2025年計(jì)算機(jī)技術(shù)考研操作系統(tǒng)測試（含答案）考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分。下列每小題選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。）1.在操作系統(tǒng)中，進(jìn)程的基本狀態(tài)不包括A.就緒狀態(tài)B.運(yùn)行狀態(tài)C.等待狀態(tài)D.創(chuàng)建狀態(tài)2.下列進(jìn)程調(diào)度算法中，平均等待時(shí)間最短的是A.先進(jìn)先出（FIFO）調(diào)度算法B.短作業(yè)優(yōu)先（SJF）調(diào)度算法C.輪轉(zhuǎn)（RR）調(diào)度算法D.優(yōu)先級調(diào)度算法3.引入虛擬內(nèi)存的主要目的是A.提高內(nèi)存的物理容量B.提高內(nèi)存的訪問速度C.實(shí)現(xiàn)內(nèi)存共享D.解決外部碎片問題4.下列頁面置換算法中，可能會出現(xiàn)Belady異現(xiàn)象的是A.FIFO頁面置換算法B.LRU頁面置換算法C.Clock（SecondChance）頁面置換算法D.OPT（最優(yōu)）頁面置換算法5.在文件系統(tǒng)中，提供文件名到文件物理地址映射的結(jié)構(gòu)通常是A.文件控制塊（FCB）B.目錄結(jié)構(gòu)C.文件分配表（FAT）D.位示圖6.下列關(guān)于文件物理結(jié)構(gòu)的描述中，讀取速度最快的是A.連續(xù)分配B.索引分配C.索引順序分配D.鏈接分配7.在操作系統(tǒng)中，用于實(shí)現(xiàn)設(shè)備獨(dú)立性的是A.設(shè)備驅(qū)動程序B.中斷處理程序C.緩沖管理程序D.虛擬設(shè)備8.死鎖產(chǎn)生的四個(gè)必要條件中，不包括A.互斥條件B.請求與保持條件C.不會搶占條件D.循環(huán)等待條件9.采用銀行家算法解決死鎖問題時(shí)，系統(tǒng)必須知道A.所有進(jìn)程的總資源數(shù)B.每個(gè)進(jìn)程的最大資源需求量C.每個(gè)進(jìn)程當(dāng)前已占用的資源數(shù)D.以上所有信息10.在I/O控制方式中，CPU與I/O設(shè)備同時(shí)工作，可以顯著提高CPU利用率的方式是A.程序查詢方式B.中斷驅(qū)動方式C.DMA方式D.通道方式二、填空題（每空1分，共10分。）1.進(jìn)程是由程序、數(shù)據(jù)和______構(gòu)成的基本單元。2.操作系統(tǒng)的并發(fā)控制主要解決并發(fā)進(jìn)程之間的______問題。3.頁式存儲管理中，地址映射過程需要使用______和頁表基址寄存器。4.文件系統(tǒng)中，用于記錄磁盤空間分配情況的表稱為______。5.死鎖預(yù)防是通過破壞死鎖產(chǎn)生的四個(gè)必要條件中的至少一個(gè)來實(shí)現(xiàn)的，例如通過破壞______條件來預(yù)防死鎖。6.I/O控制方式中，程序查詢方式的主要缺點(diǎn)是______。7.在設(shè)備管理中，為了提高CPU與設(shè)備之間的傳輸效率，通常采用______技術(shù)。8.操作系統(tǒng)通過______機(jī)制來實(shí)現(xiàn)對進(jìn)程的調(diào)度。9.虛擬內(nèi)存允許進(jìn)程使用比實(shí)際物理內(nèi)存______的地址空間。10.文件系統(tǒng)中的目錄結(jié)構(gòu)提供了文件的______功能。三、簡答題（每題5分，共20分。）1.簡述進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換的原因。2.簡述頁面置換算法LocalReplacement與GlobalReplacement的區(qū)別。3.簡述索引文件和索引順序文件的主要區(qū)別。4.簡述中斷驅(qū)動I/O控制方式的工作過程。四、計(jì)算題（每題8分，共16分。）1.假設(shè)有4個(gè)進(jìn)程共享5臺打印機(jī)，每個(gè)進(jìn)程最多需要2臺打印機(jī)。請用銀行家算法判斷系統(tǒng)是否安全？