2025年操作系統(tǒng)課程考試試題（附答案）一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.操作系統(tǒng)中，進程在下列哪種狀態(tài)下可以直接進入運行狀態(tài)（）。A.阻塞狀態(tài)B.就緒狀態(tài)C.創(chuàng)建狀態(tài)D.終止狀態(tài)答案：B。進程的就緒狀態(tài)是指進程已經(jīng)具備了運行的條件，只要獲得CPU就可以立即執(zhí)行，所以處于就緒狀態(tài)的進程可以直接進入運行狀態(tài)。而阻塞狀態(tài)的進程需要等待某事件完成才能進入就緒狀態(tài)；創(chuàng)建狀態(tài)是進程剛被創(chuàng)建時的狀態(tài)，還需進行一系列初始化工作才能進入就緒狀態(tài)；終止狀態(tài)表示進程已經(jīng)結(jié)束，不會再進入運行狀態(tài)。2.下列存儲管理方案中，不采用動態(tài)重定位的是（）。A.頁式存儲管理B.段式存儲管理C.可變分區(qū)存儲管理D.固定分區(qū)存儲管理答案：D。固定分區(qū)存儲管理采用靜態(tài)重定位，在作業(yè)裝入內(nèi)存時一次性完成地址轉(zhuǎn)換。而頁式存儲管理、段式存儲管理和可變分區(qū)存儲管理都采用動態(tài)重定位，在進程執(zhí)行過程中，當訪問內(nèi)存時才進行地址轉(zhuǎn)換。3.若信號量S的初值為2，當前值為-1，則表示有（）個進程在等待。A.0B.1C.2D.3答案：B。信號量S的初值表示可用資源的數(shù)量，當S的值為負數(shù)時，其絕對值表示正在等待該資源的進程數(shù)量。本題中S當前值為-1，所以有1個進程在等待。4.虛擬存儲器的最大容量（）。A.為內(nèi)外存容量之和B.由計算機的地址結(jié)構(gòu)決定C.是任意的D.由作業(yè)的地址空間決定答案：B。虛擬存儲器的最大容量由計算機的地址結(jié)構(gòu)決定，地址結(jié)構(gòu)的位數(shù)決定了虛擬地址空間的大小。雖然內(nèi)外存容量會影響虛擬存儲器實際能使用的容量，但最大容量是由地址結(jié)構(gòu)決定的，而不是內(nèi)外存容量之和；它不是任意的，也不是由作業(yè)的地址空間決定。5.在磁盤調(diào)度算法中，（）算法可能會隨時改變磁頭的運動方向。A.先來先服務(wù)B.最短尋道時間優(yōu)先C.掃描算法D.循環(huán)掃描算法答案：A。先來先服務(wù)（FCFS）算法按照請求訪問磁盤的先后順序進行調(diào)度，磁頭的移動方向取決于請求的順序，可能會隨時改變磁頭的運動方向。最短尋道時間優(yōu)先（SSTF）算法總是選擇距離當前磁頭位置最近的請求進行服務(wù)，磁頭移動相對較為集中；掃描算法（SCAN）和循環(huán)掃描算法（CSCAN）磁頭都有固定的移動方向，不會隨意改變。6.下列關(guān)于文件目錄的敘述中，錯誤的是（）。A.文件目錄是用于管理文件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)B.目錄項中包含了文件的基本信息C.多級目錄結(jié)構(gòu)可以解決文件重名問題D.單級目錄結(jié)構(gòu)能提高文件的查找速度答案：D。單級目錄結(jié)構(gòu)中所有文件都在一個目錄下，當文件數(shù)量較多時，查找文件需要遍歷整個目錄，查找速度較慢。文件目錄是用于管理文件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，目錄項中包含了文件的基本信息，如文件名、文件大小、文件創(chuàng)建時間等；多級目錄結(jié)構(gòu)通過將文件分類組織在不同的子目錄下，可以解決文件重名問題。7.引入緩沖技術(shù)的主要目的是（）。A.提高設(shè)備的利用率B.提高CPU的利用率C.改善CPU與I/O設(shè)備之間速度不匹配的矛盾D.節(jié)省內(nèi)存答案：C。引入緩沖技術(shù)主要是為了改善CPU與I/O設(shè)備之間速度不匹配的矛盾。CPU的速度遠遠高于I/O設(shè)備的速度，通過設(shè)置緩沖區(qū)，可以讓CPU和I/O設(shè)備并行工作，減少CPU等待I/O操作的時間。