專升本計算機專業(yè)2025年操作系統(tǒng)歷年試卷（含答案）考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共30分）1.下列關于操作系統(tǒng)的敘述中，正確的是（）。A.操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)中的系統(tǒng)軟件，它是系統(tǒng)軟件的核心B.操作系統(tǒng)是計算機硬件的一部分C.操作系統(tǒng)的功能是管理計算機系統(tǒng)中所有的硬件設備D.操作系統(tǒng)的主要目的是方便用戶使用計算機2.進程狀態(tài)轉換中，進程從運行狀態(tài)轉變?yōu)榫途w狀態(tài)的原因是（）。A.進程正在等待某個事件發(fā)生B.處理機時間片用完C.進程執(zhí)行完畢D.進程請求資源失敗3.下列進程調度算法中，平均等待時間最短的是（）。A.先進先出（FIFO）調度算法B.短作業(yè)優(yōu)先（SJF）調度算法C.輪轉（RoundRobin）調度算法D.優(yōu)先級調度算法4.臨界區(qū)是指進程中訪問共享變量的那部分代碼，對臨界區(qū)的訪問必須滿足（）。A.封鎖規(guī)則B.互斥規(guī)則C.同步規(guī)則D.并發(fā)規(guī)則5.使用信號量機制解決臨界區(qū)問題時，P操作的含義是（）。A.等待資源B.釋放資源C.增加資源D.減少資源6.死鎖產(chǎn)生的四個必要條件中，不包括（）。A.互斥條件B.請求和保持條件C.循環(huán)等待條件D.資源有序分配條件7.在分頁存儲管理方式中，地址轉換通常需要使用（）。A.頁表B.目錄表C.磁盤空間分配表D.設備分配表8.頁面置換算法中，總是選擇最近最少使用（LRU）頁面進行置換的算法是（）。A.FIFO算法B.LRU算法C.LFU算法D.最佳置換算法9.虛擬內存技術的主要目的是（）。A.提高主存容量B.提高內存訪問速度C.實現(xiàn)內存保護D.實現(xiàn)內存共享10.在文件系統(tǒng)中，文件控制塊（FCB）通常包含（）。A.文件名稱B.文件大小C.文件存放位置D.以上都是11.文件系統(tǒng)采用索引分配方式時，每個文件都需要一個（）。A.索引節(jié)點B.磁盤塊C.目錄項D.文件控制塊12.在單級目錄結構中，文件命名必須（）。A.唯一B.可重復C.包含擴展名D.無需限制13.I/O控制方式中，速度最快的是（）。A.程序直接控制方式B.中斷驅動方式C.DMA方式D.通道方式14.在I/O系統(tǒng)中，設備控制器的主要功能是（）。A.實現(xiàn)CPU與I/O設備之間的信息交換B.控制多個I/O設備的工作C.管理磁盤空間D.處理I/O中斷15.通道是一種（）。A.I/O設備B.I/O控制器C.I/O處理機D.I/O軟件二、填空題（每空2分，共20分）1.操作系統(tǒng)通過______管理進程，以實現(xiàn)并發(fā)執(zhí)行。2.信號量S的初值為0，若P(S)操作成功，則S的值變?yōu)開_____。3.死鎖預防策略中，破壞______條件可以防止死鎖發(fā)生。4.分頁存儲管理方式中，將邏輯地址轉換為物理地址的過程稱為______。5.虛擬內存采用請求分頁方式時，當所需頁不在主存中，會產(chǎn)生______中斷。6.文件系統(tǒng)中，目錄結構主要有______、兩級目錄和樹形目錄三種。7.文件系統(tǒng)中的共享文件可以實現(xiàn)______共享。8.I/O系統(tǒng)中，采用DMA方式可以減輕______的負擔。9.I/O設備按照信息交換的單位可以分為字符設備和______設備。10.操作系統(tǒng)的設備管理部分負責管理各種______。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述進程和線程的區(qū)別。2.簡述操作系統(tǒng)實現(xiàn)進程同步的常用方法。3.簡述虛擬內存的主要特點和優(yōu)勢。4.簡述文件系統(tǒng)提供的主要功能。四、計算題（每題10分，共20分）1.假設有5個進程P0,P1,P2,P3,P4需要使用同一臺資源S，每個進程都需要申請3個單位資源。系統(tǒng)當前共有8個單位資源。若資源分配情況如下表所示（T[i]表示進程Pi已占有的資源數(shù)）：進程|P0|P1|P2|P3|P4---|---|---|---|---|---T[i]|1|2|1|0|0當進程P3申請2個資源時，系統(tǒng)是否會進入死鎖狀態(tài)？請說明理由（無需具體計算死鎖循環(huán)）。2.假設有一個單道程序系統(tǒng)，時間片為quantum=2時間單位。進程P0,P1,P2的到達時間和需要執(zhí)行時間如下表所示：進程|到達時間|需要時間---|---|---P0|0|8P1|1|4P2|3|9請分別用先來先服務（FCFS）和輪轉（RR）調度算法計算所有進程的平均周轉時間。（周轉時間=完成時間-到達時間）五、綜合應用題（10分）某操作系統(tǒng)采用分段存儲管理方式，一個進程的地址空間被劃分為三個邏輯段：段0（代碼段）、段1（數(shù)據(jù)段）、段2（堆棧段）。段表中包含段號、段基址和段長信息。