2025計(jì)算機(jī)考研操作系統(tǒng)專項(xiàng)訓(xùn)練考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的代表字母填寫(xiě)在題干后的括號(hào)內(nèi)）1.下列關(guān)于操作系統(tǒng)的敘述中，正確的是（）。A.操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中最重要系統(tǒng)軟件，它直接控制和管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的所有硬件和軟件資源B.操作系統(tǒng)的作用是方便用戶使用計(jì)算機(jī)，提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的使用效率C.操作系統(tǒng)只是為用戶運(yùn)行程序提供平臺(tái)，它本身不進(jìn)行資源管理D.操作系統(tǒng)的五大功能模塊是進(jìn)程管理、內(nèi)存管理、文件管理、I/O管理和設(shè)備管理2.在進(jìn)程的多種狀態(tài)中，進(jìn)程從運(yùn)行狀態(tài)變?yōu)榫途w狀態(tài)的原因是（）。A.進(jìn)程正在等待某個(gè)事件發(fā)生B.時(shí)間片用完C.進(jìn)程執(zhí)行完畢D.進(jìn)程發(fā)生了某類中斷3.以下關(guān)于臨界資源的敘述中，錯(cuò)誤的是（）。A.臨界資源一次僅允許一個(gè)進(jìn)程使用B.對(duì)臨界資源的訪問(wèn)必須是互斥的C.進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)必須滿足互斥條件D.臨界區(qū)是指進(jìn)程中訪問(wèn)臨界資源的那段代碼4.信號(hào)量機(jī)制中，P操作和V操作的作用是（）。A.用于進(jìn)程創(chuàng)建和撤銷B.用于進(jìn)程同步和互斥C.用于進(jìn)程調(diào)度和內(nèi)存分配D.用于文件讀寫(xiě)和磁盤(pán)操作5.死鎖產(chǎn)生的四個(gè)必要條件中，不可能通過(guò)“資源有序分配法”來(lái)破壞的是（）。A.互斥條件B.請(qǐng)求和保持條件C.不剝奪條件D.循環(huán)等待條件6.在采用頁(yè)式存儲(chǔ)管理的系統(tǒng)中，地址變換過(guò)程中需要使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是（）。A.文件目錄B.邏輯地址C.頁(yè)表D.磁盤(pán)塊7.下列關(guān)于虛擬內(nèi)存的敘述中，正確的是（）。A.虛擬內(nèi)存是為了解決內(nèi)存容量不足的問(wèn)題而提出的，它實(shí)際上增加了物理內(nèi)存的容量B.虛擬內(nèi)存允許程序使用比實(shí)際物理內(nèi)存更大的地址空間C.虛擬內(nèi)存的實(shí)現(xiàn)依賴于請(qǐng)求調(diào)頁(yè)和頁(yè)面置換算法D.虛擬內(nèi)存會(huì)降低內(nèi)存的訪問(wèn)速度8.在單級(jí)目錄結(jié)構(gòu)中，查找文件的主要依據(jù)是（）。A.文件名B.用戶名C.文件大小D.文件創(chuàng)建時(shí)間9.在以下I/O控制方式中，CPU利用率和系統(tǒng)吞吐量通常最高的是（）。A.程序查詢方式B.中斷驅(qū)動(dòng)方式C.DMA方式D.通道方式10.下列磁盤(pán)調(diào)度算法中，可能引起“饑餓”現(xiàn)象的是（）。A.FCFSB.SSTFC.SCAND.C-SCAN二、填空題（每空1分，共15分。請(qǐng)將正確答案填寫(xiě)在橫線上）1.操作系統(tǒng)提供了兩種用戶接口，分別是______和______。2.進(jìn)程的基本狀態(tài)有______、______和______。3.解決臨界區(qū)問(wèn)題常用的方法有______、______和______。4.在信號(hào)量S的值為0時(shí)，等待該信號(hào)量的進(jìn)程處于______狀態(tài)，而信號(hào)量S的值大于0時(shí)，其值表示可供______進(jìn)程使用的資源數(shù)。5.頁(yè)式存儲(chǔ)管理中，地址映射需要經(jīng)過(guò)______地址和______地址兩個(gè)轉(zhuǎn)換階段。6.常用的頁(yè)面置換算法有______、______和______。7.文件系統(tǒng)中的目錄結(jié)構(gòu)主要有______、______和______。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述進(jìn)程與線程的區(qū)別。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)述分段存儲(chǔ)管理和分頁(yè)存儲(chǔ)管理的區(qū)別。4.簡(jiǎn)述緩沖技術(shù)的作用。四、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.假設(shè)某系統(tǒng)有一個(gè)資源S，當(dāng)前S的可用數(shù)量為3?，F(xiàn)有三個(gè)進(jìn)程P0、P1、P2需要該資源，它們的最大需求量分別為5、2、3，當(dāng)前已分配數(shù)量分別為2、0、1。請(qǐng)問(wèn)該系統(tǒng)是否處于安全狀態(tài)？