2025年計(jì)算機(jī)考研操作系統(tǒng)沖刺押題試卷（含答案）考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、單項(xiàng)選擇題（每小題2分，共20分。下列每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。）1.操作系統(tǒng)是通過(guò)哪種機(jī)制實(shí)現(xiàn)用戶(hù)程序與硬件之間的隔離？A.中斷B.設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序C.進(jìn)程D.操作系統(tǒng)內(nèi)核2.在進(jìn)程的多種狀態(tài)轉(zhuǎn)換中，以下哪種轉(zhuǎn)換是由進(jìn)程等待I/O資源而引起的？A.就緒態(tài)->運(yùn)行態(tài)B.運(yùn)行態(tài)->就緒態(tài)C.運(yùn)行態(tài)->等待態(tài)D.就緒態(tài)->停止態(tài)3.以下關(guān)于進(jìn)程調(diào)度算法的描述，哪一項(xiàng)是正確的？A.先來(lái)先服務(wù)算法可以保證最短作業(yè)完成時(shí)間B.短作業(yè)優(yōu)先算法適用于所有類(lèi)型的系統(tǒng)C.時(shí)間片輪轉(zhuǎn)算法適用于需要快速響應(yīng)交互式用戶(hù)的系統(tǒng)D.優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法總能保證優(yōu)先級(jí)高的進(jìn)程優(yōu)先獲得CPU4.使用信號(hào)量機(jī)制實(shí)現(xiàn)進(jìn)程互斥時(shí)，對(duì)信號(hào)量執(zhí)行P操作的正確描述是？A.若信號(hào)量值大于0，則進(jìn)程立即執(zhí)行，并將信號(hào)量值減1B.若信號(hào)量值小于等于0，則進(jìn)程阻塞，并將信號(hào)量值減1C.若信號(hào)量值大于0，則進(jìn)程立即執(zhí)行，并將信號(hào)量值加1D.若信號(hào)量值小于等于0，則進(jìn)程阻塞，并將信號(hào)量值加15.死鎖產(chǎn)生的四個(gè)必要條件中，哪個(gè)條件可以通過(guò)限制資源一次性分配數(shù)量來(lái)避免？A.互斥條件B.請(qǐng)求與保持條件C.不剝奪條件D.循環(huán)等待條件6.在采用分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式時(shí)，地址結(jié)構(gòu)中從低到高依次是？A.頁(yè)號(hào)、頁(yè)內(nèi)位移、段號(hào)B.段號(hào)、段內(nèi)位移、頁(yè)號(hào)C.段號(hào)、頁(yè)號(hào)、頁(yè)內(nèi)位移D.頁(yè)號(hào)、段號(hào)、頁(yè)內(nèi)位移7.虛擬內(nèi)存的主要目的是？A.實(shí)現(xiàn)內(nèi)存共享B.提高內(nèi)存物理空間利用率C.實(shí)現(xiàn)設(shè)備獨(dú)立性D.加快CPU訪(fǎng)問(wèn)速度8.頁(yè)面置換算法中，哪種算法會(huì)保留最近最少使用（LRU）的頁(yè)面？A.FIFO（先進(jìn)先出）B.LRU（最近最少使用）C.Clock（時(shí)鐘）算法D.OPT（最優(yōu)）算法9.在文件系統(tǒng)中，管理磁盤(pán)空間的基本單位是？A.文件控制塊（FCB）B.磁盤(pán)塊（或稱(chēng)物理塊）C.目錄項(xiàng)D.索引節(jié)點(diǎn)（INODE）10.下列哪種I/O控制方式中，CPU的參與度最低？A.程序查詢(xún)方式B.中斷驅(qū)動(dòng)方式C.DMA（直接內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)）方式D.I/O通道方式二、填空題（每空2分，共20分。）1.進(jìn)程的基本狀態(tài)包括________、________和________。2.在操作系統(tǒng)中，臨界區(qū)是指進(jìn)程中訪(fǎng)問(wèn)共享變量的那部分代碼片段，其訪(fǎng)問(wèn)必須滿(mǎn)足________和________兩個(gè)條件。3.虛擬內(nèi)存實(shí)現(xiàn)技術(shù)包括________和________兩種基本方式。4.在文件系統(tǒng)中，文件控制塊（FCB）通常包含文件的________、_______、_______和存取權(quán)限等信息。5.I/O調(diào)度算法的目標(biāo)主要是提高_(dá)_______和________。三、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分。）1.簡(jiǎn)述操作系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的地位和作用。2.解釋什么是進(jìn)程的上下文切換，并簡(jiǎn)述其主要開(kāi)銷(xiāo)。3.