系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)為：每個(gè)進(jìn)程都請求了1臺打印機(jī)，尚未獲得。資源類型為R，最大需求矩陣為Max，分配矩陣為Alloc。Max=[[2,0,0],[3,1,0],[2,0,2],[1,0,2]]Alloc=[[1,0,0],[2,1,0],[0,0,2],[0,0,1]]（請補(bǔ)充完成Max-Alloc和Need矩陣，并進(jìn)行安全性檢查）2.設(shè)內(nèi)存塊號為0,1,...,7，內(nèi)存大小為8MB，邏輯地址空間為1MB，分頁單元大小為4KB。若進(jìn)程的頁表如下（有效位為1表示頁在內(nèi)存中，0表示不在）：頁號頁框號031-2134（假設(shè)頁表基址寄存器內(nèi)容為0，頁表項(xiàng)大小為4字節(jié)）請計(jì)算邏輯地址（3,1023）和（5,2047）對應(yīng)的物理地址。五、綜合應(yīng)用題（每題10分，共20分。）1.某系統(tǒng)采用LRU頁面置換算法，內(nèi)存塊數(shù)為3。當(dāng)進(jìn)程訪問頁面序列7,0,1,2,0,3,0,4,2,3,0,3,2,1,2時(shí)，請計(jì)算頁面置換次數(shù)。2.比較FCFS和SJF（最短作業(yè)優(yōu)先）調(diào)度算法在處理以下兩個(gè)進(jìn)程時(shí)的平均等待時(shí)間：進(jìn)程P1，BurstTime=3；進(jìn)程P2，BurstTime=5。假設(shè)兩個(gè)進(jìn)程同時(shí)到達(dá)就緒隊(duì)列。試卷答案一、單項(xiàng)選擇題1.D2.B3.C4.A5.B6.A7.A8.C9.D10.C二、填空題1.進(jìn)程控制塊（PCB）2.臨界資源訪問3.頁表4.文件分配表（FAT）或磁盤空間分配表5.循環(huán)等待6.CPU利用率低7.DMA（直接存儲器訪問）8.調(diào)度9.大10.查找三、簡答題1.解析：進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換主要受以下因素觸發(fā)：*從就緒態(tài)到運(yùn)行態(tài)：調(diào)度程序選擇該進(jìn)程，分配CPU。*從運(yùn)行態(tài)到就緒態(tài)：時(shí)間片用完、更高優(yōu)先級進(jìn)程就緒、進(jìn)程主動放棄CPU。*從運(yùn)行態(tài)到阻塞態(tài)：進(jìn)程需要等待某事件（如I/O請求）發(fā)生。*從阻塞態(tài)到就緒態(tài)：等待的事件發(fā)生，進(jìn)程被喚醒。*從就緒態(tài)到終止態(tài)：進(jìn)程執(zhí)行完畢。*從運(yùn)行態(tài)到終止態(tài)：進(jìn)程發(fā)生錯(cuò)誤或被強(qiáng)制終止。2.解析：區(qū)別在于：*LocalReplacement：僅考慮進(jìn)程自己的未在內(nèi)存的頁面是否在內(nèi)存中，若在則置換該進(jìn)程的頁；若不在，則可能從內(nèi)存中替換任意頁面（如LRU）。它不關(guān)心其他進(jìn)程的頁面。*GlobalReplacement（或稱LRU替換）：考慮所有進(jìn)程未在內(nèi)存的頁面，選擇一個(gè)（如LRU）進(jìn)行置換。它不考慮頁面是否屬于某個(gè)特定進(jìn)程。3.解析：區(qū)別在于：*索引文件：為每個(gè)文件建立一張索引表，索引表中每個(gè)條目指向一個(gè)磁盤塊（可以是數(shù)據(jù)塊或索引塊）。查找文件需要兩次訪問磁盤（讀取索引表，讀取數(shù)據(jù)塊）。*索引順序文件：文件數(shù)據(jù)塊按順序存放，同時(shí)維護(hù)一張索引表，索引表中條目按邏輯地址順序排列，每個(gè)條目包含邏輯地址和對應(yīng)的物理地址。查找效率較高，可進(jìn)行順序查找和直接查找。4.解析：中斷驅(qū)動I/O過程：*進(jìn)程發(fā)起I/O請求（如系統(tǒng)調(diào)用），將I/O命令和數(shù)據(jù)緩沖區(qū)地址送入設(shè)備控制器。*設(shè)備控制器接收命令，開始執(zhí)行I/O操作。*設(shè)備完成I/O操作后，向CPU發(fā)出中斷信號。*CPU響應(yīng)中斷，執(zhí)行中斷服務(wù)程序，處理I/O結(jié)果（如拷貝數(shù)據(jù)、更新狀態(tài)）。