2025年軟件工程操作系統(tǒng)練習(xí)試卷（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。下列每小題備選答案中，只有一個(gè)是符合題目要求的，請(qǐng)將正確選項(xiàng)的代表字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。）1.操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的系統(tǒng)軟件，它最基本的功能不包括（）。A.處理機(jī)管理B.存儲(chǔ)管理C.設(shè)備管理D.程序設(shè)計(jì)語言編譯2.在操作系統(tǒng)中，進(jìn)程與程序的主要區(qū)別在于（）。A.程序是靜態(tài)的，進(jìn)程是動(dòng)態(tài)的B.程序存儲(chǔ)在外存，進(jìn)程存儲(chǔ)在內(nèi)存C.程序是執(zhí)行代碼，進(jìn)程是數(shù)據(jù)D.進(jìn)程需要資源，程序不需要資源3.導(dǎo)致進(jìn)程從運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈却隣顟B(tài)的原因通?？赡苁牵ǎ?。A.進(jìn)程執(zhí)行完畢B.進(jìn)程需要等待I/O操作完成C.時(shí)間片用完（在搶占式調(diào)度中）D.進(jìn)程申請(qǐng)了更多內(nèi)存但被拒絕4.以下關(guān)于進(jìn)程調(diào)度算法的描述，正確的是（）。A.先來先服務(wù)（FCFS）調(diào)度算法能夠保證最短作業(yè)完成時(shí)間B.短作業(yè)優(yōu)先（SJF）調(diào)度算法可能會(huì)造成饑餓（Starvation）C.輪轉(zhuǎn)調(diào)度（RoundRobin）適用于計(jì)算密集型任務(wù)D.優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法總能保證高優(yōu)先級(jí)進(jìn)程優(yōu)先執(zhí)行5.在內(nèi)存管理中，動(dòng)態(tài)分區(qū)分配方式的主要缺點(diǎn)是（）。A.內(nèi)存碎片問題B.分區(qū)大小固定C.無法實(shí)現(xiàn)內(nèi)存保護(hù)D.分配效率低6.解決內(nèi)存碎片問題的常用方法是（）。A.重定位B.分段C.分頁D.交換7.在分頁管理中，地址翻譯過程中需要使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是（）。A.文件目錄B.磁盤空間分配表C.頁表（PageTable）D.邏輯設(shè)備表8.虛擬內(nèi)存技術(shù)的主要目的是（）。A.實(shí)現(xiàn)內(nèi)存保護(hù)B.提高內(nèi)存利用率C.增加CPU速度D.減少磁盤I/O次數(shù)9.文件系統(tǒng)中的目錄結(jié)構(gòu)通常采用（）。A.線性結(jié)構(gòu)B.樹形結(jié)構(gòu)C.圖狀結(jié)構(gòu)D.扁平結(jié)構(gòu)10.下列關(guān)于I/O控制方式的描述，錯(cuò)誤的是（）。A.程序直接控制方式下，CPU需要主動(dòng)等待I/O完成B.中斷驅(qū)動(dòng)方式下，CPU無需關(guān)心I/O過程，但需要處理中斷C.DMA方式下，CPU只需在I/O開始和結(jié)束時(shí)干預(yù)D.緩沖方式可以減少CPU與I/O設(shè)備之間的速度差異二、簡答題（每題5分，共20分。請(qǐng)簡要回答下列問題。）11.簡述進(jìn)程和線程的區(qū)別與聯(lián)系。12.什么是死鎖？請(qǐng)列舉產(chǎn)生死鎖的四個(gè)必要條件。13.簡述操作系統(tǒng)提供文件共享的幾種方式。