操作系统原理单选题知识点汇总

第一章 操作系统概论

1. 构造操作系统的方法：整体式结构、层次式结构、微内核结构。
2. 批处理操作系统的缺点：缺少交互性。
3. 屏蔽中断只能在操作系统内核态下运行。
4. 编译不能由操作系统来完成。
5. 微内核结构表示客户机/服务器结构。
6. 现代操作系统的最基本特征：并发性。
7. 操作系统实现：进程线程管理、内存管理、设备管理、文件管理。（★）
8. 操作系统内核指提供硬件抽象层、磁盘及文件系统控制、多任务等功能的系统软件。
9. 操作系统提供了3类接口：命令接口、程序接口、图形界面接口。
10. 操作系统为系统软件集中了资源管理功能和控制程序执行功能。
11. 操作系统的共享性：在一定的策略控制下，按不同资源类型共同占有使用。

第二章 操作系统运行机制

1. 中断顺序对应中断优先级。
2. 操作系统中用户用于应用程序编程的唯一接口是系统调用。
3. 用户程序在用户状态下使用特权指令而引起的中断是：访管中断。
4. I/O中断：数据传送完毕、设备出错、键盘输入。
5. 在屏幕画圈需要系统调用显示屏的驱动程序。
6. 用户态变为内核态使用的指令时访管指令。
7. 用户通过在终端输入命令控制计算机运行，使用的是操作系统的命令接口。
8. 非特权指令可以由用户执行，例如算术运算指令。
9. 处理器中对用户可见的寄存器是地址寄存器，程序状态字寄存器、程序计数机损其、指令寄存器均不可见。
10. 中断是指CPU对系统中或系统外的异步事件的响应，中断请求是指中断控制器向处理器发出的信号。

第三章 进程线程模型

1. 进程与进程控制块一一对应。
2. 进程的三种状态：就绪、运行、阻塞。
3. fork()函数返回值：若成功调用一次则返回两个值，子进程返回0，父进程返回子进程标记；否则出错返回-1。（★★★）
4. pthread_join()函数以阻塞的方式等待thread指定的线程结束。（★）
5. 引起进程调度的原因：正在执行的进程执行完毕，执行中进程自己调用阻塞原语将自己阻塞起来，分时系统中时间片已用完，就绪队列中某个进程优先级高于当前运行进程的优先级。总结一句：有CPU资源让出不一定发生调度，但无CPU资源让出一定没有发生调度。
6. linux上进程的状态：运行、中断、不可中断、僵死、停止。
7. pthread_yield()函数表示线程让出CPU。
8. 新创建的进程进入就绪队列无法引起进程调度。
9. 引起进程阻塞的事件：请求系统服务、启动某种操作、新数据尚未到达、无新工作可做。
10. 打开一个文件，指向该文件数据结构的指针存放在：进程控制块中。
11. pthread_create()函数表示创建新的线程。
12. 单核处理机中多个进程存在，则他们是并行运行的。
13. 进程是一次程序的执行，中断服务程序是固定在某个地址的代码段没有进程的概念。
14. 进程控制块的基本内容：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。
15. 进程由等待态转换为就绪态称为唤醒。
16. 新的进程创建完成后，对应的进程控制块插入到就绪队列中。
17. pthread_exit()函数表示终止执行。
18. 操作系统的共享性：在一定的策略控制下，按不同资源类型共同占有使用。
19. 进程控制块的信息分为调度信息和现场信息，调度信息包括进程名、进程号、存储信息、优先级、当前状态、资源清单，现场信息包括程序状态字、时钟信息、界地址信息。
20. 使用撤消原语撤销进程：找到对应进程的PCB，撤掉其下的子孙进程，释放该进程的资源，撤销该PCB。

