從匯編語言到Windows內(nèi)核編程》思考題參考答案

姓名：__________考號：__________題號一二三四五總分評分一、單選題(共10題)1.在Windows內(nèi)核編程中，什么是中斷描述符表（IDT）？()A.存儲中斷處理程序地址的表格B.存儲系統(tǒng)調(diào)用地址的表格C.存儲進(jìn)程狀態(tài)的表格D.存儲線程信息的表格2.在Windows內(nèi)核中，哪個(gè)系統(tǒng)服務(wù)負(fù)責(zé)進(jìn)程和線程的創(chuàng)建和管理？()A.Io子系統(tǒng)B.Ex子系統(tǒng)C.Fs子系統(tǒng)D.Gdi子系統(tǒng)3.在Windows內(nèi)核中，頁面文件是什么？()A.存儲系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序的地方B.存儲系統(tǒng)調(diào)用表的地方C.存儲虛擬內(nèi)存的地方D.存儲中斷描述符表的地方4.在Windows內(nèi)核編程中，什么是系統(tǒng)調(diào)用？()A.用戶程序請求操作系統(tǒng)服務(wù)的請求B.操作系統(tǒng)請求用戶程序服務(wù)的請求C.硬件請求操作系統(tǒng)服務(wù)的請求D.系統(tǒng)請求硬件服務(wù)的請求5.在Windows內(nèi)核中，哪個(gè)子系統(tǒng)負(fù)責(zé)處理文件系統(tǒng)操作？()A.Io子系統(tǒng)B.Ex子系統(tǒng)C.Fs子系統(tǒng)D.Gdi子系統(tǒng)6.在Windows內(nèi)核編程中，什么是虛擬內(nèi)存？()A.物理內(nèi)存的一種形式B.硬盤上模擬的內(nèi)存C.虛擬硬盤D.虛擬光驅(qū)7.在Windows內(nèi)核中，哪個(gè)子系統(tǒng)負(fù)責(zé)處理輸入輸出操作？()A.Io子系統(tǒng)B.Ex子系統(tǒng)C.Fs子系統(tǒng)D.Gdi子系統(tǒng)8.在Windows內(nèi)核編程中，什么是進(jìn)程？()A.系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的程序?qū)嵗鼴.系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)的程序?qū)嵗鼵.系統(tǒng)停止時(shí)的程序?qū)嵗鼶.系統(tǒng)休眠時(shí)的程序?qū)嵗?.在Windows內(nèi)核中，哪個(gè)子系統(tǒng)負(fù)責(zé)處理圖形顯示？()A.Io子系統(tǒng)B.Ex子系統(tǒng)C.Fs子系統(tǒng)D.Gdi子系統(tǒng)10.在Windows內(nèi)核編程中，什么是線程？()A.進(jìn)程的一部分，可以獨(dú)立執(zhí)行B.系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的程序?qū)嵗鼵.系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)的程序?qū)嵗鼶.系統(tǒng)停止時(shí)的程序?qū)嵗?、多選題(共5題)11.以下哪些是Windows內(nèi)核中的子系統(tǒng)？()A.Io子系統(tǒng)B.Ex子系統(tǒng)C.Fs子系統(tǒng)D.Gdi子系統(tǒng)E.Ux子系統(tǒng)12.在Windows內(nèi)核編程中，中斷服務(wù)例程（ISR）通常包含哪些部分？()A.中斷處理代碼B.中斷參數(shù)C.中斷返回D.中斷處理狀態(tài)E.中斷異常處理13.在Windows內(nèi)核中，以下哪些是影響系統(tǒng)性能的關(guān)鍵因素？()A.處理器速度B.內(nèi)存容量C.硬盤轉(zhuǎn)速D.系統(tǒng)調(diào)用效率E.網(wǎng)絡(luò)帶寬14.以下哪些是Windows內(nèi)核中的虛擬內(nèi)存管理的關(guān)鍵組件？()A.頁面文件B.分頁文件C.交換文件D.內(nèi)存映射文件E.頁面緩存15.在Windows內(nèi)核編程中，以下哪些是線程上下文切換的必要步驟？