14.什么是設(shè)備獨(dú)立性軟件層？它主要解決什么問題？三、分析題（每題10分，共30分。請(qǐng)根據(jù)要求進(jìn)行分析和回答。）15.假設(shè)系統(tǒng)中有三個(gè)進(jìn)程P1、P2、P3，它們的最大需求資源數(shù)和當(dāng)前已分配資源數(shù)如下表所示（假設(shè)系統(tǒng)總資源數(shù)為5）：|進(jìn)程|最大需求資源數(shù)(A)|當(dāng)前已分配資源數(shù)(A)||||||P1|3|1||P2|2|1||P3|3|2|（1）計(jì)算每個(gè)進(jìn)程還需要的資源數(shù)。（2）假設(shè)當(dāng)前系統(tǒng)可用資源數(shù)為2（A），請(qǐng)根據(jù)Banker算法，判斷系統(tǒng)是否處于安全狀態(tài)？若處于安全狀態(tài)，請(qǐng)給出一個(gè)安全序列。16.解釋什么是虛存？簡述頁置換算法中的“最優(yōu)置換算法”的思想及其特點(diǎn)。該算法在實(shí)際中是否可行？為什么？17.描述操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)設(shè)備分配和回收的一般過程。在設(shè)備分配過程中，如果發(fā)生死鎖，操作系統(tǒng)通常有哪些處理策略？四、綜合題（共20分。請(qǐng)根據(jù)要求進(jìn)行綜合分析和設(shè)計(jì)。）18.假設(shè)一個(gè)簡單的操作系統(tǒng)需要管理兩類資源：打印機(jī)（P）和掃描儀（S），每類資源都有3臺(tái)可用。系統(tǒng)中有三個(gè)進(jìn)程P1、P2、P3需要使用這些資源。進(jìn)程的請(qǐng)求和釋放資源序列如下：*P1：請(qǐng)求1個(gè)P，請(qǐng)求1個(gè)S；使用資源；釋放1個(gè)P，釋放1個(gè)S。*P2：請(qǐng)求2個(gè)P；請(qǐng)求1個(gè)S；使用資源；釋放2個(gè)P，釋放1個(gè)S。*P3：請(qǐng)求1個(gè)P；請(qǐng)求1個(gè)S；使用資源；釋放1個(gè)P，釋放1個(gè)S。請(qǐng)用資源分配圖或類似方法，模擬并分析該序列是否存在死鎖。如果存在，請(qǐng)指出在哪個(gè)時(shí)間點(diǎn)發(fā)生了死鎖，涉及哪些進(jìn)程和資源。試卷答案一、單項(xiàng)選擇題1.D2.A3.B4.B5.A6.C7.C8.B9.B10.D二、簡答題11.進(jìn)程是資源分配的基本單位，線程是CPU調(diào)度的基本單位。一個(gè)進(jìn)程可以包含多個(gè)線程。線程共享進(jìn)程的資源和地址空間，切換開銷小于進(jìn)程切換。12.死鎖是指兩個(gè)或兩個(gè)以上的進(jìn)程在執(zhí)行過程中，因爭奪資源而造成的一種相互等待的現(xiàn)象，若無外力作用，這些進(jìn)程都將無法向前推進(jìn)。產(chǎn)生死鎖的四個(gè)必要條件是：互斥、占有并等待、非搶占、循環(huán)等待。13.操作系統(tǒng)提供文件共享的方式主要有：利用文件系統(tǒng)提供的共享文件功能、使用網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)（NFS）、利用Samba服務(wù)器（在Windows和Unix/Linux間共享）、使用分布式文件系統(tǒng)。14.設(shè)備獨(dú)立性軟件層（或設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序?qū)樱┦遣僮飨到y(tǒng)中負(fù)責(zé)管理硬件設(shè)備的部分。它主要解決用戶程序與具體硬件設(shè)備之間的依賴性問題，使得用戶程序可以獨(dú)立于硬件設(shè)備的具體類型進(jìn)行編寫，提高了軟件的可移植性和通用性。