2025年操作系統(tǒng)重點難點突破試卷考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列關于進程狀態(tài)的描述中，錯誤的是（）。A.進程狀態(tài)包括就緒、運行和等待（阻塞）B.進程從運行狀態(tài)轉換為就緒狀態(tài)通常由時間片用完引起C.進程從等待狀態(tài)轉換為就緒狀態(tài)通常由相關事件發(fā)生引起D.進程只能按就緒、運行、等待的順序進行狀態(tài)轉換2.信號量機制中，P操作和V操作的主要區(qū)別在于（）。A.P操作用于申請資源，V操作用于釋放資源B.P操作會阻塞進程，V操作不會阻塞進程C.P操作和V操作都是原子操作，但執(zhí)行語義不同D.P操作用于進程同步，V操作用于進程互斥3.采用銀行家算法避免死鎖時，系統(tǒng)認為當前狀態(tài)安全，意味著（）。A.系統(tǒng)資源已全部分配給進程B.存在至少一個可完成進程C.所有進程的剩余需求總和小于系統(tǒng)總資源量D.系統(tǒng)不存在死鎖環(huán)4.在分頁存儲管理方式中，地址變換需要使用（）。A.頁表基址寄存器B.磁盤地址C.邏輯地址和物理地址D.段表5.虛擬內(nèi)存的主要目的是（）。A.提高主存容量B.實現(xiàn)內(nèi)存共享C.提高內(nèi)存訪問速度D.實現(xiàn)程序的邏輯地址空間大于物理地址空間6.文件系統(tǒng)中，采用鏈接文件結構，其主要缺點是（）。A.不利于文件共享B.文件長度不固定C.磁盤空間利用率不高D.文件訪問效率低7.在下列磁盤調(diào)度算法中，尋道性能最優(yōu)的是（）。A.FCFSB.SSTFC.SCAND.C-SCAN8.進程A和進程B需要共享一個緩沖區(qū)，且每次只有一個進程能向緩沖區(qū)寫入數(shù)據(jù)，另一個進程能從中讀取數(shù)據(jù)。為實現(xiàn)這一目標，至少需要使用（）個信號量。A.1B.2C.3D.49.下列關于段式存儲管理的描述中，錯誤的是（）。A.段的地址空間是二維的B.段的長度可以不連續(xù)C.段的共享方便D.段的地址映射比分頁簡單10.I/O控制方式中，DMA方式的主要優(yōu)點是（）。A.控制簡單B.傳輸速度快C.實時性好D.編程方便二、填空題（每空2分，共20分）1.進程的基本屬性包括動態(tài)性、______、獨立性、異步性和______。2.解決死鎖的方法主要有______、預防、避免和______。3.頁式存儲管理中，地址映射需要通過______來實現(xiàn)。4.虛擬內(nèi)存采用______算法可能會產(chǎn)生抖動現(xiàn)象。5.文件系統(tǒng)中，目錄是一種特殊的______，用于管理和組織文件。6.磁盤調(diào)度算法的目標主要是______和______。7.并發(fā)控制的基本方法包括______和______。8.管程是一種______的同步工具，它由______和______組成。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述進程與線程的區(qū)別。2.簡述操作系統(tǒng)提供哪些基本服務功能。3.簡述頁面置換算法中的FIFO算法及其可能存在的問題。4.簡述文件系統(tǒng)實現(xiàn)文件共享的常用方法。四、計算題（每題10分，共20分）1.設系統(tǒng)有一個資源R，有進程P0、P1、P2。它們當前最大需求量及已分配量如下：|進程|最大需求量|已分配量||------|------------|----------||P0|3|1||P1|5|2||P2|2|1|系統(tǒng)當前可用資源R為3。請用銀行家算法判斷系統(tǒng)是否處于安全狀態(tài)。2.假設磁盤上相鄰柱面號為50,90,30,120,150,10,70。當前磁頭位于柱面100，請分別計算采用FCFS和SCAN算法，當需要訪問柱面70時，磁頭移動的總距離。五、分析題（每題15分，共30分）1.