雖然在一定程度上也能提高設(shè)備和CPU的利用率，但這不是主要目的；緩沖技術(shù)會占用一定的內(nèi)存，而不是節(jié)省內(nèi)存。8.進程和程序的本質(zhì)區(qū)別是（）。A.存儲在內(nèi)存和外存B.順序和非順序執(zhí)行機器指令C.分時使用和獨占使用計算機資源D.動態(tài)和靜態(tài)特征答案：D。程序是靜態(tài)的，它是存儲在磁盤上的一組指令序列；而進程是程序在操作系統(tǒng)中的一次執(zhí)行過程，是動態(tài)的，有生命周期，會經(jīng)歷創(chuàng)建、運行、阻塞、終止等狀態(tài)變化。存儲位置、執(zhí)行順序和資源使用方式都不是進程和程序的本質(zhì)區(qū)別。9.死鎖預(yù)防是通過破壞死鎖產(chǎn)生的四個必要條件來實現(xiàn)的。下列方法中，（）破壞了“循環(huán)等待”條件。A.銀行家算法B.資源有序分配法C.剝奪資源法D.一次性分配資源法答案：B。資源有序分配法是將系統(tǒng)中的所有資源按類型賦予一個編號，每個進程只能按編號遞增的順序請求資源，這樣就不會形成循環(huán)等待的情況，從而破壞了“循環(huán)等待”條件。銀行家算法是用于避免死鎖的；剝奪資源法是在檢測到死鎖后采取的解除死鎖的方法；一次性分配資源法破壞的是“請求和保持”條件。10.在頁式存儲管理中，頁表的作用是實現(xiàn)（）。A.頁號到物理塊號的映射B.物理塊號到頁號的映射C.邏輯地址到物理地址的映射D.物理地址到邏輯地址的映射答案：A。頁表的主要作用是實現(xiàn)頁號到物理塊號的映射。在頁式存儲管理中，將進程的邏輯地址空間分成若干個頁，內(nèi)存的物理地址空間分成若干個物理塊，通過頁表可以找到每個頁對應(yīng)的物理塊號，進而實現(xiàn)邏輯地址到物理地址的轉(zhuǎn)換，但頁表直接完成的是頁號到物理塊號的映射。二、多項選擇題（每題3分，共15分）1.以下屬于操作系統(tǒng)功能的有（）。A.處理機管理B.存儲器管理C.設(shè)備管理D.文件管理答案：ABCD。操作系統(tǒng)具有處理機管理、存儲器管理、設(shè)備管理和文件管理等功能。處理機管理負責對CPU進行分配和調(diào)度；存儲器管理負責內(nèi)存的分配、回收和保護等；設(shè)備管理負責對各種外部設(shè)備進行管理和控制；文件管理負責對文件的存儲、檢索和保護等。2.進程的基本狀態(tài)有（）。A.運行狀態(tài)B.就緒狀態(tài)C.阻塞狀態(tài)D.創(chuàng)建狀態(tài)答案：ABC。進程的基本狀態(tài)有運行狀態(tài)、就緒狀態(tài)和阻塞狀態(tài)。運行狀態(tài)表示進程正在CPU上執(zhí)行；就緒狀態(tài)表示進程已經(jīng)具備運行條件，等待CPU分配；阻塞狀態(tài)表示進程因等待某事件發(fā)生而暫停執(zhí)行。創(chuàng)建狀態(tài)和終止狀態(tài)是進程生命周期中的其他狀態(tài)，但不屬于基本狀態(tài)。3.以下哪些是磁盤調(diào)度算法（）。A.先來先服務(wù)B.最短尋道時間優(yōu)先C.掃描算法D.循環(huán)掃描算法答案：ABCD。常見的磁盤調(diào)度算法有先來先服務(wù)（FCFS）、最短尋道時間優(yōu)先（SSTF）、掃描算法（SCAN）和循環(huán)掃描算法（CSCAN）。先來先服務(wù)按照請求訪問磁盤的先后順序進行調(diào)度；最短尋道時間優(yōu)先選擇距離當前磁頭位置最近的請求進行服務(wù)；掃描算法磁頭在一個方向上移動，遇到請求就服務(wù)，直到到達磁盤的一端再反向移動；循環(huán)掃描算法磁頭單向移動，到達一端后立即回到起始端繼續(xù)移動。4.關(guān)于文件系統(tǒng)，下列說法正確的有（）。A.文件系統(tǒng)負責管理文件的存儲和檢索B.文件的邏輯結(jié)構(gòu)有順序文件、索引文件等C.文件的物理結(jié)構(gòu)有連續(xù)分配、鏈接分配等D.文件目錄用于記錄文件的存儲位置答案：ABCD。文件系統(tǒng)的主要功能是管理文件的存儲和檢索。