三、分析題15.（1）P1還需(3-1)=2個(gè)A；P2還需(2-1)=1個(gè)A；P3還需(3-2)=1個(gè)A。（2）系統(tǒng)可用資源2(A)，需檢查是否存在安全序列。計(jì)算各進(jìn)程所需資源：P1：Max=3,Allocated=1,Need=2?？捎?2，Need=2?？梢赃\(yùn)行P1，完成后釋放資源：釋放1個(gè)A，可用變?yōu)?個(gè)A。新可用資源3(A)，檢查P2：P2：Max=2,Allocated=1,Need=1。可用=3,Need=1。可以運(yùn)行P2，完成后釋放資源：釋放1個(gè)A，可用變?yōu)?個(gè)A。新可用資源4(A)，檢查P3：P3：Max=3,Allocated=2,Need=1。可用=4,Need=1?？梢赃\(yùn)行P3，完成后釋放資源：釋放2個(gè)A，可用變?yōu)?個(gè)A。安全序列為：P1->P2->P3。系統(tǒng)處于安全狀態(tài)。16.虛存是用覆蓋技術(shù)，將主存和輔存統(tǒng)一管理，形成更大的虛擬地址空間。最優(yōu)置換算法思想是：當(dāng)需要調(diào)入新頁而內(nèi)存滿時(shí)，選擇未來最長時(shí)間內(nèi)不再被訪問或最遠(yuǎn)將來才被訪問的頁進(jìn)行置換。特點(diǎn)：理論最優(yōu)，能保證最小缺頁率。實(shí)際中不可行，因?yàn)樾枰A(yù)知未來訪問模式，這在大多數(shù)情況下無法實(shí)現(xiàn)。17.設(shè)備分配過程：進(jìn)程提出資源請(qǐng)求->系統(tǒng)檢查請(qǐng)求合理性（是否有，是否超過最大需求）和可用性->若滿足，分配資源，更新資源表->若不滿足，進(jìn)程等待。設(shè)備回收過程：進(jìn)程使用完畢，釋放設(shè)備->系統(tǒng)回收資源，更新資源表。死鎖處理策略：剝奪資源（如：暫停一個(gè)或多個(gè)進(jìn)程，搶占其資源）、殺掉一個(gè)或多個(gè)進(jìn)程、讓進(jìn)程回退到安全狀態(tài)（卷回）。四、綜合題18.模擬資源分配：初始：P=3,S=3。可用=(3,3)。P1請(qǐng)求(1,1)：需檢查Max-Allocated=Need。P1.Max=(?,?),Allocated=(1,0),Need=(?,?)。假設(shè)P1.Max=(3,3)，則Need=(2,3)。可用=(3,3),Need=(2,3)?？捎?gt;=Need，可分配。分配后：P=2,S=2?？捎?(2,2)。P1運(yùn)行，使用資源。釋放：P1釋放(1,1)。P=3,S=3。可用=(3,3)。P2請(qǐng)求(2,1)：Need=(?,?)。假設(shè)P2.Max=(2,2)，則Need=(0,1)?？捎?(3,3),Need=(0,1)?？捎?gt;=Need，可分配。分配后：P=1,S=2。可用=(1,2)。P2運(yùn)行，請(qǐng)求(1,1)。Need=(1,1)?？捎?(1,2),Need=(1,1)?？捎?gt;=Need，可分配。分配后：P=0,S=1?？捎?(0,1)。P2運(yùn)行，使用資源。釋放：P2釋放(2,1)。P=2,S=2?？捎?(2,2)。P3請(qǐng)求(1,1)：Need=(?,?)。假設(shè)P3.Max=(3,3)，則Need=(2,2)?？捎?(2,2),Need=(2,2)。可用>=Need，可分配。分配后：P=1,S=1?？捎?(1,1)。P3運(yùn)行，使用資源。釋放：P3釋放(1,1)。P=2,S=2?？捎?(2,2)。分析：整個(gè)過程資源最終都得到回收，沒有出現(xiàn)死鎖。但若P2在請(qǐng)求(1,1)時(shí)，P1還未釋放資源，則：P2請(qǐng)求(1,1)：Need=(1,1)?？捎?(1,1),Need=(1,1)?？捎?gt;=Need，可分配。分配后：P=