有兩個進程P1和P2需要交替使用一個共享變量S，初始時S=0。如果不使用任何同步機制，可能出現(xiàn)什么問題？請使用信號量機制設計一個正確的同步方案，保證S的值始終為0或1。2.解釋為什么虛擬內(nèi)存技術能提高系統(tǒng)的有效內(nèi)存利用率？并分析使用虛擬內(nèi)存可能帶來的問題（至少列出三點）。試卷答案一、選擇題1.D2.A3.B4.C5.D6.D7.B8.B9.D10.B二、填空題1.并發(fā)性,異地性2.檢測,避免或解除3.頁表4.FIFO5.文件6.減少平均尋道時間,提高磁盤利用率7.互斥,并發(fā)8.數(shù)據(jù)結構,算法三、簡答題1.進程是資源分配的基本單位，線程是CPU調(diào)度的基本單位。進程擁有獨立的地址空間和資源，線程共享所屬進程的地址空間和資源，線程切換開銷小于進程切換。2.操作系統(tǒng)提供的基本服務功能包括：進程管理（創(chuàng)建、調(diào)度、終止、同步、互斥）、內(nèi)存管理（分配、回收、保護、共享、虛擬內(nèi)存）、文件系統(tǒng)（創(chuàng)建、刪除、讀寫、目錄管理、文件保護）、I/O管理（設備管理、設備驅動、緩沖管理、設備獨立性）、用戶接口（命令接口、圖形接口）。3.FIFO（先進先出）算法按進程請求資源的時間順序進行調(diào)度。其問題在于可能發(fā)生Belady現(xiàn)象，即增加頁面幀數(shù)反而導致缺頁率升高。例如，序列ABCBA，若FIFO幀數(shù)設為3，缺頁序列為ABCA，缺頁3次；若幀數(shù)設為4，缺頁序列為ABBCA，缺頁4次。4.文件系統(tǒng)實現(xiàn)文件共享的常用方法有：利用符號鏈接（軟鏈接）；利用硬鏈接（針對目錄）；利用文件系統(tǒng)提供的共享功能（如Unix的mount）；利用網(wǎng)絡文件系統(tǒng)（NFS）。四、計算題1.計算每個進程還需資源數(shù)：P0需2，P1需3，P2需1。系統(tǒng)總可用資源=當前可用+已分配=3+3=6。按P0、P1、P2順序嘗試分配：-分配給P0：P0還需2<=6，成功。系統(tǒng)可用=3，P0狀態(tài)改為完成。-分配給P1：P1還需3<=3，失敗。系統(tǒng)可用仍為3。-分配給P2：P2還需1<=3，成功。系統(tǒng)可用=2，P2狀態(tài)改為完成。-P0完成釋放資源：系統(tǒng)可用=3+1=4。-P2完成釋放資源：系統(tǒng)可用=4+1=5。系統(tǒng)可用資源為5，可滿足P1剩余需求3，P1完成釋放資源：系統(tǒng)可用=5+3=8。所有進程均可完成，系統(tǒng)處于安全狀態(tài)。2.FCFS：從100到90（10），到30（60），到120（90），到150（30），到10（140），到70（60）。總距離=10+60+90+30+140+60=390。SCAN：從100開始，向150方向掃描。訪問150（50），訪問120（30），訪問90（30），訪問70（20）。到達磁盤末尾150。然后反向掃描。訪問10（140），訪問30（20），訪問50（20）。總距離=50+30+30+20+140+20+20=270。五、分析題1.不使用同步機制，兩個進程可能同時讀取和修改S，導致S的值出現(xiàn)競態(tài)條件，無法保證S始終為0或1。信號量方案：-定義信號量S初始值為1。-P1使用S：-P1:S=1;S:=S-1;ifS<0thenP(S);//wait(S)-P1:V(S);//signal(S)-P2使用S：-P2:S=1;S:=S-1;ifS<0thenP(S);//wait(S)-P2:V(S);//signal(S)這樣，每次只有一個進程能進入臨界區(qū)修改S。2.虛擬內(nèi)存提高有效利用率原因：允許程序使用比實際物理內(nèi)存更大的地址空間，只將當前活躍部分裝入物理內(nèi)存，使系統(tǒng)能運行更多或更大的程序。問題：-增加系統(tǒng)開銷：需要硬件支持（MMU），軟件管理（頁