2025年操作系統(tǒng)專升本專項(xiàng)訓(xùn)練試卷（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)符合題意，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)是一種（）。A.應(yīng)用軟件B.系統(tǒng)軟件C.工具軟件D.字處理軟件2.在操作系統(tǒng)中，進(jìn)程的基本狀態(tài)不包括（）。A.就緒B.運(yùn)行C.等待D.休眠3.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）B.短作業(yè)優(yōu)先（SJF）C.輪轉(zhuǎn)法（RR）D.優(yōu)先級(jí)調(diào)度4.信號(hào)量機(jī)制用于解決（）問(wèn)題。A.進(jìn)程創(chuàng)建B.進(jìn)程調(diào)度C.進(jìn)程同步與互斥D.死鎖預(yù)防5.在操作系統(tǒng)中，提供用戶程序與系統(tǒng)硬件之間接口的是（）。A.設(shè)備管理器B.文件系統(tǒng)C.進(jìn)程管理器D.操作系統(tǒng)內(nèi)核6.虛擬內(nèi)存是為了解決（）問(wèn)題而提出的。A.內(nèi)存碎片B.外存管理C.設(shè)備管理D.進(jìn)程調(diào)度7.下列頁(yè)面置換算法中，可能會(huì)出現(xiàn)Belady異象的是（）。A.FIFOB.LRUC.OPTD.Clock8.文件系統(tǒng)中，索引文件分配方式主要用于解決（）問(wèn)題。A.文件共享B.文件保密C.大文件存儲(chǔ)D.磁盤(pán)碎片9.在文件系統(tǒng)中，樹(shù)形目錄結(jié)構(gòu)允許（）。A.文件名重名B.目錄名重名C.路徑名重名D.無(wú)名文件存在10.I/O設(shè)備與CPU之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送通常采用（）方式。A.直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)（DMA）B.中斷C.軟件查詢D.以上都是二、判斷題（每題1分，共10分。請(qǐng)將判斷結(jié)果（正確填“√”，錯(cuò)誤填“×”）填在題后的括號(hào)內(nèi)。）1.進(jìn)程和程序是同一個(gè)概念。（）2.優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法一定會(huì)產(chǎn)生饑餓現(xiàn)象。（）3.信號(hào)量S的初值為n，則最多有n個(gè)進(jìn)程可以進(jìn)入臨界區(qū)。（）4.虛擬內(nèi)存的容量等于物理內(nèi)存的容量。（）5.順序文件適合隨機(jī)訪問(wèn)。（）6.磁盤(pán)碎片會(huì)影響文件系統(tǒng)的訪問(wèn)效率。（）7.設(shè)備獨(dú)立性軟件層的主要目的是方便用戶使用設(shè)備。（）8.死鎖產(chǎn)生的四個(gè)必要條件缺一不可。（）9.頁(yè)式存儲(chǔ)管理中，頁(yè)面大小是固定的。（）10.操作系統(tǒng)提供了命令接口和程序接口兩種接口。（）三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共30分。）1.簡(jiǎn)述進(jìn)程和線程的區(qū)別與聯(lián)系。2.什么是臨界區(qū)？請(qǐng)說(shuō)明處理臨界區(qū)問(wèn)題的基本要求。3.簡(jiǎn)述操作系統(tǒng)提供哪些內(nèi)存管理功能。4.什么是文件系統(tǒng)？它通常需要提供哪些基本功能？5.簡(jiǎn)述中斷處理過(guò)程的主要步驟。6.什么是死鎖？請(qǐng)列舉產(chǎn)生死鎖的四個(gè)必要條件。四、計(jì)算題（每題8分，共16分。）1.假設(shè)內(nèi)存有4個(gè)頁(yè)面框架，當(dāng)前正在運(yùn)行的進(jìn)程的頁(yè)面引用串為：1,2,1,3,4,1,2,5,1,3,2,4,5。請(qǐng)分別計(jì)算采用FIFO和LRU頁(yè)面置換算法時(shí)產(chǎn)生的缺頁(yè)次數(shù)。2.設(shè)信號(hào)量S的初值為1。