第四章 并发与同步

1. 同步关系：一个进程在等待另一个进程向他发送消息，例如装配流水线的各个工序。（★）
2. mutex=1说明同一时刻只允许一个进程进入临界区，k个等待，说明当前需要访问临界区的有k+1个进程，每个进程访问mutex时值减1，1-(k+1)=-k。
3. P、V操作，P≥0表示通过，V≥0表示释放；P(S)表示将S减1，V(S)表示将S加1。（★）
4. CPU和外设可以并行工作。
5. 管程是一种同步机制，提高了代码的可读性，将共享变量与对共享变量的操作封装在一起。
6. 多道程序设计意义：宏观上由多个进程再计算机中同时运行。
7. P、V操作可以实现：进程同步、进程互斥、进程的前趋关系。
8. 进程间通信时，已满的邮件槽，发送进程不能再申请互斥锁。
9. 先来先服务（FCFS）的调度算法时不可抢占的。
10. 两个并发进程包含的同一共享变量的关系：同步关系。
11. 多个进程并发执行且相互通信时，用共享内存传递大量的信息。
12. 生产者往缓冲区放产品前要使用P操作确保缓冲区有空闲槽。
13. 可变分区满足多道程序设计且简单。
14. 两个相互间接感知的进程（都与第三方交互），则两个进程共享协作，不会造成互斥、死锁或者饥饿。
15. 进入区用来检查是否进入临界区，设置访问标志，临界区是访问临界资源，退出区是清除访问标志，其余都是剩余区。
16. 消息缓冲通信机制：消息缓冲区、消息队列首地址、同步互斥信号量、发送接收消息原语。

第五章 内存管理

1. 虚拟页式可以动态扩充内存容量。
2. 空闲分区表：用于记录每个空闲分区的情况，包括分区序号、分区始址及分区大小等数据项。
3. 计算：总空间2GB，每个页面4KB，则共有页面2GB/4KB个；每个页面用4B表示页号，则页号总共2GB/4KB4B空间；所以占用页面数量为2GB/4KB4B/4KB=2^9=512。
4. Belady指分页式虚拟存储器管理中，发生缺页时的置换算法采用先入先出算法时，如果对某个进程未分配它所要求的全部页面，有时会出现分配的页面数增多而缺页率反而提高的异常现象。
5. 页面的抖动现象原因页面置换算法不合理。
6. 缺页中断次数的计算。（★）
7. 文件存取方式依赖于文件的物理结构和存放文件设备的物理特性。
8. 动态地址映射方式向内存装入程序，地址转换工作在每一条指令执行时刻完成。
9. 最佳适应算法（Best Fit）空闲区的组织按空闲区大小递增顺序排列。（★）
10. 逻辑地址32位，内存分块大小为2 ^ 10，则可以划分为2 ^ 32/2 ^ 10=2 ^ 22页。
11. 虚拟存储空间的大小受到计算机系统地址位宽的限制。（★）
12. **最少使用页面置换算法（LRU）**首先置换近期最长时间以来没被访问的页面。（★★）
13. **最佳页面置换算法（OPT）**保留最近重复访问的页面，将以后都不再访问或很长时间不再访问的页面调出。
14. 内存紧缩（移动/紧缩技术）：进行碎片整理，将零碎的空闲区集中为一个大的空闲区。
15. 页式分配：内存的利用率较高且管理简单，不能采用移动技术解决碎片问题。（★）
16. 采用请求调页方式，当用户需要装入一个新页面时，调入的页面来自：磁盘文件区。
17. 首次适应算法（First Fit）：从空闲分区表的第一个表目起查找该表，把最先能够满足要求的空闲区分配给作业，这种方法目的在于减少查找时间。
18. 虚拟页式存储管理系统采用二级页表进行地址转换，则进程没执行一条指令至少需要访问3次内存，第一次访问一级索引，第二次访问二级索引，第三次访问该指令。
19. 页式存储方案中，为了提高内存利用率且减少内碎片，页面的划分：与页表数量相关，可以找到平衡点。
20. 为预防内存换页时出现的抖动，采用工作集算法。

