计算机四级 信息安全工程师题库——操作系统单选题1
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1.为了提高操作系统的正确性、灵活性、易维护性和可扩容性，在进行现代操作系统结构设计时，即使在单处理机环境下，大多也采用基于客户/服务器模式（即C/S模式）的微内核结构，将操作系统划分为两大部分：微内核和多个服务器。
2.操作系统体系结构有三种类型：整体式结构、层次式结构和微内核结构。在进行操作系统设计时，微内核结构是构造操作系统的方法
3.批处理是将作业按照它们的性质分组，然后再成组的提交给计算机系统，由计算机自动完成再输出结果，从而减少作业建立和结束过程中的时间浪费。其缺点是无交互性，用户一旦提交作业就失去了对其运行的控制能力，而且是批处理的，作业周转时间长，用户使用不方便。批处理操作系统的缺点是缺少交互性。
4.在处理器的存储保护中，主要有两种权限状态，一种是核心态（管态），也被称为特权态；一种是用户态（目态）。核心态是操作系统内核所运行的模式，运行在该模式下的代码，可以无限制地对系统存储、外部设备进行访问。屏幕中断属于特权指令，只能在系统内核态下运行。
5.引入中断技术可以使计算机的运行效率得到提高，中断优先级能对中断响应顺序产生影响。为使系统能及时响应并处理发生的所有中断，系统将根据引起中断事件的重要性和紧迫程度，硬件将中断源分为若干个级别，称为中断优先级，为使系统能及时的响应和处理所发生的紧迫中断，同时又不至于发生中断信号丢失，计算机发展早期在设计中断系统硬件时根据各种中断的轻重在线路上作出安排，从而使中断响应能有一个优先次序。
6.操作系统提供给用户用于应用程序编程的唯一接口是系统调用。操作系统的主要功能是为管理硬件资源和应用程序开发人员提供良好的环境来使应用程序具有良好的兼容性，为了达到这个目的，内核提供一系列具备预定功能的多内核函数，通过一组称为系统调用的接口呈现给用户。系统调用把应用程序的请求传给内核，调用相应的内核函数完成所需的处理，将处理结果返回给应用程序。
7.进程控制块（PCB）与进程具有一一对应关系。进程控制块，系统为了管理进程设置的一个专门的数据结构，用它来记录进程的外部特征，描述进程的运动变化过程。系统利用PCB来控制和管理进程，所以PCB是系统感知进程存在的唯一标志。
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9.在Pthread线程包中，线程操作pthread_join的含义是等待一个特定的进程退出。Pthread_join()函数，以阻塞的方式等待thread指定的线程结束。
10.一个进程从就绪状态变成了运行状态这种情况一定不会引起进程调度操作。引起进程调度的原因：（1）正在执行的进程执行完毕；（2）执行中进程自己调用阻塞原语将自己阻塞起来进入睡眠等状态；（3）执行中进程调用了阻塞原语操作，并且因为资源不足而被阻塞，或调用了唤醒原语操作激活了等待资源的进程；（4）在分时系统中时间片已经用完；（5）就绪对列中的某个进程的优先级高于当前运行进程的优先级。进程调度最主要的原因是：是否有CPU资源让出来，有CPU资源让出来不一定能发生调度，但没有CPU资源让出来则一定不会发生进程调度。
11.汽车装配流水线上的各道工序只存在同步关系。异步环境下的一组并发的进程因直接制约而互相发送消息、进行互相合作、相互等待，使得各进程按一定的速度执行的过程称为进程间的同步。
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14.虚拟页式允许动态扩充内存容量。虚拟页式存储管理：在进程开始运行之前不是装入全部页面，而是装入一个或零个页面，之后根据进程运行的需要，动态装入其他页面；当内存空间已满，而又需要装入新的页面时，则根据算法置换出某个页面，以便装入新的页面，故虚拟页式是动态扩充内存容量。虚拟页式存储技术的基本思想就是利用大容量的外存来扩充内存，使用交换技术才能动态扩充内存容量。
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17.FIFO页面置换算法可能会产生Belady异常现象。所谓Belady现象是指：在分页式虚拟存储器管理中，发生缺页时的置换算法采用FIFO（先进先出）算法时，如果对一个进程未分配它所要求的全部页面，有时就会出现分配的页面数增多但缺页率反而提高的异常现象。