簡(jiǎn)述采用索引分配方式存儲(chǔ)文件時(shí)，查找一個(gè)文件需要經(jīng)歷哪些步驟。4.什么是死鎖？請(qǐng)列舉造成死鎖的四個(gè)必要條件。四、計(jì)算題（每小題10分，共20分。）1.假設(shè)系統(tǒng)有4個(gè)資源R，當(dāng)前分配情況如下：進(jìn)程P1持有1個(gè)R，進(jìn)程P2持有1個(gè)R，還有1個(gè)R空閑。系統(tǒng)需要為進(jìn)程P3分配2個(gè)R。請(qǐng)問(wèn)此時(shí)系統(tǒng)能否安全運(yùn)行？（請(qǐng)使用銀行家算法進(jìn)行判斷，并說(shuō)明理由。）資源最大需求矩陣（M）和當(dāng)前分配矩陣（A）如下：M=[[3,1,0],[2,0,1],[3,0,2]]A=[[1,0,0],[1,0,0],[0,0,0]]（提示：計(jì)算可用資源向量Available）2.設(shè)內(nèi)存塊號(hào)依次為0,1,2,3,4，內(nèi)存容量為20KB。頁(yè)面置換算法采用LRU。進(jìn)程的頁(yè)訪(fǎng)問(wèn)序列為：1,2,3,4,1,2,5,1,2,3,4,5。請(qǐng)計(jì)算采用LRU算法時(shí)發(fā)生的頁(yè)面置換次數(shù)。（假設(shè)每個(gè)內(nèi)存塊大小為4KB，初始時(shí)內(nèi)存為空。）五、分析題（每小題10分，共20分。）1.比較進(jìn)程調(diào)度算法中的優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法和先來(lái)先服務(wù)（FCFS）算法的優(yōu)缺點(diǎn)。在什么場(chǎng)景下，哪種算法可能更合適？2.分析在采用索引節(jié)點(diǎn)（INODE）結(jié)構(gòu)的文件系統(tǒng)中，如果刪除一個(gè)文件，系統(tǒng)需要進(jìn)行哪些操作，為什么？---試卷答案一、單項(xiàng)選擇題1.C2.C3.C4.A5.B6.C7.B8.B9.B10.C二、填空題1.就緒態(tài)，運(yùn)行態(tài)，等待態(tài)2.互斥，進(jìn)步前驅(qū)3.分頁(yè)，分段4.文件名，文件大小，文件位置（或創(chuàng)建時(shí)間，訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限等），文件結(jié)構(gòu)5.吞吐量，響應(yīng)時(shí)間三、簡(jiǎn)答題1.解析思路：從資源管理者和用戶(hù)接口兩個(gè)角度回答。操作系統(tǒng)作為資源管理器，負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)中的各種硬件資源（CPU、內(nèi)存、I/O設(shè)備、文件等）和軟件資源（進(jìn)程），并為用戶(hù)程序提供使用這些資源的方便接口。它隱藏了硬件的復(fù)雜性，為用戶(hù)提供了統(tǒng)一的、高效的工作環(huán)境。2.解析思路：上下文切換是指CPU從一個(gè)進(jìn)程切換到另一個(gè)進(jìn)程執(zhí)行的過(guò)程。切換時(shí)，需要保存當(dāng)前進(jìn)程的執(zhí)行狀態(tài)（包括程序計(jì)數(shù)器、寄存器值、程序狀態(tài)字等，即進(jìn)程上下文），并加載下一個(gè)要執(zhí)行進(jìn)程的上下文。主要開(kāi)銷(xiāo)在于保存和加載上下文信息，以及CPU狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。3.解析思路：索引分配方式下，文件數(shù)據(jù)塊不連續(xù)存放，而是通過(guò)文件目錄中的索引節(jié)點(diǎn)（INODE）來(lái)管理。查找文件時(shí)，首先根據(jù)文件名在目錄中找到對(duì)應(yīng)的INODE；然后根據(jù)INODE中的索引項(xiàng)（直接地址、一次間接索引、二次間接索引等）找到數(shù)據(jù)塊的位置；最后根據(jù)數(shù)據(jù)塊地址讀取文件數(shù)據(jù)。需要經(jīng)歷：查找目錄獲取INODE->根據(jù)INODE索引項(xiàng)查找數(shù)據(jù)塊->讀取數(shù)據(jù)塊。4.解析思路：死鎖是指兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)程在執(zhí)行過(guò)程中，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)。死鎖產(chǎn)生的必要條件：互斥條件（資源不能共享）、請(qǐng)求與保持條件（進(jìn)程持有資源的同時(shí)請(qǐng)求其他資源）、不剝奪條件（資源只能由持有進(jìn)程使用，不能被強(qiáng)行剝奪）、循環(huán)等待條件（進(jìn)程形成一個(gè)等待環(huán)路）。四、計(jì)算題1.解析思路與步驟：1.計(jì)算資源最大需求矩陣M與當(dāng)前分配矩陣A之差，得到每個(gè)進(jìn)程還需要的資源向量MaxNeeds。