操作系统学习笔记第1章 操作系统概述（灰灰题库）

1 单选题

用户发起系统服务请求时，处理器处于____。

A. 用户态

B. 核心态

C. 阻塞态

D. 挂起态

第 1 题

答案：A

解析：用户发起系统服务请求时，初始是在用户态执行用户程序 ，当执行系统调用陷入内核去处理服务请求时才会切换到核心态，这里强调发起请求时，处理器处于用户态，所以选 A 。核心态是处理系统服务等特权操作时的状态；阻塞态、挂起态是进程的状态，并非处理器执行用户请求发起时的状态。

用户程序运行在用户态，而系统服务通过执行系统调用来实现的，在核心态下执行。因此，用户需要一条特殊的指令（访管指令）来调用系统调用，将cpu的使用权限转交给操作系统，在核心态下完成系统调用的执行。因此，发起系统服务请求时候，cpu处于用户态下。

2 单选题

关于微内核的说法正确的是____。

A. 微内核的执行速度较大内核快

B. 微内核的可维护性低

C. 微内核没有大内核稳定

D. 微内核添加服务时，不必修改内核

第 2 题

答案：D

解析：

A 选项：微内核结构相对大内核，因功能分散到用户空间服务，通信等开销大，执行速度通常比大内核慢，A 错误。

B 选项：微内核将大部分功能移出内核，内核代码量少、结构清晰，可维护性高，B 错误。

C 选项：微内核内核部分功能精简，稳定性往往更好，C 错误。

D 选项：微内核把很多服务放到用户空间，添加新服务只需在用户空间开发，不用修改内核，D 正确。

微内核将很多不需要在核心态执行的功能移出到用户态，只在核心态中保留部分的最基本的功能。因此，微内核在执行过程中发生核心态与用户态切换的次数增加，执行速度减慢。由于服务外移，因此，微内核的服务之间的耦合性减弱，可扩展性增强，可维护性增强，在添加服务的时候，不需要去修改最基本的功能，因此，不需要修改内核。内核中由于只保留核心的功能，功能越少越稳定。

3 单选题

与早期的 OS 相比，采用微内核结构的 OS 具有很多优点，但不包含____。

A. 提高了系统的可扩展性

B. 提高了 OS 的运行效率

C. 增强了系统的可靠性

D. 使 OS 的可移植性更好

第 3 题

答案：B

解析：

A 选项：微内核可灵活添加、修改用户空间服务，利于扩展，A 是优点。

B 选项：微内核因进程间通信等额外开销，运行效率通常比大内核结构的 OS 低，不是优点，B 符合题意。

C 选项：内核功能精简，故障影响范围小，可靠性增强，C 是优点。

D 选项：微内核减少与硬件相关代码，便于移植到不同硬件平台，D 是优点。

微内核各个服务功能之间耦合度低，在运行无法利用共享特性，效率上因此下降。但是在降低了耦合性的同时，减少了内核的功能，自然就提高了扩展性、可靠性、通用性，移植性更好。

4 单选题

以下论述正确的是____。

A. 分时系统不一定全部提供人机交互功能

B. 分时系统与实时系统对响应速度的要求相似

C. 分时操作系统中的用户可以独占计算机操作系统中的文件系统

D. 从交互角度看，分时系统与实时系统相似

E. 对批处理作业，必须提供相应的作业控制信息。

第 4 题

答案：E

解析：

A 选项：分时系统核心就是为多个用户提供人机交互，让用户分时使用计算机，一定提供人机交互功能，A 错误。

B 选项：分时系统注重响应的及时性，给用户交互反馈；实时系统强调响应的确定性、及时性（硬实时要求严格时间约束），二者对响应速度要求不同，B 错误。

C 选项：分时系统是多用户共享资源，用户不能独占文件系统，C 错误。

D 选项：分时系统侧重多用户交互，实时系统侧重对外部事件快速、确定响应，交互角度不同，D 错误。

E 选项：批处理作业由系统自动调度执行，需提供作业控制信息（如作业运行步骤、资源需求等），E 正确。

对于A，分时系统一定有人机交互功能；对于B，实时系统对响应速度要求更高；对于C，分时操作系统的用户不会独占文件系统；对于D，从交互角度看，分时操作系统中交互性问题是关键，用户可以通过终端与系统进行广泛的人机交互，实时系统也具有交互性，但仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序，它的交互性具有很大的局限性。