文件的邏輯結(jié)構(gòu)是從用戶的角度來看文件的組織形式，常見的有順序文件、索引文件等；文件的物理結(jié)構(gòu)是指文件在存儲設(shè)備上的存儲方式，常見的有連續(xù)分配、鏈接分配等；文件目錄用于記錄文件的基本信息和存儲位置，方便對文件的管理和查找。5.以下可以用于解決進程同步問題的機制有（）。A.信號量B.管程C.臨界區(qū)D.互斥鎖答案：ABCD。信號量是一種用于實現(xiàn)進程同步和互斥的機制，通過對信號量的P、V操作來控制進程的執(zhí)行順序；管程是一種高級的同步機制，將共享資源和對共享資源的操作封裝在一起；臨界區(qū)是指進程中訪問臨界資源的那段代碼，通過對臨界區(qū)的互斥訪問來實現(xiàn)進程同步；互斥鎖是一種簡單的同步機制，用于保證同一時刻只有一個進程可以訪問共享資源。三、判斷題（每題2分，共10分）1.操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)中最底層的軟件。（）答案：錯誤。計算機系統(tǒng)中最底層的軟件是BIOS（基本輸入輸出系統(tǒng)），它負責初始化硬件設(shè)備并為操作系統(tǒng)提供基本的硬件接口。操作系統(tǒng)位于BIOS之上，管理計算機的硬件和軟件資源。2.進程的互斥是指多個進程對臨界資源的排他性訪問。（）答案：正確。進程互斥是指當一個進程正在訪問某臨界資源時，其他進程不能同時訪問該資源，即多個進程對臨界資源的排他性訪問，以保證數(shù)據(jù)的一致性和正確性。3.虛擬存儲器可以無限地擴大內(nèi)存容量。（）答案：錯誤。虛擬存儲器雖然可以在邏輯上擴大內(nèi)存容量，但它受到計算機地址結(jié)構(gòu)和內(nèi)外存實際容量的限制，不能無限地擴大內(nèi)存容量。4.磁盤的旋轉(zhuǎn)調(diào)度算法是為了減少磁盤的尋道時間。（）答案：錯誤。磁盤的旋轉(zhuǎn)調(diào)度算法是為了減少磁盤的延遲時間，即減少磁頭等待要訪問的扇區(qū)旋轉(zhuǎn)到磁頭下方的時間。而減少尋道時間的是磁盤的尋道調(diào)度算法，如先來先服務(wù)、最短尋道時間優(yōu)先等。5.文件的共享是指不同用戶或進程可以使用同一個文件。（）答案：正確。文件共享允許不同的用戶或進程訪問同一個文件，這樣可以節(jié)省存儲空間，提高文件的利用率。四、簡答題（每題10分，共30分）1.簡述死鎖的概念和產(chǎn)生死鎖的四個必要條件。答：死鎖是指在多道程序系統(tǒng)中，一組進程中的每一個進程均無限期地等待被該組進程中的另一個進程所占有且永遠不會釋放的資源，從而導(dǎo)致所有這些進程都無法繼續(xù)向前推進的一種狀態(tài)。產(chǎn)生死鎖的四個必要條件如下：（1）互斥條件：進程對所分配到的資源進行排他性使用，即在一段時間內(nèi)某資源只由一個進程占用。如果此時還有其他進程請求該資源，則請求者只能等待，直至占有該資源的進程用畢釋放。（2）請求和保持條件：進程已經(jīng)保持了至少一個資源，但又提出了新的資源請求，而該資源已被其它進程占有，此時請求進程阻塞，但又對自己已獲得的其它資源保持不放。（3）不剝奪條件：進程已獲得的資源，在未使用完之前，不能被剝奪，只能在使用完時由自己釋放。（4）循環(huán)等待條件：在發(fā)生死鎖時，必然存在一個進程——資源的循環(huán)鏈，即進程集合{P0，P1，P2，…，Pn}中的P0正在等待一個P1占用的資源；P1正在等待P2占用的資源，……，Pn正在等待已被P0占用的資源。2.簡述分頁存儲管理和分段存儲管理的區(qū)別。答：分頁存儲管理和分段存儲管理有以下區(qū)別：（1）目的不同：分頁是為了實現(xiàn)離散分配，提高內(nèi)存利用率，解決內(nèi)存碎片問題；分段是為了滿足用戶在編程和使用上的需要，如方便模塊化程序設(shè)計、實現(xiàn)信息共享和保護等。（2）地址空間的維度不同：分頁的地址空間是一維的，用戶只需要給出一個邏輯地址，系統(tǒng)自動將其分為頁號和頁內(nèi)偏移；分段的地址空間是二維的，用戶在編程時需要同時給出段名和段內(nèi)偏移。