2025年計(jì)算機(jī)專升本操作系統(tǒng)模擬試卷（含答案）考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的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，它的主要功能不包括（）。A.處理機(jī)管理B.存儲(chǔ)管理C.設(shè)備管理D.應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)2.在操作系統(tǒng)中，進(jìn)程可以被描述為（）。A.一個(gè)應(yīng)用程序B.一個(gè)程序在執(zhí)行過(guò)程中所在的內(nèi)存空間C.一個(gè)正在運(yùn)行的程序及其相關(guān)數(shù)據(jù)D.硬盤上存儲(chǔ)的一個(gè)可執(zhí)行文件3.以下關(guān)于進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換的描述中，錯(cuò)誤的是（）。A.就緒態(tài)的進(jìn)程可以獲得CPUB.運(yùn)行態(tài)的進(jìn)程可能轉(zhuǎn)換為就緒態(tài)C.運(yùn)行態(tài)的進(jìn)程可能轉(zhuǎn)換為等待態(tài)D.等待態(tài)的進(jìn)程可以直接轉(zhuǎn)換為運(yùn)行態(tài)4.信號(hào)量機(jī)制是用來(lái)解決（）問(wèn)題的。A.進(jìn)程調(diào)度B.進(jìn)程同步C.死鎖D.內(nèi)存碎片5.當(dāng)多個(gè)進(jìn)程都需要使用同一臺(tái)打印機(jī)時(shí)，為了防止它們?cè)诖蛴r(shí)相互干擾，通常需要使用（）機(jī)制。A.死鎖避免B.同步C.互斥D.調(diào)度6.以下內(nèi)存管理方式中，不屬于非連續(xù)分配方式的是（）。A.分區(qū)分配B.分頁(yè)分配C.分段分配D.單一連續(xù)分配7.頁(yè)面置換算法中，經(jīng)常被采用且性能較好的算法是（）。A.FIFOB.LRUC.LFUD.最佳置換算法8.虛擬內(nèi)存是為了解決（）問(wèn)題而提出的。A.內(nèi)存碎片B.外存容量不足C.進(jìn)程調(diào)度D.設(shè)備管理9.在文件系統(tǒng)中，目錄結(jié)構(gòu)的作用是（）。A.提高文件存儲(chǔ)密度B.實(shí)現(xiàn)文件共享C.管理文件名和文件物理位置D.實(shí)現(xiàn)文件壓縮10.I/O設(shè)備與CPU之間的數(shù)據(jù)傳送方式中，不需要CPU直接參與的是（）。A.程序直接控制方式B.中斷驅(qū)動(dòng)方式C.DMA方式D.軟件查詢方式二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填在橫線上）1.操作系統(tǒng)提供了用戶與計(jì)算機(jī)硬件之間的接口，這種接口分為_(kāi)_____接口和______接口。2.進(jìn)程控制塊（PCB）是進(jìn)程存在的唯一依據(jù)，它通常包含進(jìn)程狀態(tài)、進(jìn)程標(biāo)識(shí)符、用戶數(shù)據(jù)區(qū)地址、______、______等信息。3.臨界資源是指一次僅允許一個(gè)進(jìn)程使用的資源，訪問(wèn)臨界資源必須遵守的規(guī)則是：空閑讓進(jìn)、______、有限等待。4.在分頁(yè)管理中，地址空間被劃分成若干個(gè)大小相等的頁(yè)面，物理內(nèi)存也被劃分成若干個(gè)大小相等的______。5.頁(yè)面置換算法中，先進(jìn)先出（FIFO）算法可能發(fā)生______現(xiàn)象，即系統(tǒng)性能下降。6.文件系統(tǒng)中的目錄結(jié)構(gòu)主要有______目錄、______目錄和樹(shù)形目錄三種。7.磁盤調(diào)度算法中，SCAN算法又稱為_(kāi)_____算法，它從當(dāng)前磁頭所在位置出發(fā)，沿磁頭移動(dòng)方向掃描，遇到請(qǐng)求則服務(wù)，直到到達(dá)磁盤末端后再反向掃描。8.在I/O控制方式中，程序直接控制方式下，CPU在執(zhí)行I/O操作期間通常處于______狀態(tài)。三、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共15分）1.