()A.保存當(dāng)前線程的狀態(tài)B.保存當(dāng)前線程的寄存器值C.更新調(diào)度器數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)D.加載下一個(gè)線程的狀態(tài)E.恢復(fù)下一個(gè)線程的寄存器值三、填空題(共5題)16.在Windows內(nèi)核編程中，中斷描述符表（IDT）的每個(gè)條目包含一個(gè)指向中斷服務(wù)例程（ISR）的指針，該指針存儲在IDT的哪個(gè)部分？17.在Windows內(nèi)核中，用于存儲進(jìn)程和線程信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是？18.在Windows內(nèi)核中，系統(tǒng)調(diào)用是通過什么機(jī)制從用戶模式切換到內(nèi)核模式的？19.在Windows內(nèi)核中，頁面文件的主要作用是什么？20.在Windows內(nèi)核編程中，用于同步多個(gè)線程訪問共享資源的機(jī)制是？四、判斷題(共5題)21.在Windows內(nèi)核中，系統(tǒng)調(diào)用門可以保證用戶模式程序執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用時(shí)的安全性。()A.正確B.錯(cuò)誤22.在Windows內(nèi)核編程中，每個(gè)進(jìn)程和線程都有一個(gè)唯一的進(jìn)程ID（PID）。()A.正確B.錯(cuò)誤23.在Windows內(nèi)核中，虛擬內(nèi)存管理是通過將物理內(nèi)存分割成固定大小的頁面來實(shí)現(xiàn)的。()A.正確B.錯(cuò)誤24.在Windows內(nèi)核中，中斷描述符表（IDT）的每個(gè)條目都必須指向一個(gè)有效的中斷服務(wù)例程（ISR）。()A.正確B.錯(cuò)誤25.在Windows內(nèi)核編程中，線程上下文切換時(shí)，不需要保存和恢復(fù)線程的寄存器值。()A.正確B.錯(cuò)誤五、簡單題(共5題)26.請解釋在Windows內(nèi)核編程中，什么是虛擬內(nèi)存，以及它是如何工作的？27.在Windows內(nèi)核中，什么是系統(tǒng)調(diào)用，以及它與中斷有什么不同？28.在Windows內(nèi)核編程中，如何實(shí)現(xiàn)線程的同步？29.請描述在Windows內(nèi)核中，如何管理進(jìn)程和線程的生命周期？30.在Windows內(nèi)核中，如何處理中斷和異常？

從匯編語言到Windows內(nèi)核編程》思考題參考答案一、單選題(共10題)1.【答案】A【解析】中斷描述符表（IDT）是存儲中斷處理程序地址的表格，每個(gè)中斷或異常都有一個(gè)與之對應(yīng)的描述符。2.【答案】B【解析】Ex子系統(tǒng)負(fù)責(zé)執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用、進(jìn)程和線程的創(chuàng)建與管理等核心功能。3.【答案】C【解析】頁面文件是Windows操作系統(tǒng)中用于存儲虛擬內(nèi)存的地方，當(dāng)物理內(nèi)存不足時(shí)，操作系統(tǒng)會將部分?jǐn)?shù)據(jù)交換到硬盤。4.【答案】A【解析】系統(tǒng)調(diào)用是用戶程序請求操作系統(tǒng)服務(wù)的請求，通過系統(tǒng)調(diào)用，用戶程序可以訪問操作系統(tǒng)提供的各種功能。5.【答案】C【解析】Fs子系統(tǒng)負(fù)責(zé)處理文件系統(tǒng)操作，包括文件創(chuàng)建、讀取、寫入和刪除等。6.【答案】B【解析】虛擬內(nèi)存是硬盤上模擬的內(nèi)存，用于擴(kuò)展物理內(nèi)存，提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率。7.【答案】A【解析】Io子系統(tǒng)負(fù)責(zé)處理輸入輸出操作，包括與硬件設(shè)備的通信。8.【答案】A【解析】進(jìn)程是系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的程序?qū)嵗?