假設段表如下：段號|段名|段基址|段長---|---|---|---0|代碼段|1000|4001|數(shù)據(jù)段|2000|6002|堆棧段|3000|500請計算邏輯地址（段號，偏移量）為（0,250）和（2,4500）的物理地址。試卷答案一、選擇題1.A解析：操作系統(tǒng)是系統(tǒng)軟件的核心，管理計算機系統(tǒng)中的各種資源。2.B解析：時間片用完是進程從運行狀態(tài)轉變?yōu)榫途w狀態(tài)的主要原因。3.B解析：短作業(yè)優(yōu)先（SJF）調度算法在理想情況下能提供最短的平均等待時間。4.B解析：臨界區(qū)訪問必須互斥，即同一時間只允許一個進程進入臨界區(qū)。5.A解析：P操作表示進程請求資源，若資源不足，則進程進入等待狀態(tài)。6.D解析：死鎖的四個必要條件是互斥、請求和保持、不剝奪、循環(huán)等待。7.A解析：地址轉換需要通過頁表查找對應頁面的物理塊號。8.B解析：LRU算法選擇最近最少使用過的頁面進行置換。9.A解析：虛擬內存的主要目的是用較小物理內存模擬較大邏輯內存，提高主存利用率。10.D解析：FCB包含文件名、大小、存放位置等信息，是管理文件的核心數(shù)據(jù)結構。11.A解析：索引分配方式為每個文件建立一張索引表，記錄每個塊號。12.A解析：單級目錄結構下，文件名必須唯一，否則無法區(qū)分。13.D解析：通道方式允許一個通道控制多個設備，實現(xiàn)并行I/O，速度最快。14.A解析：設備控制器負責接收CPU命令，執(zhí)行設備操作，并向CPU報告狀態(tài)。15.C解析：通道是專門用于處理I/O請求的獨立處理器，稱為I/O處理機。二、填空題1.進程調度解析：操作系統(tǒng)通過進程調度決定哪個進程使用CPU，實現(xiàn)并發(fā)執(zhí)行。2.-1解析：P操作表示申請資源，若資源數(shù)量為0，則S減1后進程阻塞，S變?yōu)?1。3.循環(huán)等待解析：破壞循環(huán)等待條件，如破壞資源有序分配規(guī)則，可以防止死鎖。4.地址轉換解析：地址轉換是將程序中的邏輯地址轉換為內存中的物理地址。5.頁面置換解析：請求分頁時，若所需頁不在主存，會產(chǎn)生頁面置換中斷。6.單級目錄解析：目錄結構主要有單級目錄、兩級目錄和樹形目錄三種。7.共享解析：共享文件允許多個進程同時訪問和修改文件內容。8.CPU解析：DMA方式由設備控制器直接與內存交互，減輕CPU在I/O操作中的負擔。9.塊解析：I/O設備按信息交換單位可分為字符設備和塊設備。10.I/O設備解析：設備管理負責管理計算機系統(tǒng)中的各種輸入/輸出設備。三、簡答題1.進程是資源分配的基本單位，擁有獨立的內存地址空間和系統(tǒng)資源；線程是CPU調度的基本單位，多個線程可共享同一進程的資源和地址空間，切換開銷小。2.實現(xiàn)進程同步的常用方法包括：使用信號量機制（P、V操作）、使用管程、使用臨界區(qū)協(xié)議（如二進制semaphore）等。3.虛擬內存的主要特點包括：地址空間非連續(xù)、采用請求分頁或請求分段技術、實現(xiàn)內存共享和保護、提供動態(tài)內存分配。優(yōu)勢在于擴大了有效內存容量，提高了內存利用率和系統(tǒng)吞吐量。4.文件系統(tǒng)提供的主要功能包括：文件創(chuàng)建與刪除、文件讀寫與修改、文件目錄管理、文件共享與保護、磁盤空間管理（分配與回收）等。四、計算題1.系統(tǒng)當前總資源S=8，已被占用T=1+2+1+0+0=4，可用資源A=S-T=4。進程P3需額外資源2，若分配成功，P3總資源=1+2=3，系統(tǒng)剩余可用資源A'=A-2=2。檢查是否還有進程在等待資源：P0、P1、P2均未申請資源。此時，所有進程均占有資源且未在等待，不存在循環(huán)等待，故系統(tǒng)不會進入死鎖狀態(tài)。解析：根據(jù)死鎖判斷條件，檢查當前系統(tǒng)是否存在循環(huán)等待隊列。若分配資源后不產(chǎn)生新的循環(huán)等待，則不會死鎖。2.FCFS：P0:到達0,執(zhí)行8,完成時間=0+8=8,周轉時間=8-0=8。P1:到達1,等待1,執(zhí)行4,完成時間=1+4=5,周轉時間=5-1=4。P2:到達3,等待3,執(zhí)行9,完成時間=3+9=12,周轉時間=12-3=9。平均周轉時間=(8+4+9)/3=21/3=7。RR(quantum=2):P0:0-2(執(zhí)行2),2-4(執(zhí)行2,剩余6),4-6(執(zhí)行2,剩余4),6-8(執(zhí)行2,剩余2),8-10(執(zhí)行2,完成),完成時間=10。P1:1-3(執(zhí)行2,剩余2),3-5(執(zhí)行2,完成),完成時間=5。P2:3-5(等待2),5-7(執(zhí)行2,剩余7),7-9(執(zhí)行2,剩余5),9-11(執(zhí)行2,剩余3),11-13(執(zhí)行2,剩余1),13-15(執(zhí)行2,完成),完成時間=15。平均周轉時間=(10+5+15)/3=30/3=10。解析：FCFS按到達順序執(zhí)行，計算每個進程完成時間和周轉時間，再求平均值。RR按時間片輪轉，計算每個進程完成時間，再求平均值。五、綜合應用題(0,250):段號=