5 单选题

在计算机系统中，位于最底层直接与硬件接触并向其他软件提供支持的是____。

A. 语言处理程序

B. 操作系统

C. 实用程序

D. 数据库管理系统

第 5 题

答案：B

解析：操作系统是计算机系统中最底层的系统软件，直接管理硬件资源（如 CPU、内存、外设等 ），为上层的语言处理程序、实用程序、数据库管理系统等提供支持和服务，所以选 B 。语言处理程序用于处理编程语言；实用程序是辅助性工具软件；数据库管理系统用于管理数据库，它们都依赖操作系统提供的底层支持 。

语言处理程序是为用户设计的编程服务软件，其作用是将高级语言源程序翻译成计算机能识别的目标程序。

操作系统（简称OS）是管理和控制计算机硬件与软件资源的计算机程序，用户和计算机的接口，同时也是计算机硬件和其他软件的接口。  其能管理计算机系统的硬件、软件及数据资源，控制程序运行，改善人机界面，为其它应用软件提供支持，并使计算机系统所有资源最大限度地发挥作用。此外其还提供了各种形式的用户界面，使用户有一个好的工作环境，为其它软件的开发提供必要的服务和相应的接口。

6 单选题

以下____操作系统是免费的且是开放源代码的。

A. Linux

B. MS - DOS

C. Windows

D. Unix

第 6 题

答案：A

解析：Linux 是开源操作系统，遵循开源协议，用户可免费获取、使用、修改其源代码 。MS - DOS 是微软早期的磁盘操作系统，闭源且收费；Windows 是微软的闭源收费操作系统；Unix 有商业版本，多数是闭源收费的（虽有开源变体如 FreeBSD 等，但整体而言常规 Unix 不是免费开源通用情况 ），所以选 A。

Linux是一种自由和开放源码的类UNIX操作系统。

UNIX操作系统是商业版，需要收费，价格比Microsoft Windows正版要贵一些。

MS-DOS（微软磁盘操作系统）是美国微软公司提供的磁盘操作系统，需要收费。

7 单选题

引入多道程序设计的主要目的在于____。

A. 减少存储器碎片

B. 提高处理机利用率

C. 有利于代码共享

D. 充分利用外围设备

第 7 题

答案：B

解析：多道程序设计允许内存中同时存放多个程序，CPU 在某一时刻执行一个程序，当该程序因 I/O 等操作等待时，CPU 可切换执行其他程序，这样能让 CPU 尽可能处于忙碌状态，提高处理机（CPU）的利用率 。减少存储器碎片不是其主要目的；代码共享不是引入它的核心诉求；充分利用外围设备是多道程序设计带来的效果之一，但主要目的是围绕 CPU 利用率提升，所以选 B。

在早期的单道批处理系统中，内存中仅装有一道作业。作业一会儿使用处理机，一会儿使用外部设备，这使得系统中存在较多的空闲资源，整个系统利用率较低。为了提高资源的利用率和增加系统的吞吐量，引入了多道程序设计技术，即在内存中装入多个作业。采用多道程序设计后，作业可以轮流使用处理机，因此减少了昂贵的CPU时间的浪费。而外部设备由于其特性也可以部分地并发。因此引入多道程序设计的主要目的是为了充.分利用处理机，提高系统运行效率，所以正确答案是B。

引入了多道程序设计技术后可能会在内存中造成碎片，选项A的因果关系不正确。代码共享是通过段式存储管理技术实现的，不是引入多道程序设计的目的，所以选项C也不正确。系统采用多道程序设计后，在一定程度上的确可以提高外部设备的利用率，但这并不是引入多道程序设计的主要目的，故选项D也不合适。

8 单选题

在操作系统中，并发性是指若干个事件____发生。

A. 一定在同一时刻

B. 可以在任意时刻

C. 在一定的时间间隔内同时

D. 在不同时间间隔内依次

第 8 题

答案：C

解析：并发性指多个事件在一段时间间隔内交替发生，宏观上看似 "同时"，微观上可能是交替执行（如在单 CPU 系统中，通过进程调度切换实现 ）。A 选项 "一定在同一时刻" 是并行的概念（多 CPU 或多核同时执行 ）；B 选项 "任意时刻" 表述不准确；D 选项 "依次在不同时间间隔" 不符合并发对宏观 "同时" 的体现，所以选 C，即若干事件在一定时间间隔内同时（宏观角度 ）发生。

本题考查并发与并行、并发与共享、分时系统与实时系统、网络系统与分布式系统的概念。并发性和并行性是既相似又有区别的两个概念。并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生，而并发性是指两个或多个事件在一定时间间隔内发生。在这一定的时间间隔内宏观上看上去是同时发生的，而微观上还是轮流的。而在不同的时间间隔内是完全分离了，事件不可控。因此，正确答案应该为C。