簡(jiǎn)述操作系統(tǒng)的主要功能。2.什么是死鎖？請(qǐng)列舉產(chǎn)生死鎖的四個(gè)必要條件。3.簡(jiǎn)述文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)文件共享的常用方法。四、計(jì)算題（每小題10分，共20分）1.假設(shè)系統(tǒng)中有5個(gè)進(jìn)程需要使用共享資源S，每個(gè)進(jìn)程最多需要1個(gè)單位資源。系統(tǒng)初始時(shí)分配給每個(gè)進(jìn)程0個(gè)單位資源，共有3個(gè)單位資源。請(qǐng)用銀行家算法判斷當(dāng)有P6進(jìn)程請(qǐng)求資源（R=1,G=1）時(shí)，系統(tǒng)是否處于安全狀態(tài)？若安全，請(qǐng)給出一個(gè)安全序列。2.設(shè)內(nèi)存塊大小為1KB，頁(yè)表大小為1024項(xiàng)，每個(gè)頁(yè)表項(xiàng)大小為4字節(jié)。邏輯地址為1234:567。計(jì)算其對(duì)應(yīng)的物理地址。（假設(shè)頁(yè)表放在內(nèi)存中，不考慮頁(yè)表本身的置換）五、論述題（10分）試述進(jìn)程同步與進(jìn)程互斥的區(qū)別與聯(lián)系。試卷答案一、選擇題1.D2.C3.D4.B5.C6.A7.B8.A9.C10.C二、填空題1.命令語(yǔ)言程序語(yǔ)言2.優(yōu)先級(jí)寄存器3.忙則等待4.頁(yè)框（或頁(yè)）5.抖動(dòng)6.單級(jí)兩級(jí)7.移動(dòng)8.等待三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述操作系統(tǒng)的主要功能。答：操作系統(tǒng)的功能主要分為五大管理功能：(1)處理機(jī)管理：負(fù)責(zé)管理中央處理器CPU，為多個(gè)進(jìn)程（或線程）提供使用CPU的公平、高效的環(huán)境，主要功能包括進(jìn)程控制、進(jìn)程調(diào)度、處理機(jī)分配與回收等。(2)存儲(chǔ)管理：負(fù)責(zé)管理計(jì)算機(jī)的主存儲(chǔ)器（內(nèi)存），為應(yīng)用程序提供內(nèi)存使用空間，主要功能包括內(nèi)存分配與回收、地址映射、內(nèi)存保護(hù)、內(nèi)存擴(kuò)充（虛擬內(nèi)存）等。(3)設(shè)備管理：負(fù)責(zé)管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的各種輸入輸出設(shè)備，為用戶程序提供統(tǒng)一、方便、高效的設(shè)備使用接口，主要功能包括設(shè)備分配與回收、設(shè)備驅(qū)動(dòng)、緩沖管理、設(shè)備獨(dú)立性等。(4)文件管理：負(fù)責(zé)管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的信息資源，主要是文件，提供文件的創(chuàng)建、刪除、讀寫、共享和保護(hù)等功能，主要功能包括文件系統(tǒng)建立、文件控制、文件存取等。(5)提供用戶接口：為用戶（包括系統(tǒng)管理員和普通用戶）提供使用計(jì)算機(jī)的方便界面，主要分為命令接口、程序接口（系統(tǒng)調(diào)用）和圖形接口。2.什么是死鎖？請(qǐng)列舉產(chǎn)生死鎖的四個(gè)必要條件。答：死鎖是指兩個(gè)或兩個(gè)以上的進(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)。產(chǎn)生死鎖的四個(gè)必要條件是：(1)互斥條件：指進(jìn)程對(duì)所要求的資源不能共享，即一次只有一個(gè)進(jìn)程能使用該資源。(2)請(qǐng)求與保持條件：指進(jìn)程至少占有一個(gè)資源，且正在請(qǐng)求其他進(jìn)程占有的資源。(3)不剝奪條件：指進(jìn)程所獲得的資源只能由自己去釋放，不能被其他進(jìn)程強(qiáng)行剝奪。(4)循環(huán)等待條件：指存在一個(gè)進(jìn)程循環(huán)等待鏈，鏈中每個(gè)進(jìn)程都在等待鏈中下一個(gè)進(jìn)程所占有的資源。3.簡(jiǎn)述文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)文件共享的常用方法。