（3）塊的大小不同：頁的大小是固定的，由系統(tǒng)決定；段的大小是不固定的，它取決于用戶程序的邏輯結(jié)構(gòu)，如一個函數(shù)、一個數(shù)據(jù)模塊等。（4）信息的共享和保護方式不同：分頁系統(tǒng)中，由于頁的大小固定，可能會將一個邏輯上的信息單位分割到多個頁中，不利于信息的共享和保護；分段系統(tǒng)中，一個段通常包含一個完整的邏輯信息單位，如一個子程序或一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，因此更便于信息的共享和保護。3.簡述設(shè)備管理的主要任務(wù)和功能。答：設(shè)備管理的主要任務(wù)是：（1）方便用戶使用外部設(shè)備，使用戶能夠輕松、方便地進行輸入輸出操作，而不必了解設(shè)備的具體物理特性和操作細節(jié)。（2）提高設(shè)備的利用率，通過合理分配和調(diào)度設(shè)備，使設(shè)備盡可能地處于忙碌狀態(tài)，減少設(shè)備的空閑時間。（3）實現(xiàn)設(shè)備的獨立性，即用戶程序與實際使用的物理設(shè)備無關(guān)，用戶程序只需要使用邏輯設(shè)備名，由操作系統(tǒng)負責將邏輯設(shè)備名映射到具體的物理設(shè)備。設(shè)備管理的主要功能包括：（1）設(shè)備分配：根據(jù)設(shè)備的類型和當前使用情況，為進程分配所需的設(shè)備。在分配設(shè)備時，需要考慮設(shè)備的獨占性、共享性等特性，以及設(shè)備的安全性和可靠性。（2）設(shè)備驅(qū)動：設(shè)備驅(qū)動程序是操作系統(tǒng)與設(shè)備之間的接口，它負責將用戶的I/O請求轉(zhuǎn)換為設(shè)備能夠理解的命令，并控制設(shè)備的操作。（3）設(shè)備緩沖管理：為了提高CPU和設(shè)備之間的并行性，減少CPU的等待時間，設(shè)備管理通常會設(shè)置緩沖區(qū)，用于暫存數(shù)據(jù)。（4）設(shè)備調(diào)度：當有多個進程同時請求使用同一設(shè)備時，需要進行設(shè)備調(diào)度，以確定哪個進程先使用設(shè)備。常見的設(shè)備調(diào)度算法有先來先服務(wù)、最短尋道時間優(yōu)先等。（5）設(shè)備的故障處理：當設(shè)備出現(xiàn)故障時，設(shè)備管理系統(tǒng)需要能夠及時檢測到故障，并采取相應(yīng)的措施進行處理，如重新分配設(shè)備、恢復(fù)數(shù)據(jù)等。五、綜合題（每題15分，共25分）1.有三個進程P1、P2、P3，它們的到達時間和執(zhí)行時間如下表所示：|進程|到達時間|執(zhí)行時間||----|----|----||P1|0|5||P2|1|3||P3|2|8|分別采用先來先服務(wù)（FCFS）和短作業(yè)優(yōu)先（SJF）調(diào)度算法，計算各進程的周轉(zhuǎn)時間和平均周轉(zhuǎn)時間。解：（1）先來先服務(wù)（FCFS）調(diào)度算法先來先服務(wù)調(diào)度算法按照進程到達的先后順序進行調(diào)度。-P1：到達時間為0，執(zhí)行時間為5，完成時間為5，周轉(zhuǎn)時間=完成時間-到達時間=5-0=5。-P2：到達時間為1，執(zhí)行時間為3，由于P1先到達，P2需等待P1執(zhí)行完，P2開始執(zhí)行時間為5，完成時間為5+3=8，周轉(zhuǎn)時間=8-1=7。-P3：到達時間為2，執(zhí)行時間為8，P3需等待P1和P2執(zhí)行完，P3開始執(zhí)行時間為8，完成時間為8+8=16，周轉(zhuǎn)時間=16-2=14。平均周轉(zhuǎn)時間=(5+7+14)/3=26/3≈8.67。（2）短作業(yè)優(yōu)先（SJF）調(diào)度算法短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法優(yōu)先調(diào)度執(zhí)行時間短的進程。-0時刻，只有P1到達，P1開始執(zhí)行，執(zhí)行時間為5，完成時間為5，周轉(zhuǎn)時間=5-0=5。-1時刻，P2到達；2時刻，P3到達。P1