9 单选题

提高单机资源利用率的关键技术是____。

A. Spooling 技术

B. 虚拟内存技术

C. 交换技术

D. 多道程序设计技术

第 9 题

答案：D

解析：多道程序设计技术让多个程序同时驻留内存，CPU 交替执行它们，使 CPU、外设等资源得到更充分利用，是提高单机资源利用率的关键 。Spooling 技术主要用于虚拟设备，提升外设（如打印机 ）使用效率；虚拟内存技术主要解决内存容量不足，让程序可在比实际内存大的地址空间运行；交换技术是辅助内存管理的手段，把部分进程换出到外存，空出内存给其他进程，它们都不是提升单机整体资源利用率的关键，所以选 D。

选项A的Spooling技术是一种虚拟外部设备技术，它可以把一台独占设备改造成虚拟的共享设备，当进程所需的物理设备不存在或被占用的情况下，仍可使用该设备。Spooling技术是用于解决资源互斥和提高设备利用率的关键技术，但不是提高单机资源利用率的关键技术，所以选项A不正确。选项B的虚拟内存技术主要指内存的虚拟化，它具有请求调页功能和内存置换功能。虚拟内存技术是能把作业的一部分装入内存就可以运行作业的内存管理系统。它是能从逻辑上对内存容量进行扩充的一种虛拟存储技术。虚拟内存技术是提高内存利用率的关键技术而不是提高单机资源利用率的关键技术，所以选项B也不正确。交换技术(Swapping) 是指在多个程序并发执行时，换出，可以将暂时不能执行的程序从内存换到外存中，从而获得内存空间装人新程序；换入，将保存在外存中而处于就绪状态的程序装入内存。交换技术是解决内存容量不足的矛盾而不是提高单机资源利用率的关键技术，所以选项C也不正确。多道程序设计技术是提高单机资源利用率,特别地处理机的利用率的关键技术。所以选项D正确。

10 单选题

____不是设计实时操作系统主要的追求目标。

A. 安全可靠

B. 资源利用率

C. 及时响应

D. 快速处理

第 10 题

答案：B

解析：实时操作系统（RTOS）主要应用在工业控制、航空航天等对响应时间要求严格的场景，核心追求是及时响应外部事件、快速处理以保障系统正确运行，同时要安全可靠，确保控制、数据处理等不出错 。相比之下，资源利用率不是其主要追求，因为为保障实时性，有时会牺牲部分资源利用率（如预留资源应对紧急任务 ），所以选 B。

实时操作系统的主要特征就是其快速的处理能力，满足用户对这种快速处理的要求。因此，实时系统在设计时力求简单而实用。一般的实时操作系统都拥有高精度的实时时钟；快速中断响应和中断处理能力；支持多道程序设计。调度算法简单实用，数据结构简洁明了，任务切换速度快，能够处理时间驱动的任务(周期性任务)和事件驱动的任务。由于实时操作系统一般均用于比较重要和关键的场合，所以还要求其可靠性高、安全，具有较强的系统再生能力。因此，正确答案为B。

11 单选题

分时操作系统需要使用下面哪些部分____。

①多道程序设计技术

②作业说明书

③终端命令解释程序

④中断处理

⑤优先级调度

⑥系统调用

A. ①③④⑥

B. ①②③⑥

C. ①③⑤⑥

D. ②③④⑥

第 11 题

答案：A

解析：

①多道程序设计技术：分时系统要同时为多个用户服务，需多道程序设计让多个程序在内存，CPU 分时执行，是基础，必选。

②作业说明书：作业说明书是批处理系统中用于描述作业运行参数等的，分时系统通过终端交互，不用作业说明书，不选。

③终端命令解释程序：分时系统用户通过终端输入命令，需要命令解释程序解析执行，必选。

④中断处理：系统中设备交互、进程切换等依赖中断，分时系统多用户交互、进程调度等离不开中断处理，必选。

⑤优先级调度：分时系统核心是公平为用户提供交互，通常用时间片轮转，不是优先级调度（优先级调度常用于实时、多任务等强调任务紧急程度的场景 ），不选。

⑥系统调用：用户程序请求系统服务（如 I/O 等）需通过系统调用，分时系统中用户操作会触发系统调用，必选。所以选 A。

理解分时操作系统的概念是解决本题的关键。分时操作系统是利用分时技术实现多道程序设计的一种操作系统，它允许多个用户同时使用计算机。分时操作系统一般采用时间片轮转的调度方式，而优先级调度会产生饥饿，不适合分时系统。分时操作系统使一台计算机能够同时为多个终端用户服务，并保证每个用户有足够快的响应时间，并且还要提供人机交互功能。故，分时操作系统需要使用多道程序设计技术来为多用户服务，使用中断处理技术来进行用户切换。为满足用户交互，还需要有终端命令解释程序来接收用户的命令。将这些命令进行解释并执行还需要操作系统提供系统调用功能。因此，分时操作系统需要使用多道程序设计技术、终端命令解释程序、中断处理技术以及系统调用来满足系统要求。正确答案为A。