，包括程序代碼、數(shù)據(jù)和執(zhí)行狀態(tài)。9.【答案】D【解析】Gdi子系統(tǒng)負(fù)責(zé)處理圖形顯示，包括圖形繪制、文本輸出等。10.【答案】A【解析】線程是進(jìn)程的一部分，可以獨(dú)立執(zhí)行，是程序執(zhí)行的最小單位。二、多選題(共5題)11.【答案】A,B,C,E【解析】Windows內(nèi)核中的子系統(tǒng)包括Io子系統(tǒng)（輸入輸出管理），Ex子系統(tǒng)（執(zhí)行子系統(tǒng)），F(xiàn)s子系統(tǒng)（文件系統(tǒng)），Ux子系統(tǒng)（用戶界面子系統(tǒng)）。Gdi子系統(tǒng)是負(fù)責(zé)圖形設(shè)備接口的，不屬于內(nèi)核子系統(tǒng)。12.【答案】A,B,C,D【解析】中斷服務(wù)例程（ISR）通常包含中斷處理代碼，用于執(zhí)行中斷服務(wù)時(shí)的任務(wù)；中斷參數(shù)，傳遞給ISR的數(shù)據(jù)；中斷返回，ISR執(zhí)行完成后返回的狀態(tài)；中斷處理狀態(tài)，ISR執(zhí)行的狀態(tài)信息。異常處理通常是由異常處理程序來完成的，不屬于ISR的組成部分。13.【答案】A,B,C,D,E【解析】處理器速度、內(nèi)存容量、硬盤轉(zhuǎn)速、系統(tǒng)調(diào)用效率和網(wǎng)絡(luò)帶寬都是影響系統(tǒng)性能的關(guān)鍵因素。這些因素直接影響操作系統(tǒng)處理任務(wù)的速度和效率。14.【答案】A,B,C,E【解析】Windows內(nèi)核中的虛擬內(nèi)存管理的關(guān)鍵組件包括頁面文件（或稱為分頁文件和交換文件），它們是硬盤上的文件，用于存儲虛擬內(nèi)存；頁面緩存，它是一個(gè)高速緩存，用于提高內(nèi)存訪問速度。內(nèi)存映射文件不屬于虛擬內(nèi)存管理的關(guān)鍵組件。15.【答案】A,B,C,D,E【解析】線程上下文切換包括保存當(dāng)前線程的狀態(tài)和寄存器值，更新調(diào)度器數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，加載下一個(gè)線程的狀態(tài)，以及恢復(fù)下一個(gè)線程的寄存器值。這些步驟確保了線程在切換時(shí)的正確性和連續(xù)性。三、填空題(共5題)16.【答案】中斷門描述符或陷阱門描述符的偏移量【解析】IDT的每個(gè)條目包含一個(gè)指向中斷服務(wù)例程（ISR）的指針，這個(gè)指針位于中斷門描述符或陷阱門描述符的偏移量中。17.【答案】EPROCESS【解析】EPROCESS是Windows內(nèi)核中用于存儲進(jìn)程和線程信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它包含了進(jìn)程或線程的狀態(tài)、資源、安全信息等。18.【答案】系統(tǒng)調(diào)用門【解析】系統(tǒng)調(diào)用門是一種特殊的門，它允許從用戶模式切換到內(nèi)核模式，以便執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用。當(dāng)用戶模式程序執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用時(shí)，CPU會自動(dòng)通過系統(tǒng)調(diào)用門切換到內(nèi)核模式。19.【答案】虛擬內(nèi)存【解析】頁面文件是Windows內(nèi)核中用于實(shí)現(xiàn)虛擬內(nèi)存的主要組成部分，它允許操作系統(tǒng)將部分物理內(nèi)存內(nèi)容寫入硬盤，從而擴(kuò)展可用內(nèi)存空間。20.【答案】互斥鎖（Mutex）【解析】互斥鎖是一種同步機(jī)制，用于防止多個(gè)線程同時(shí)訪問共享資源，確保在任何時(shí)刻只有一個(gè)線程能夠訪問該資源。四、判斷題(共5題)21.