操作系统原理试题与解析

"这是一份关于操作系统原理的考试试卷及参考答案，主要涵盖操作系统的设计目标、中断处理、进程状态转换、线程共享、信号量机制、内存管理等内容。试卷包括单项选择题，测试了学生对操作系统基本概念和原理的理解与应用能力。" 操作系统是计算机系统的核心，它管理着系统的各种资源，如CPU、内存、输入/输出设备等，并为用户提供服务。在设计分时操作系统时，首要考虑的特性是交互性，确保用户能够及时得到反馈，提高用户体验。而CPU利用率、系统吞吐量和响应实时性也是重要的指标，但在分时操作系统设计中，交互性通常优先于这些指标。 中断是处理器响应外部事件的方式。中断装置总是在处理器执行完一条指令后检查是否有中断事件发生，以便处理器能够及时处理这些事件，例如输入/输出完成或者硬件错误。 在单处理机系统中，如果有3个用户进程，最多只能有2个处于执行状态，其余进程可能处于就绪或阻塞状态。因为在一个时刻，处理器只能执行一个进程。进程的生命周期中，状态变迁可能发生：就绪变执行、执行变阻塞、执行变就绪，但就绪状态的进程不能直接变为阻塞状态，必须先获得CPU执行权。 线程是进程内的执行单元，它们共享进程的代码、数据和打开的文件，但每个线程拥有独立的寄存器保存区，用于保存各自的上下文信息。 信号量机制是进程间同步和互斥的一种工具。当进程对信号量S调用P操作，若S的值大于0，则进程可以继续执行，因为这意味着资源是可用的。 在可变式分区分配方案中，回收作业空间并合并空闲区时，如果与上邻空闲区合并，空闲区表项数不变，始址不变，长度增加，这种情况表明只有一个邻接的空闲区被合并。 最坏适应算法选择最小的空闲区来分配，以减少碎片，空闲区表按空闲区大小递减顺序排列。 无缓存硬件系统中，页式存储管理执行一条无操作数的单字节指令至少需要两次访问主存：一次读取指令，一次执行后更新指令计数器。 页表在页式存储管理系统中由操作系统建立，用于记录页面在内存中的位置。 在请求页式存储管理中，由于频繁的缺页，可能导致频繁的页面交换，从而产生系统抖动现象。 先来先服务调度算法可能导致计算时间短的作业等待时间过长，因为它不分任务的优先级，优先执行先到达的作业。 这些知识点涵盖了操作系统的基础理论和实际操作，对于理解和掌握操作系统原理至关重要。