*處理完畢后，CPU繼續(xù)執(zhí)行原被中斷的程序。四、計(jì)算題1.解析：銀行家算法步驟：*計(jì)算Need=Max-AllocNeed=[[1,0,0],[1,0,0],[2,0,0],[1,0,1]]*系統(tǒng)可用資源向量Available=[5-(1+2+0+0),3-(0+1+0+0),5-(0+0+2+1)]=[2,2,4]*安全性檢測：構(gòu)造一個(gè)進(jìn)程執(zhí)行序列{P1,P2,P3,P4}。*P1執(zhí)行：Need[0]=[1,0,0]<=Available=[2,2,4]，分配R[0]=Need[0]=[1,0,0]。Available=[1,2,4]-[1,0,0]=[0,2,4]。P1完成，釋放資源，Available=[0,2,4]+Max[0]=[2,0,0]=[2,2,4]。*P2執(zhí)行：Need[1]=[1,0,0]<=Available=[2,2,4]，分配R[1]=Need[1]=[1,0,0]。Available=[2,2,4]-[1,0,0]=[1,2,4]。P2完成，釋放資源，Available=[1,2,4]+Max[1]=[3,1,0]=[4,3,4]。*P3執(zhí)行：Need[2]=[2,0,0]<=Available=[4,3,4]，分配R[2]=Need[2]=[2,0,0]。Available=[4,3,4]-[2,0,0]=[2,3,4]。P3完成，釋放資源，Available=[2,3,4]+Max[2]=[2,0,2]=[4,3,6]。*P4執(zhí)行：Need[3]=[1,0,1]<=Available=[4,3,6]，分配R[3]=Need[3]=[1,0,1]。Available=[4,3,6]-[1,0,1]=[3,3,5]。P4完成，釋放資源，Available=[3,3,5]+Max[3]=[1,0,2]=[4,3,7]。*結(jié)果：系統(tǒng)可用資源Available=[4,3,7]，所有進(jìn)程都已分配完成并處于完成狀態(tài)。因此，系統(tǒng)是安全的。2.解析：*邏輯地址(頁號,頁內(nèi)地址)=(3,1023)頁號3對應(yīng)頁框號4。物理地址=(頁框號*頁面大小)+頁內(nèi)地址=(4*4096)+1023=16384+1023=17407（十進(jìn)制）。物理地址=17407H（十六進(jìn)制）。*邏輯地址(頁號,頁內(nèi)地址)=(5,2047)頁號5不在頁表中（有效位為-），表示該頁不在內(nèi)存中。需要進(jìn)行頁面置換（題目未指定算法，通常假設(shè)為缺頁中斷處理，需要從內(nèi)存中替換一頁，這里無法計(jì)算具體物理地址，除非假設(shè)替換了哪一頁）。如果題目隱含使用FIFO或LRU等算法并已知內(nèi)存狀態(tài)，則可計(jì)算。按題意，僅能判斷頁不在內(nèi)存。五、綜合應(yīng)用題1.解析：使用LRU算法，內(nèi)存塊數(shù)為3。序列：7,0,1,2,0,3,0,4,2,3,0,3,2,1,2置換次數(shù)：07(缺頁，塊[7])->[7]0(缺頁，塊[0])->[7,0]1(缺頁，塊[1])->[7,0,1]2(缺頁，塊[2])->[0,1,2]0(在內(nèi)存，塊[0])->[0,1,2]3(缺頁，置換塊[0])->[1,2,3](置換次數(shù)+1=1)0(缺頁，置換塊[1])->[2,3,0](置換次數(shù)+1=2)4(缺頁，置換塊[3])->[2,0,4](置換次數(shù)+1=3)2(在內(nèi)存，塊[2])->[0,4,2]3(在內(nèi)存，塊[3])->[4,2,3]0(缺頁，置換塊[4])->[2,3,0](置換次數(shù)+1=4)3(在內(nèi)存，塊[3])->[2,0,3]2(在內(nèi)存，塊[2])->[0,3,2]1(缺頁，置換塊[0])->[3,2,1](置換次數(shù)+1=5)2(在內(nèi)存，塊[2])->[3,1,2]總置換次數(shù)為5。2.解析：FCFS算法：進(jìn)程到達(dá)順序：P1,P2。執(zhí)行順序：P1,P2。P1等待時(shí)間：0。P2等待時(shí)間：P1的BurstTime=3。平均等待時(shí)間=(0+3)/2=1.5。SJF算法（最短作業(yè)優(yōu)先，假設(shè)短作業(yè)先執(zhí)行）：進(jìn)