答：文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)文件共享的常用方法主要有：(1)利用操作系統(tǒng)提供的共享機(jī)制：許多操作系統(tǒng)提供了文件或目錄共享的命令或系統(tǒng)調(diào)用，允許多個(gè)用戶或進(jìn)程訪問(wèn)同一文件。例如，Unix/Linux中的`chmod`和`chown`命令可以改變文件的所有者和權(quán)限，實(shí)現(xiàn)共享；Windows中的共享文件夾功能等。(2)利用網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)（NFS）：在分布式系統(tǒng)中，NFS允許一個(gè)系統(tǒng)上的用戶訪問(wèn)其他系統(tǒng)上的文件，從而實(shí)現(xiàn)跨主機(jī)的文件共享。(3)利用數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)：對(duì)于結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，可以通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中管理和共享訪問(wèn)。(4)使用文件服務(wù)器：將文件集中存儲(chǔ)在服務(wù)器上，客戶端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)服務(wù)器上的文件，這也是一種常見(jiàn)的文件共享方式。四、計(jì)算題1.假設(shè)系統(tǒng)中有5個(gè)進(jìn)程需要使用共享資源S，每個(gè)進(jìn)程最多需要1個(gè)單位資源。系統(tǒng)初始時(shí)分配給每個(gè)進(jìn)程0個(gè)單位資源，共有3個(gè)單位資源。請(qǐng)用銀行家算法判斷當(dāng)有P6進(jìn)程請(qǐng)求資源（R=1,G=1）時(shí)，系統(tǒng)是否處于安全狀態(tài)？若安全，請(qǐng)給出一個(gè)安全序列。答：初始狀態(tài)：系統(tǒng)可用資源=3。進(jìn)程P1,P2,P3,P4,P5的最大需求均為[1,1]，當(dāng)前分配均為[0,0]，所以剩余需求（Need）=最大需求（Max）-當(dāng)前分配（Allocation）=[1,1]。P6請(qǐng)求資源(R=1,G=1)。檢查：(1)P6的Need=[1,1]。系統(tǒng)可用資源(Available)=[3,3]。(2)檢查P6的請(qǐng)求是否小于等于其Need：[1,1]<=[1,1]，滿足。(3)檢查P6的請(qǐng)求是否小于等于系統(tǒng)可用資源：[1,1]<=[3,3]，滿足。因此，系統(tǒng)可以滿足P6的請(qǐng)求。假設(shè)系統(tǒng)將資源分配給P6。分配后系統(tǒng)狀態(tài)：-Available=[3,3]-[1,1]=[2,2]-P6的分配(Allocation)=[1,1]-P6的剩余需求(Need)=[0,0]檢查是否存在一個(gè)安全序列{P1,P2,P3,P4,P5,P6}：安全序列要求：對(duì)于序列中每個(gè)進(jìn)程Pi，它所需要的資源(Max-Allocation)可以被系統(tǒng)當(dāng)前可用資源加上所有在它之前（序列中排它在前）的進(jìn)程的剩余資源(Need)滿足。現(xiàn)在系統(tǒng)可用資源Available=[2,2]。檢查P1到P5：-P1需要[1,1]，可用[2,2]>=[1,1]，可以運(yùn)行。運(yùn)行后釋放資源：Available=[2,2]+[0,0]=[2,2]P1離開(kāi)。-P2需要[1,1]，可用[2,2]>=[1,1]，可以運(yùn)行。運(yùn)行后釋放資源：Available=[2,2]+[0,0]=[2,2]P2離開(kāi)。-P3需要[1,1]，可用[2,2]>=[1,1]，可以運(yùn)行。運(yùn)行后釋放資源：Available=[2,2]+[0,0]=[2,2]P3離開(kāi)。-P4需要[1,1]，可用[2,2]>=[1,1]，可以運(yùn)行。運(yùn)行后釋放資源：Available=[2,2]+[0,0]=[2,2]P4離開(kāi)。-P5需要[1,1]，可用[2,2]>=[1,1]，可以運(yùn)行。