18.在请求分页存储管理中，可能会出现这种情况，即对刚被替换出去的页，立即又要被访问。需要将它调入，因无空闲内存又要替换另一页，而后者又是即将被访问的页，于是造成了系统将花费大量的时间忙于进行这种频繁的页面交换，致使系统的实际效率很低，严重导致系统瘫痪，这种现象称为抖动现象，也就意味着不合理的页面置换算法将导致系统抖动。
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21.文件的存取方式依赖于文件的物理结构和存放文件的设备的物理特性，而存储介质的物理特性也决定了文件物理存储结构，所以文件存取方式由物理结构和存储介质两方面的原因决定。如果存储介质是磁带，则文件物理结构只能是连续存储结构，因而也只能是顺序存取方式。
22.文件系统实现文件的按名存取是通过文件目录查找这项工作完成的。目录管理实现了按名存取，即用户只需要向系统提供所需的访问的文件的名字，就可以快速定位到需要查找的文件在外存的存储位置，提高了目录的检索速度，实现了对文件的共享，允许文件重名。
23.使用文件前要先打开文件，在成功执行打开文件系统调用后，系统会返回给用户一个文件描述符。文件描述符在形式上是一个非负整数，实际上它是一个索引值，指向内核为每一个进程所维护的该进程打开文件的记录表。当程序打开一个现有文件或者创建一个新文件时，内核向进程返回一个文件描述符。在程序设计中，一些涉及底层的程序编写往往会围绕着文件描述符展开，但是文件描述符这一概念往往只适用于UNIX,LIUNX这样的操作系统。
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26.操作系统在对磁盘的访问中，优化寻道时间可以显著改善磁盘读写的性能。磁盘设备在工作时，以恒定的速率旋转，为了读和写，磁头必须能移动到所要求的磁道上，并等待所要求的扇区的开始位置旋转到磁头下，然后开始读和写，故把磁盘的访问时间分为三部分：寻道时间Ts,旋转延时时间Tr和传输时间Tt，其中寻道时间最能影响磁盘读写的性能。
27.设备管理中，为了管理和分配设备建立了一个数据结构，通常称为设备表，它的作用使建立逻辑设备与物理设备之间的对应关系。
28.当一个低速的I/O设备连接到高速的计算机系统中时，设备缓冲技术能够提高低速设备的使用效率。缓冲技术是为了协调吞吐速度相差很大的设备之间的数据传送工作。在操作系统中，引入缓冲的主要原因，可归结为以下几点：（1）改善CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾；（2）可以减少对CPU的中断频率，放宽对中断响应时间的限制；（3）提高CPU与I/O设备之间的并行性。缓冲的引入可以显著提高CPU和设备的并行操作系统程度，提高系统的吞吐量和设备的利用率。
29.死锁产生的原因之一是资源分配不当，另一原因是进程推进顺序不当。集合中的每一个进程都在等待只能由本集合中的其他进程才能引发的事件，那么该组进程是死锁的。
30.死锁状态一定是不安全状态，但是并不是所有的不安全状态都能够导致死锁状态。
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32.操作系统是管理和控制计算机硬件与软件资源的计算机程序，而高级语言编写的程序由翻译程序翻译成机器语言，这个过程是为编译，不是由操作系统完成的。
33.在操作系统的结构设计中，微内核结构表示的是客户机/服务器结构
34.用户程序在用户态下使用特权指令而引起的中断是访管中断。用户程序不能直接使用特权指令，如果用户程序在用户态下执行了特权指令而引起访管中断，这也是CPU由用户态向核心态转换的方法。
35.数据传送完毕、设备出错、键盘输入均属于I/O中断事件。指令错误不属于I/O中断
36.用户在编写程序时，若要在屏幕上画出一个红色的圆，需要使用系统调用。在屏幕画圈时，需要系统调用显示屏的驱动程序。
37.CPU与外部设备能并行工作。所谓的多道程序设计指的是允许多个程序同时进入一个计算机系统的主存储器并启动进行计算的方法。从微观上看部分程序使用CPU，部分程序使用外部设备。从宏观上看，CPU与外部设备始终可以并行工作，这样可以使得CPU的运行效率达到最大化，不至于空闲。
38.Linux上进程有5个状态：（1）运行（正在运行或在运行队列中等待）；（2）中断（休眠中，受阻，在等待某个条件的形成或接收到信号；（3）不可中断（收到信号不唤醒和不可运行，进程必须等待直到有中断发生）；（4）僵死（进程已终止，但进程描述存在，直到父进程调用wait4（）系统调用后释放）；（5）停止（进程收到SIGSTOP,SIGSTP,SIGTIN,SIGTOU信号后停止运行）
