I/O流程：1.CPU向I/O设备发出操作指令（如读磁盘），然后继续执行其他任务（无需等待）；2.I/O设备完成数据准备后，向CPU发送中断请求；3.CPU响应中断，暂停当前进程，执行中断处理程序（如将数据从设备缓冲区读入内存）；4.处理完成后，恢复被中断的进程，继续执行。相比程序查询的优势：CPU无需“原地等待”I/O完成，可并行执行其他任务，提高CPU利用率；I/O设备主动“通知”CPU，避免了CPU的无效轮询，减少系统开销；支持多设备并发I/O，提升系统整体吞吐量。三、测验使用建议1.自测场景：学完对应章节后，可针对模块刷题，检验概念理解；考前可按“选择题+判断题+简答题”的完整流程模拟测试，限时训练。2.解析重点：不要仅关注答案，需结合解析思路回顾知识点（如进程状态转换的触发条件、虚拟内存的局部性原理），形成知识体系。