第六章 文件管理

1. 文件按名存取通过文件目录查找完成。
2. 文件系统调用后返回用户一个文件描述符（UNIX,Linux系统）。
3. 文件未成组操作，磁盘利用率。
4. 文件进行成组操作，计算磁盘利用率。
5. 优化寻道时间改善磁盘读写性能。
6. 设备表：建立逻辑设备与物理设备之间的对应关系。
7. 文件逻辑块与存储介质物理块存放顺序一致的物理结构是顺序结构。
8. 提高文件系统的性能：块高速缓存、磁盘驱动调度、目录项分解、引入当前目录及相对路径文件名方式。
9. 打开文件完成的工作：根据文件名查找目录、检查相关文件控制块是否读入内存、检查文件操作是否合法、将文件描述符返回给用户。（★）
10. 文件存储空间的分配单位通常是：数据块。
11. 文件控制块（FCB）至少包含文件名和文件物理存储地址，其中最重要的字段是文件名。（★）
12. 转储分为海量转储和增量转储。
13. 扫描算法SCAN又称电梯算法。
14. UNIX对文件系统空闲区的管理通常采用：成组链接法。
15. FAT32采用的文件物理结构：链接结构。
16. 文件的逻辑结构：流式结构（无结构）和记录结构。
17. 显式进行open()操作是为了将FCB读入内存。
18. 最短寻道时间优先算法SSTF：平均寻道时间较短但容易引起饥饿现象。
19. 在多级目录中，用户对文件的首次访问给出文件的路径名，之后的访问使用文件描述符。
20. 所有的文件系统中文件一旦被创建，除非删除或超过保存期限，否则一直存在。
21. 文件一旦创建，文件的创建日期是无法更改的。
22. 最短寻道优先调度（SSF调度）：总是为距离磁头当前位置最近的磁道的访问请求服务。

第七章 I\O设备管理

1. 提高低速设备的使用效率用设备缓冲技术，匹配不同外部设备的传输速度。（★）
2. 调度时间不会影响磁盘读写性能。
3. 设备按信息交换单位分为：块设备和字符设备，键盘是字符设备。（★）
4. I/O管理的缓冲池管理主要考虑实现进程访问缓冲区的同步。
5. 磁盘按数据传输方式分类为块设备。
6. 设备名com1映射到实际物理设备的工作在I/O管理的设备独立层完成。
7. 不同IO设备可以并行工作。
8. 控制设备的命令传递途径：用户应用层-设备独立层-设备驱动层-设备硬件。
9. 使用虚拟技术进行设备管理的主要目的：提高设备并发度。
10. 程序直接控制方式是指用户进程直接控制内存或CPU和外围设备间通信的方式；DMA方式是DMA控制器从CPU接管对总线的控制，数据交换不经过CPU，直接在内存和I/O设备间进行，传送结束后再交给CPU做后处理；通道控制方式是利用通道这个特殊功能的处理器实现对外围设备的统一管理和外围设备与内存间的数据传送；中断控制方式是CPU在配置I/O设备后，继续自己的工作，直到I/O设备准备好后，向CPU发送中断请求，再由CPU接管提供服务。

第八章 死锁

1. 死锁产生原因：竞争资源，进程推进顺序不当。
2. 死锁是不安全状态，但不安全状态不一定是死锁状态。
3. 不死锁前提下的资源分配计算。
4. 进程的饥饿现象：进程的优先级较低而长时间得不到调度。
5. 银行家算法是死锁避免算法，资源有序分配法属于死锁预防。（★）
6. 死锁定理：当且仅当当前状态的资源分配图是不完全化简的。
7. 解除死锁：剥夺某些进程所占有的资源、撤销某些进程、重启系统。
8. 产生死锁的四个条件：互斥条件（资源是独占的且排他使用），不可剥夺条件（进程所获得的资源再未使用完毕前，不能被其他进程强行剥夺，只能由获得该资源的进程资源释放），请求和保持条件（进程每次申请它所需要的一部分资源，再申请新的资源时，继续占用已经分配到的资源），循环等待条件（发生死锁时，必然存在一个进程等待环路）。