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40.在Pthread线程包中，线程操作pthread_yield表示的是线程让出CPU。
41.在采用非抢占式调度的操作系统中，新创建的进程进行就绪队列不能引起新进程调度的事件。新创建的进程就绪队列，无法引起进程调度。
42.系统中有两个并发进程，当一个进程在等待另一个进程向它发送消息时，它们之间的关系是同步关系。
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45.采用动态地址映射方式向内存装入时，其地址转换工作是在每一条指令执行时刻完成的。动态重定位是指在装入程序时，不进行地址转换，而是直接把程序装入内存中，程序在执行过程中，每当执行一条指令时都由硬件的地址转换机构将指令中的逻辑地址转换成绝对地址。
46.在可变分区存储管理方案中，为加快内存分配，当采用最佳适应算法时空闲区的组织应该是按空闲区大小递增顺序排序。最佳适应算法（Best Fit）：从全部空闲区中找出能满足作业要求的、且大小最小的空闲分区，这种方法能使碎片尽量小。为适应此算法，空闲分区表（空闲区链）中的空闲分区要按从小到大进行排序，自表头开始查找到第一个满足要求的自由分区分配，该算法保留大的空闲区，但造成许多小的空闲区。
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48.虚拟存储空间的大小受到计算机地址位宽这一因素的影响。虚拟存储空间是通过硬件和软件的综合来扩大用户可存储空间，它在内存储器和外存储器之间增加一定的硬件和软件支持，使两者形成一个有机整体，支持运行比实际配置的内存容量大的多的大任务程序。程序预想在外存储器中，在操作系统的统一管理和调度下，按照某种置换算法依次调入内存储器由CPU执行。虚拟存储空间主要跟计算机地址位宽有关。
49.在虚拟页式存储管理系统中，LRU算法是指首先置换近期最长时间以来没被访问的页面。LRU是Least Recently Used的缩写，即最少使用页面置换算法，首先置换近期最长时间以来没被访问的页面，是为虚拟页式存储管理服务的。
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51.在文件系统中，文件的逻辑块与存储介质上物理块存放顺序一致的物理结构是顺序结构。将一个文件中逻辑上连续的信息存放在存储介质的依次相邻的块上，便形成顺序文件，又称为连续文件，这是一种逻辑记录顺序和物理记录顺序完全一致的文件。
52.限制子目录个数这种方法不能用于提高文件目录检索效率。可以提高文件系统的性能的有：块高速缓存、磁盘驱动调度和目录项分解法，此外还可以引入当前目录以及相对路径文件名的方法。
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56.设备按交换信息的单位来划分有字符设备和块设备两类。
57.在操作系统的I/O管理中，缓冲池管理中着重考虑的是实现进程访问缓冲区的同步。
58.进程出现饥饿现象是指进程的优先级较低而长时间得不到调度。进程饥饿，是指等待时间给进程推进和响应带来明显影响称为进程饥饿，当饥饿到一定程度的进程在等待到及时完成也无实际意义的时候称为饥饿死亡，而进程的优先级决定了进程进入运行状态的先后。
59.银行家算法是应对死锁的一种算法，其实现的是死锁避免算法。银行家避免算法是一种具有代表性的避免死锁的算法。又被称为“资源分配拒绝法。在避免死锁方法中允许进程动态地申请资源，但系统在进行资源分配之前，应先计算此次分配资源的安全性，若分配不会导致系统进入不安全状态，则分配，否则等待。
60.死锁定理的描述是当且仅当当前状态的资源分配图是不可完全化简的。先看系统还剩下多少资源没分配，再看有哪些进程是不阻塞的，接着把不阻塞的进程的所有边都去掉，形成一个孤立的点，再把系统分配给这个进程的资源回收回来，这样，系统剩余的空闲资源便多了起来，接着又去看剩下的进程有哪些是不阻塞的，然后又把它们逐个变成孤立的点。最后，所有的资源和进程都变成孤立的点，这样的图就叫做“可完全简化”。如果一个图可完全简化，则不会产生死锁；如果一个图不可完全简化，则会产生死锁，这就是死锁效应。