進(jìn)程P1和P2如下：P1:wait(S);printf("P1");signal(S);P2:wait(S);printf("P2");signal(S);請(qǐng)簡(jiǎn)述執(zhí)行過(guò)程，并說(shuō)明最終輸出結(jié)果的可能序列有哪些（假設(shè)P1和P2同時(shí)開(kāi)始執(zhí)行wait(S)）。五、綜合應(yīng)用題（每題10分，共20分。）1.假設(shè)某計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中有三個(gè)進(jìn)程P0,P1,P2，它們需要共享一個(gè)臨界資源。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)使用信號(hào)量機(jī)制（P、V操作）的同步方案，保證這三個(gè)進(jìn)程能正確地訪問(wèn)臨界資源，并簡(jiǎn)要說(shuō)明其工作原理。2.簡(jiǎn)述文件系統(tǒng)是如何實(shí)現(xiàn)文件共享的？請(qǐng)說(shuō)明至少兩種文件共享的方式，并簡(jiǎn)述其原理和優(yōu)缺點(diǎn)。試卷答案一、單項(xiàng)選擇題1.B2.D3.B4.C5.D6.A7.A8.C9.D10.D解析：1.操作系統(tǒng)是管理計(jì)算機(jī)硬件與軟件資源的系統(tǒng)軟件。2.進(jìn)程有就緒、運(yùn)行、等待三種基本狀態(tài)。3.短作業(yè)優(yōu)先（SJF）調(diào)度算法的平均等待時(shí)間最短。4.信號(hào)量機(jī)制是進(jìn)程同步與互斥的常用方法。5.操作系統(tǒng)內(nèi)核提供了用戶程序與系統(tǒng)硬件之間的接口。6.虛擬內(nèi)存是為了解決內(nèi)存容量不足的問(wèn)題。7.FIFO頁(yè)面置換算法可能出現(xiàn)Belady異象。8.索引文件分配方式適合存儲(chǔ)大文件。9.在樹(shù)形目錄結(jié)構(gòu)中，不同路徑下可以有同名文件或目錄。10.I/O設(shè)備與CPU之間數(shù)據(jù)傳送可以采用中斷、DMA或軟件查詢方式。二、判斷題1.×2.×3.√4.×5.×6.√7.√8.√9.√10.√解析：1.程序是靜態(tài)的代碼，進(jìn)程是動(dòng)態(tài)執(zhí)行程序的過(guò)程。2.優(yōu)先級(jí)調(diào)度可以通過(guò)優(yōu)先級(jí)調(diào)整或時(shí)間片輪轉(zhuǎn)避免饑餓。3.信號(hào)量S初值為n，表示有n個(gè)許可，最多n個(gè)進(jìn)程可進(jìn)入。4.虛擬內(nèi)存容量遠(yuǎn)大于物理內(nèi)存容量。5.順序文件適合順序訪問(wèn)，隨機(jī)訪問(wèn)效率低。6.磁盤(pán)碎片會(huì)導(dǎo)致查找扇區(qū)時(shí)間增加，影響效率。7.設(shè)備獨(dú)立性軟件層屏蔽了設(shè)備差異，方便用戶使用。8.死鎖必須同時(shí)滿足四個(gè)必要條件。9.頁(yè)式存儲(chǔ)管理將邏輯地址轉(zhuǎn)換為物理地址，頁(yè)面大小固定。10.操作系統(tǒng)提供命令接口（Shell）和程序接口（系統(tǒng)調(diào)用）。三、簡(jiǎn)答題1.解析：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)程的地址空間和資源，切換開(kāi)銷??；進(jìn)程間地址空間獨(dú)立，切換開(kāi)銷大。2.解析：臨界區(qū)是進(jìn)程中訪問(wèn)共享資源的那段代碼?；疽螅好看沃辉试S一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)；進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)的時(shí)間應(yīng)該是有限的；進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程如果沒(méi)得到資源，應(yīng)讓出CPU，并等待；不能有進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)后，不執(zhí)行退出操作；如果有進(jìn)程在臨界區(qū)外，且臨界區(qū)有進(jìn)入請(qǐng)求，應(yīng)允許其他進(jìn)程進(jìn)入。