運(yùn)行后釋放資源：Available=[2,2]+[0,0]=[2,2]P5離開(kāi)。最后，P6需要[0,0]，可用[2,2]>=[0,0]，可以運(yùn)行。運(yùn)行后釋放資源：Available=[2,2]+[0,0]=[2,2]P6離開(kāi)。因此，存在安全序列{P1,P2,P3,P4,P5,P6}或{P1,P2,P3,P4,P6,P5}等。系統(tǒng)處于安全狀態(tài)。2.設(shè)內(nèi)存塊大小為1KB，頁(yè)表大小為1024項(xiàng)，每個(gè)頁(yè)表項(xiàng)大小為4字節(jié)。邏輯地址為1234:567。計(jì)算其對(duì)應(yīng)的物理地址。（假設(shè)頁(yè)表放在內(nèi)存中，不考慮頁(yè)表本身的置換）答：邏輯地址由頁(yè)號(hào)（PageNumber）和頁(yè)內(nèi)偏移量（Offset）組成：1234:567。已知：-內(nèi)存塊大?。ɑ蝽?yè)大小）=1KB=1024Bytes。-頁(yè)表大小=1024項(xiàng)。-頁(yè)表項(xiàng)大小=4Bytes。-邏輯地址=1234(頁(yè)號(hào)),567(頁(yè)內(nèi)偏移量)。計(jì)算：(1)驗(yàn)證頁(yè)表大小是否合理：頁(yè)表大小=頁(yè)表項(xiàng)數(shù)*頁(yè)表項(xiàng)大小=1024*4Bytes=4096Bytes=4KB。這意味著邏輯地址空間大小為4KB（頁(yè)表大?。?1024（頁(yè)大小）=4MB。邏輯地址的頁(yè)號(hào)范圍是0到4095（即10位），頁(yè)內(nèi)偏移量范圍是0到1023（即10位）。給定的頁(yè)號(hào)1234超出了有效范圍（0-4095），因此這是一個(gè)非法的或超出范圍的邏輯地址。假設(shè)題目意圖是頁(yè)號(hào)為12(二進(jìn)制1100)，這是一個(gè)有效的頁(yè)號(hào)。(2)假設(shè)頁(yè)號(hào)為12(二進(jìn)制1100)，頁(yè)內(nèi)偏移量為567(二進(jìn)制1000111011)。(3)計(jì)算物理頁(yè)號(hào)（FrameNumber）：查找頁(yè)表，頁(yè)號(hào)12對(duì)應(yīng)的頁(yè)表項(xiàng)指示的物理頁(yè)號(hào)。假設(shè)（此部分題目未給，通常為3，二進(jìn)制0011）。(4)計(jì)算物理地址：物理地址=物理頁(yè)號(hào)*頁(yè)大小+頁(yè)內(nèi)偏移量。物理頁(yè)號(hào)=3。頁(yè)大小=1024Bytes。頁(yè)內(nèi)偏移量=567。物理地址=3*1024+567=3072+567=3639Bytes。(5)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制：3639十進(jìn)制=E7B十六進(jìn)制。注意：由于原始題目的頁(yè)號(hào)1234超出了邏輯地址空間范圍，計(jì)算基于修正后的有效頁(yè)號(hào)12。若嚴(yán)格按照1234計(jì)算，則表示非法訪問(wèn)或地址空間不足。五、論述題試述進(jìn)程同步與進(jìn)程互斥的區(qū)別與聯(lián)系。答：進(jìn)程同步與進(jìn)程互斥都是操作系統(tǒng)用于管理多個(gè)進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行時(shí)相互協(xié)調(diào)的技術(shù)，但它們解決的問(wèn)題和實(shí)現(xiàn)方式有所不同。區(qū)別：(1)定義與目的不同：*進(jìn)程互斥（Mutex）是指多個(gè)進(jìn)程在同一時(shí)間段內(nèi)只能有一個(gè)進(jìn)程能訪問(wèn)某個(gè)臨界資源或執(zhí)行臨界區(qū)代碼片段。其目的是防止多個(gè)進(jìn)程同時(shí)進(jìn)入臨界區(qū)導(dǎo)致數(shù)據(jù)不一致或資源沖突?；コ怅P(guān)注的是“排他性”訪問(wèn)。*進(jìn)程同步（Synchronization）是指協(xié)調(diào)多個(gè)進(jìn)程的執(zhí)行順序，使得它們按一定的先后關(guān)系執(zhí)行。其目的是保證并發(fā)執(zhí)行的正確性和效率。同步關(guān)注的是進(jìn)程間的“協(xié)作”和“順