MaxNeeds=M-A=[[2,1,0],[1,0,1],[3,0,2]]。2.計(jì)算當(dāng)前可用資源向量Available。系統(tǒng)總資源為4，已分配1+1=2，空閑1，所以Available=[1,0,1]。3.安全性檢測(cè)：模擬資源分配，找出能安全完成的所有進(jìn)程序列。a.檢查P3：需要[2,0,1]。Available=[1,0,1]<[2,0,1]，P3不能立即分配。b.檢查P1：需要[2,1,0]。Available=[1,0,1]<[2,1,0]，P1不能立即分配。c.檢查P2：需要[1,0,1]。Available=[1,0,1]==[1,0,1]。分配P2的資源，釋放其占有的資源，新的Available=[1,0,1]+[1,0,1]=[2,0,2]。此時(shí)，P1和P3的最大需求都小于等于新的Available，可以按照P1,P3的順序分配。P1完成后釋放資源，Available=[2,0,2]+[2,1,0]=[4,1,2]，P3可以完成。P3完成后釋放資源，Available=[4,1,2]+[3,0,2]=[7,1,4]，P1可以完成。4.結(jié)論：存在一個(gè)安全序列（P2,P1,P3），因此系統(tǒng)能夠安全運(yùn)行。2.解析思路與步驟：1.初始化：內(nèi)存為空（塊0,1,2,3,4空閑），序列：1,2,3,4,1,2,5,1,2,3,4,5。2.處理1：裝入塊0。頁(yè)面置換次數(shù)=0。內(nèi)存：03.處理2：裝入塊1。頁(yè)面置換次數(shù)=0。內(nèi)存：0,14.處理3：裝入塊2。頁(yè)面置換次數(shù)=0。內(nèi)存：0,1,25.處理4：裝入塊3。頁(yè)面置換次數(shù)=0。內(nèi)存：0,1,2,36.處理1：塊1在內(nèi)存中。內(nèi)存：0,1,2,37.處理2：塊2在內(nèi)存中。內(nèi)存：0,1,2,38.處理5：頁(yè)面不在內(nèi)存，塊0被置換出。頁(yè)面置換次數(shù)=1。內(nèi)存：1,2,39.處理1：塊1在內(nèi)存中。內(nèi)存：1,2,310.處理2：塊2在內(nèi)存中。內(nèi)存：1,2,311.處理3：裝入塊4。頁(yè)面不在內(nèi)存，塊1（LRU最久未使用）被置換出。頁(yè)面置換次數(shù)=2。內(nèi)存：2,3,412.處理4：裝入塊4（已存在）。內(nèi)存：2,3,413.處理5：裝入塊5。頁(yè)面不在內(nèi)存，塊2（LRU最久未使用）被置換出。頁(yè)面置換次數(shù)=3。內(nèi)存：3,4,5總共發(fā)生頁(yè)面置換次數(shù)為3次。五、分析題1.解析思路：優(yōu)點(diǎn)與適用場(chǎng)景：優(yōu)先級(jí)調(diào)度：優(yōu)點(diǎn)是能保證高優(yōu)先級(jí)進(jìn)程的響應(yīng)，適用于實(shí)時(shí)系統(tǒng)或?qū)憫?yīng)時(shí)間有嚴(yán)格要求的應(yīng)用。缺點(diǎn)是可能導(dǎo)致低優(yōu)先級(jí)進(jìn)程餓死（Starvation）。優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法分為非搶占式（低優(yōu)先級(jí)進(jìn)程運(yùn)行時(shí)，高優(yōu)先級(jí)進(jìn)程不能搶占）和搶占式（高優(yōu)先級(jí)進(jìn)程可以搶占低優(yōu)先級(jí)進(jìn)程）。FCFS：優(yōu)點(diǎn)是公平，簡(jiǎn)單，無(wú)餓死現(xiàn)象。缺點(diǎn)是平均等待時(shí)間可能很長(zhǎng)，特別是長(zhǎng)任務(wù)后跟著短任務(wù)時(shí)，響應(yīng)時(shí)間差大，不適用于交互式系統(tǒng)。適用場(chǎng)景：FCFS適用于批處理系統(tǒng)或任務(wù)執(zhí)行時(shí)間差異不大、對(duì)響應(yīng)時(shí)間要求不高的場(chǎng)景。優(yōu)先級(jí)調(diào)度（尤其是搶占式）適用于實(shí)時(shí)系統(tǒng)、交互式系統(tǒng)或任務(wù)有明確優(yōu)先級(jí)的場(chǎng)景。缺點(diǎn)：優(yōu)先級(jí)調(diào)度：可能導(dǎo)致低優(yōu)先級(jí)進(jìn)程餓死。靜態(tài)優(yōu)先級(jí)無(wú)法動(dòng)態(tài)調(diào)整，可能不公平。設(shè)置優(yōu)先級(jí)本身有開(kāi)銷(xiāo)。FCFS：平均等待時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)短任務(wù)不利，缺乏優(yōu)先考慮。2.解析思路：刪除文件的操作通常涉及兩個(gè)方面：一是撤銷(xiāo)文件在文件系統(tǒng)目錄結(jié)構(gòu)中的條目，二是回收文件所占用的磁盤(pán)空間。1.在目錄中查找并刪除文件名對(duì)應(yīng)的目錄項(xiàng)。目錄項(xiàng)包含了文件名和指向文件INODE的指針。刪除目錄項(xiàng)意味著文件在文件系統(tǒng)的邏輯