3.解析：操作系統(tǒng)內(nèi)存管理功能包括：內(nèi)存分配與回收、地址映射（邏輯地址到物理地址）、內(nèi)存保護(hù)（防止越界訪問(wèn)）、內(nèi)存擴(kuò)充（虛擬內(nèi)存管理）。4.解析：文件系統(tǒng)是操作系統(tǒng)中管理文件存儲(chǔ)、組織、共享和保護(hù)的軟件機(jī)構(gòu)?；竟δ馨ǎ何募?chuàng)建與刪除、文件讀寫(xiě)、文件目錄管理、文件共享、文件保護(hù)。5.解析：中斷處理過(guò)程通常包括：中斷請(qǐng)求、中斷判優(yōu)、中斷響應(yīng)、保存現(xiàn)場(chǎng)、執(zhí)行中斷服務(wù)程序、恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)、中斷返回。6.解析：死鎖是指兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)程因爭(zhēng)奪資源而造成的一種相互等待的現(xiàn)象，若無(wú)外力作用，這些進(jìn)程都將無(wú)法向前推進(jìn)。產(chǎn)生死鎖的四個(gè)必要條件：互斥、占有并等待、非搶占、循環(huán)等待。四、計(jì)算題1.解析：*FIFO:1(缺),2(缺),1(不缺),3(缺),4(缺),1(不缺),2(不缺),5(缺),1(不缺),3(不缺),2(不缺),4(不缺),5(不缺)。缺頁(yè)次數(shù)=8。*LRU:1(缺),2(缺),1(不缺),3(缺),4(缺),1(LRU是2，缺),2(LRU是3，缺),5(缺),1(LRU是2，缺),3(LRU是4，缺),2(LRU是5，缺),4(LRU是1，缺),5(LRU是2，不缺)。缺頁(yè)次數(shù)=9。2.解析：*執(zhí)行過(guò)程：P1和P2同時(shí)執(zhí)行wait(S)，S減為0，P1和P2都進(jìn)入等待狀態(tài)。之后系統(tǒng)調(diào)度其中一個(gè)進(jìn)程執(zhí)行，該進(jìn)程執(zhí)行signal(S)，S變?yōu)?，喚醒其中一個(gè)等待的進(jìn)程。被喚醒的進(jìn)程繼續(xù)執(zhí)行printf("P1")或printf("P2")并執(zhí)行signal(S)。最后另一個(gè)等待的進(jìn)程被喚醒，執(zhí)行printf("P2")或printf("P1")并執(zhí)行signal(S)。*可能輸出序列：P1P2或P2P1。五、綜合應(yīng)用題1.解析：*方案：使用一個(gè)信號(hào)量S，初值為1。P1:wait(S);/*進(jìn)入臨界區(qū)*/printf("P1");signal(S);P2:wait(S);/*進(jìn)入臨界區(qū)*/printf("P2");signal(S);*原理：S初值為1，表示臨界資源空閑。每個(gè)進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)前必須執(zhí)行wait(S)，若S>0，則減1為0，進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)；若S=0，進(jìn)程等待。進(jìn)程離開(kāi)臨界區(qū)后執(zhí)行signal(S)，S增1為1，喚醒等待的進(jìn)程（如果有的話）。這樣就保證了每次只有一個(gè)進(jìn)程能進(jìn)入臨界區(qū)，滿足了互斥要求。2.解析：*文件共享方式一：硬鏈接（HardLink）*原理：在文件系統(tǒng)目錄項(xiàng)中創(chuàng)建一個(gè)指向原文件數(shù)據(jù)塊的指針（Inode）。多個(gè)目錄項(xiàng)可以指向同一個(gè)Inode，從而指向同一組數(shù)據(jù)塊，實(shí)現(xiàn)文件共享。*優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，共享效率高。*缺點(diǎn)：不能跨文件系統(tǒng)共享，刪除原文件時(shí)，硬鏈接仍然有效，但指向的數(shù)據(jù)塊可能被其他硬鏈接引用，直到所有硬鏈接都刪除。