61.现代操作系统基本的特征是并发、共享、虚拟和异步，其中并发性是最基本的特性
62.组成操作系统的主要部分通常是进程线程管理、内存管理、设备管理和文件管理。
63.用户应用程序不属于操作系统内核程序。“内核”指的是一个提供硬件抽象层、磁盘及文件系统控制、多任务等功能的系统软件。一个内核不是一套完整的操作系统，它负责管理系统的进程、中断、内存、设备驱动程序、文件和网络系统，决定着系统的性能和稳定性。
64.用户编写程序时使用fork()创建进程，其使用操作系统提供给用户的系统调用接口。操作系统提供了三类型的接口供用户使用：（1）命令接口。提供一组命令供用户直接或间接操作。根据作业的方式不同，命令接口又分为联机命令接口和脱节命令接口。（2）程序接口。程序接口由一组系统调用命令组成，提供一组系统调用命令供用户程序使用。（3）图形界面接口。通过图标、窗口、菜单、对话框及其他元素和文字组合，在桌面上形成一个直观易懂，使用方便的计算机操作系统。
65.用户进程从用户态转变成内核态时，使用的指令是访管指令。用户不能直接使用特权指令，如果用户程序在用户态转换为内核态，使用访管命令，这是CPU由用户态向内核态转换的方法。
66.多道程序设计的意义是宏观上有多个进程在计算机中同时运行。多道程序设计是在计算机内存中存放几道相互独立的程序，使它们在管理程序控制之下，相互穿插的运行。使得CPU与外部设备可以并行工作，提高设备的利用率。多道程序计算运行的特征：多道、宏观上并行、微观上串行。
67.进程从运行态转换为阻塞态的原因是需要的数据没有准备好。引起进程阻塞的事件有：（1）请求系统服务；（2）启动某种操作；（3）新数据尚未到达；（4）无新工作可做。
68.一个运行着的进程打开了一个新的文件，则指向该文件数据结构的关键指针存放在进程控制块中。进程控制块中的进程资源清单，列出所拥有的除CPU外的资源记录，如拥有的I/O设备，打开的文件列表等。
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70.在Pthread线程包的使用中，当用户编程创建一个新的线程时，需要使用的线程库函数是pthread_create()。
71.进程关系中，不能用P,V操作来实现的是进程共享。P，V操作可以实现进程同步、进程互斥、进程的前趋关系，进程共享是属于进程间大量信息的交换，P,V操作是一类低级通信原语不能承担大量信息交换的任务。
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73.进程间通信时，已满的邮件槽这种情况下发送进程不能再申请互斥锁。
74.先来先服务这种调度算法是不可抢占的。如果早就绪的进程排在就绪队列的前面，迟就绪的进程排在就绪队列的后面，那么先来先服务（FCFS:Frist come first service）总是把当前处于就绪队列之首的哪个进程调度到运行状态。也就是说它只考虑到进程进入就绪队列的先后，而不考虑它的下一个CPU周期的长短及其他因素。FCFS算法简单易行，但性能却不大好。
75.在内存分区管理中，内存压缩技术可以将零碎的空闲区集中为一个大的空闲区。解决碎片问题的办法是在适当时刻进行碎片整理，通过移动内存中的程序，把所有空闲碎片合并为一个连续的大空闲区并且放在内存的一端，而把所有程序放在另一端，这技术称为“移动技术”或“紧缩技术”
76.在内存分配方案中，页式分配使内存的利用率较高且管理简单。页式分配的优点有：（1）由于它不要求作业或进程的程序段和数据在内存中连续存放，从而有效地解决了碎片问题；（2）动态页式管理提供了内存和外存统一管理的虚存实现方式，使用户可以利用的存储空间大大增加，这既提高了主存的利用率，又有利于组织多道程序执行。
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79.在一个虚拟存储系统中，决定虚拟存储空间最大容量的要素是计算机系统地址位宽
80.在虚拟页式存储管理系统中，若采用请求调页方式，当用户需要装入一个新的页面时，其调入的页面来自磁盘文件区。在请求分页的外存分为两部分：用于存放文件的文件区和用于存放对换页面的对换区。由于与进程有关的文件都放在文件区，故凡是未运行的页面都应该从文件区调入。
81.在文件系统中，文件存储空间的分配单位通常是数据块。外存储器是属于块设备，分配空间时常以物理块来分配，因此为方便与其他设备传输数据文件也是按块进行划分的，称为数据块。