12 单选题

在多道程序系统中，下列哪些设备能并行工作____。

A. CPU 和内存

B. 内存和内存

C. 用户与应用程序

D. CPU 与外部设备

第 12 题

答案：D

解析：并行工作指设备在同一时间可独立操作。

A 选项：CPU 访问内存时，内存处于被 CPU 读写的状态，不能并行（内存本身是被动接受 CPU 访问的存储部件 ），A 错误。

B 选项：内存是存储设备，同一时刻不能自己和自己并行操作，B 错误。

C 选项：用户是操作主体，应用程序是软件，不是硬件设备并行范畴，C 错误。

D 选项：在多道程序系统中，CPU 可执行程序，同时外部设备（如磁盘 ）可进行 I/O 操作，二者能并行工作（通过中断、通道等机制协调 ），D 正确。

在单道程序系统中，内存只存放一道程序，当程序进行 IO 操作时，CPU 便处于等待状态，无事可做，空闲。为提高 CPU 的利用率引入了多道程序技术，它同时把几道程序装入内存并允许它们交替执行，共享系统中的各种资源，此时称之为并发。若当正在执行的程序因 IO 操作而离开 CPU 时，CPU 会立即转去执行另一道程序。与此同时，IO 设备显然在为第一道程序工作，CPU 和 IO 设备是同时工作的。因此，在多道程序技术下，CPU 与外部设备之间具有并行工作的能力，整个系统的效率得到提高。所以 CPU 和外部设备是真正的并行运行。本题考察并行和并发的概念。正确答案是 D。

13 单选题

在操作系统中，只能在系统态下运行的指令是____。

A. 读时钟指令

B. 置时钟指令

C. 取数指令

D. 寄存器清零指令

第 13 题

答案：B

解析：系统态（核心态）运行特权指令，用户态运行非特权指令。

A 选项：读时钟指令一般是非特权指令，用户程序可读取时钟信息，A 错误。

B 选项：置时钟指令是特权指令，若用户程序能随意设置时钟，会破坏系统时间管理，只能在系统态由操作系统执行，B 正确。

C 选项：取数指令是普通数据访问指令，用户态程序可执行，C 错误。

D 选项：寄存器清零指令，若为普通寄存器（非系统关键寄存器 ），用户态程序在自己上下文可操作；且即便考虑系统关键寄存器，通常也不是典型只能系统态运行的指令（对比置时钟指令，置时钟对系统时间影响更关键且属于特权操作 ），D 错误。所以选 B。

特权指令：是指只能提供给操作系统的核心程序使用的指令，如启动I/O设备、设置时钟、控制中断屏蔽位、清主存、建立存储键，加载PSW等。非特权指令：供应用程序使用的指令。

对D，对于不同状态的程序来说，有不同的寄存器可操作，用户态可以把自己运算可以操作的寄存器清零，系统态可以把全部可清零的寄存器清零，所以不能单凭清零的动作判断是在用户态还是系统态。

14 单选题

下面 6 个系统中，必须是实时操作系统的有____个。

航空订票系统

过程控制系统

机器翻译系统

计算机辅助系统

办公自动化系统

计算机激光照排系统

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4

第 14 题

答案：C

解析：实时操作系统需对外部事件快速、确定响应。

实时系统，顾名思义对系统的响应时间有要求。航空订票系统，过程控制系统，机器口语翻译系统这三个对于请求的响应显然都应该是实时的。

15 单选题

分时操作系统通常采用____策略为用户服务。

A. 可靠性和灵活性

B. 时间片轮转

C. 时间片加权分配

D. 短作业优先

第 15 题

答案：B

解析：

A 选项：可靠性和灵活性是操作系统整体设计需考虑的特性，不是分时系统为用户服务的调度策略，A 错误。

B 选项：分时操作系统为让多个用户公平共享 CPU 资源，通常采用时间片轮转策略，给每个用户进程分配固定时间片执行，时间片到就切换，保证用户交互及时响应，B 正确。

C 选项：时间片加权分配一般用于有不同优先级或资源需求差异的场景，不是分时系统常规策略（分时强调公平，基础是时间片轮转 ），C 错误。

D 选项：短作业优先是批处理系统中追求作业周转时间短的调度策略，不适合分时系统（分时系统用户作业长短不一，且强调交互及时性，不是优先短作业 ），D 错误。所以选 B。

时间片轮转:是把计算机的系统资源（尤其是 CPU时间）进行时间上的分割，每个时间段称为一个时间片，每个用户依次轮流使用时间片。