【答案】正確【解析】系統(tǒng)調(diào)用門是一種保護(hù)機(jī)制，它確保用戶模式程序在執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用時(shí)不會直接訪問內(nèi)核代碼和數(shù)據(jù)，從而提高系統(tǒng)的安全性。22.【答案】正確【解析】每個(gè)進(jìn)程和線程在Windows內(nèi)核中都有一個(gè)唯一的標(biāo)識符，即進(jìn)程ID（PID），用于區(qū)分不同的進(jìn)程和線程。23.【答案】正確【解析】虛擬內(nèi)存管理通過將物理內(nèi)存分割成固定大小的頁面，并為每個(gè)頁面分配一個(gè)唯一的虛擬地址來實(shí)現(xiàn)的，這樣可以提高內(nèi)存的利用率和效率。24.【答案】正確【解析】中斷描述符表（IDT）的每個(gè)條目都包含了一個(gè)指向中斷服務(wù)例程（ISR）的指針，這個(gè)ISR必須是一個(gè)有效的函數(shù)，用于處理特定類型的中斷。25.【答案】錯(cuò)誤【解析】線程上下文切換時(shí)，必須保存當(dāng)前線程的寄存器值，包括棧指針和程序計(jì)數(shù)器，以便在切換回該線程時(shí)能夠恢復(fù)其狀態(tài)。五、簡答題(共5題)26.【答案】虛擬內(nèi)存是操作系統(tǒng)提供的一種內(nèi)存管理機(jī)制，它允許程序使用比實(shí)際物理內(nèi)存更多的地址空間。操作系統(tǒng)通過將物理內(nèi)存分割成稱為頁面的單元，并在硬盤上創(chuàng)建一個(gè)交換文件來模擬更大的內(nèi)存空間。當(dāng)程序請求更多內(nèi)存時(shí)，操作系統(tǒng)可以將部分不常用的頁面交換到硬盤上，以釋放物理內(nèi)存給其他程序使用?！窘馕觥刻摂M內(nèi)存通過頁表和交換機(jī)制來實(shí)現(xiàn)，它提高了內(nèi)存的使用效率，并允許操作系統(tǒng)在物理內(nèi)存不足時(shí)仍然運(yùn)行大型程序。27.【答案】系統(tǒng)調(diào)用是用戶空間程序請求操作系統(tǒng)內(nèi)核提供服務(wù)的機(jī)制。當(dāng)用戶空間程序執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用時(shí)，會觸發(fā)一次系統(tǒng)調(diào)用門，導(dǎo)致CPU從用戶模式切換到內(nèi)核模式，然后執(zhí)行相應(yīng)的內(nèi)核代碼。中斷是硬件或軟件產(chǎn)生的信號，用來通知CPU有一個(gè)事件需要處理，它通常由硬件觸發(fā)，如I/O操作完成或定時(shí)器溢出。系統(tǒng)調(diào)用是一種特殊的軟件中斷，它允許用戶空間程序與內(nèi)核進(jìn)行交互?！窘馕觥肯到y(tǒng)調(diào)用與中斷的主要區(qū)別在于它們的目的和觸發(fā)方式。系統(tǒng)調(diào)用是用戶空間的程序請求，而中斷是硬件或軟件事件。28.【答案】在Windows內(nèi)核編程中，線程同步可以通過多種機(jī)制實(shí)現(xiàn)，包括互斥鎖（Mutex）、信號量（Semaphore）、事件（Event）、臨界區(qū)（CriticalSection）和完成端口（CompletionPort）等。這些同步機(jī)制確保了多個(gè)線程在訪問共享資源時(shí)不會相互干擾，從而維護(hù)了數(shù)據(jù)的一致性和程序的正確性?！窘馕觥烤€程同步是并發(fā)編程中的重要概念，它通過限制對共享資源的并發(fā)訪問來防止數(shù)據(jù)競爭和其他并發(fā)問題。29.【答案】在Windows內(nèi)核中，進(jìn)程和線程的生命周期管理涉及創(chuàng)建、調(diào)度、同步、等待和終止等步驟。進(jìn)程是由操作系統(tǒng)創(chuàng)建和管理的，每個(gè)進(jìn)程都有自己的地址空間、堆棧、寄存器和系統(tǒng)資源。線程是進(jìn)程的一部分，可以看作是輕量級的進(jìn)程。操作系統(tǒng)通過調(diào)度器來管理線程的執(zhí)行，并根據(jù)需要分配處理器時(shí)間。當(dāng)進(jìn)程或線程完成或不再需要時(shí)，它們會被終止，并釋放其占用的資源。【解析】進(jìn)程和線程的生命周期管理