82.在文件系统中，必须为每个文件建立一个至少包含文件名和文件物理存储地址的数据结构称为文件控制块。为了对一个文件进行正确的存取，必须为文件设置用于描述和控制文件（FCB）。FCB一般应包括下列的文件属性信息。（1）文件标志和控制信息；（2）文件逻辑结构信息；（3）文件物理结构信息；（4）文件使用信息；（5）文件管理信息。
83.通常为了保证文件系统中数据的安全而采用备份技术，那么将上次备份后新增加的数据进行备份，该方法称为增量转储。转储可以分为海量转储和增量转储两种方式。海量转储是指每次转储全部数据库。增量转储则是指每次都转储上一次转储后更新后的数据。从恢复角度看，使用海量转储得到的后备副本进行恢复一般来说会更方便些。但如果数据库，事务处理又十分频繁，则增量转储方式更实用更有效。
84.扫描算法SCAN通常被称为电梯算法。扫描调度算法（又称电梯调度法）是计算机磁盘驱动调度的一种方法。扫描算法（SCAN）不仅考虑到欲访问的磁道与当前磁道的距离，更优先考虑的是磁头的当前移动方式，当磁头正在由里向外移动时，SCAN算法所选择的下一个访问对象应是其欲访问的磁道，既在当前磁道以外，又是距离最近的。
85.对于FAT32文件系统，它采用的是链接结构的文件物理结构。
86.外部设备按数据传输的方式可分为多种类型，通常磁盘被当作块设备。设备按信息组织方式来划分，分为块设备和字符设备，其中磁盘属于块设备。
87.某程序员编写了一段通过串口发送数据的程序，使用了设备名coml，那么将coml映射到实际物理设备的工作是I/O管理的设备独立层完成的。设备独立层：用于实现用户程序与设备驱动器的统一接口、设备命令、设备保护、以及设备分配与释放等，同时为设备管理和数据传送提供必要的存储空间。
88.不同的I/O设备可以并行工作。
89.解除死锁的方法有：剥夺某些进程所占有的资源 、撤销某些进程和重新启动系统。
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91.若一个单核处理机的系统中有多个进程存在，则这些进程是并发运行的。运发运行是指在计算机系统中同时存在着运行着的程序，各进程均处于已开始运行与结束之间，宏观上各进程并行运行，但其实单处理器环境下某一时刻只有一个进程在运行。
92.组成操作系统的主要部分是存储管理、设备管理、文件管理和进程线程管理。操作系统位于底层硬件与用户之间，是两者沟通的桥梁。用户可以通过操作系统的用户界面，输入命令。操作系统则对命令进行解释，驱动硬件设备，实现用户要求。以现代观点而言，一个标准个人电脑的OS应该提供以下的功能：进/线程管理；内存管理；文件系统；网络通讯；安全机制；用户界面；驱动程序。
93.操作系统的一个重要概念是进程，中断服务程序不能作为进程来管理。进程是操作系统结构的基础；是一次程序的执行；是一个程序及其数据在处理机上顺序执行时所发生的活动。中断服务程序，处理器处理“急件”，可理解为一种服务，是通过执行事先编好的某个特定的程序来完成的，这种处理“急件”的程序被称为中断服务程序。中断服务程序是固定在某个代码的代码段，没有进程的概念。
94.计算机指令系统中部分指令只能由操作系统使用，这是特权指令，非特权指令可以由用户程序执行或者操作系统执行。其中，算术运算指令可以在用户态下执行。
95.进程控制块的基本内容有：进程标识符、进程当前状态、进程相应的程序和数据地址、进程优先级、CPU现场保护区、进程同步与通信机制、进程所在队列PCB的链接字、与进程有关的其他信息。进程调度所需的信息——进程优先级存放在进程控制块中。
96.进程在执行过程中具有多种状态，当它从等待态转换为就绪态时被称为唤醒。当被阻塞的进程所期待的事件出现时，如I/O完成或者其所期待的数据已经到达，则由相关进程调用唤醒原语，等待该事件的进程唤醒。唤醒原语的执行过程是，首先将被阻塞的进程从等待该事件的阻塞队列中移出，将其PCB中的现行状态由阻塞改为就绪，然后再将该PCB插入到就绪队列中。
97.当一个新的进程创建完成后，该进程的进程控制块将插入到就绪队列中。操作系统创建一个新进程的过程如下，（1）申请空白PCB；（2）为新进程分配资源；（3）初始化进程控制块；（4）将新进程插入到就绪队列。
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99.在Pthread线程包的使用中，当用户需要结束一个线程时，可以使用的线程库函数是pthread_exit()
100.进程并发执行时，若两个进程包含同一共享变量，则它们存在同步关系。