若處于不安全狀態(tài)，請(qǐng)給出一個(gè)可能的安全序列。2.設(shè)內(nèi)存塊序號(hào)為0,1,2,3,4，初始時(shí)均空閑。內(nèi)存頁(yè)置換采用LRU算法。當(dāng)依次訪問(wèn)頁(yè)面序列0,1,2,0,1,3,0,2,1,3,2,0,3時(shí)，請(qǐng)計(jì)算缺頁(yè)次數(shù)。五、綜合應(yīng)用題（共25分）假設(shè)一個(gè)簡(jiǎn)單的操作系統(tǒng)需要管理3個(gè)并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程P0,P1,P2，它們都需要訪問(wèn)共享資源R（初始值為10）。進(jìn)程P0和P1在訪問(wèn)資源前需要執(zhí)行一段代碼A，訪問(wèn)完后執(zhí)行代碼B；進(jìn)程P2在訪問(wèn)資源前需要執(zhí)行一段代碼C，訪問(wèn)完后執(zhí)行代碼D。為了實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的正確同步，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)使用信號(hào)量（或互斥鎖）的方案，確保：1.任何時(shí)刻最多只有一個(gè)進(jìn)程能訪問(wèn)共享資源R。2.進(jìn)程執(zhí)行代碼A、B、C、D的順序必須得到保證。3.詳細(xì)說(shuō)明你的方案中使用的信號(hào)量及其初值，并給出進(jìn)程在關(guān)鍵部分需要執(zhí)行的操作（如P、V）。試卷答案一、選擇題1.A2.B3.C4.B5.A6.C7.B8.A9.C10.B二、填空題1.命令接口程序接口2.就緒運(yùn)行等待3.管程信號(hào)量法自旋鎖法4.等待使用5.邏輯物理或絕對(duì)6.FIFOLRUClock7.單級(jí)目錄兩級(jí)目錄多級(jí)目錄三、簡(jiǎn)答題1.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。進(jìn)程擁有獨(dú)立的地址空間和資源，線程共享所屬進(jìn)程的地址空間和資源。線程的創(chuàng)建、撤銷和切換比進(jìn)程快。2.死鎖是指兩個(gè)或兩個(gè)以上進(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：互斥條件、請(qǐng)求和保持條件、不剝奪條件、循環(huán)等待條件。3.分段存儲(chǔ)管理將用戶程序按邏輯結(jié)構(gòu)劃分成若干個(gè)段，每個(gè)段是一個(gè)意義完整的邏輯單位。分頁(yè)存儲(chǔ)管理將用戶程序和內(nèi)存空間都劃分成大小相等的頁(yè)。段的大小不固定且由邏輯單位決定，頁(yè)的大小固定且由物理單位決定。分段側(cè)重于程序的邏輯結(jié)構(gòu)，分頁(yè)側(cè)重于內(nèi)存的物理管理。4.緩沖技術(shù)是為了解決CPU與I/O設(shè)備速度不匹配的問(wèn)題而引入的。它可以提高CPU和I/O設(shè)備之間的并行工作程度，減少CPU等待I/O操作的時(shí)間，提高系統(tǒng)效率。四、計(jì)算題1.計(jì)算系統(tǒng)總資源數(shù)和總需求量：總資源=3(當(dāng)前)+5+2+3(最大需求)=13?？傂枨?5+2+3-(2+0+1)=6。系統(tǒng)處于安全狀態(tài)的條件是存在一個(gè)安全序列<P0,P1,P2>。驗(yàn)證：-P0：最大需求5，已分配2，還需3。系統(tǒng)有3資源，可分配3>=3，P0完成，釋放資源3+2=5。-P1：最大需求2，已分配0，還需2。系統(tǒng)有5資源，可分配5>=2，P1完成，釋放資源0+2=2。-P2：最大需求3，已分配1，還需2。系統(tǒng)有2資源，可分配2>=2，P2完成，釋放資源1+3=4。安全序列<P0,P1,P2>存在，系統(tǒng)處于安全狀態(tài)。2.訪問(wèn)序列：0,1,2,0,1,3,0,2,1,3,2,0,3。-0：不在內(nèi)存，缺頁(yè)，放入頁(yè)0，缺頁(yè)次數(shù)=1，內(nèi)存(0)。-1：不在內(nèi)存，缺頁(yè)，放入頁(yè)1，缺頁(yè)次數(shù)=2，內(nèi)存(0,1)。-2：不在內(nèi)存，缺頁(yè)，放入頁(yè)2，缺頁(yè)次數(shù)=3，內(nèi)存(0,1,2)。-0：在內(nèi)存，不缺頁(yè)，內(nèi)存(0,1,2)。-1：在內(nèi)存，不缺頁(yè)，內(nèi)存(0,1,2)。-3：不在內(nèi)存，缺頁(yè)，LRU頁(yè)是0，替換0，放入3，缺頁(yè)次數(shù)=4，內(nèi)存(1,2,3)。-0：不在內(nèi)存，缺頁(yè)，LRU頁(yè)是1，替換1，放入0，缺頁(yè)次數(shù)=5，內(nèi)存(0,2,3)。-2：在內(nèi)存，不缺頁(yè)，內(nèi)存(0,2,3)。-1：不在內(nèi)存，缺頁(yè)，LRU頁(yè)是2，替換2，放入1，缺頁(yè)次數(shù)=6，內(nèi)存(0,1,3)。-3：在內(nèi)存，不缺頁(yè)，內(nèi)存(0,1,3)。-2：不在內(nèi)存，缺頁(yè)，LRU頁(yè)是0，替換0，放入2，缺頁(yè)次數(shù)=7，內(nèi)存(1,2,3)。-0：不在內(nèi)存，缺頁(yè)，LRU頁(yè)是1，替換1，放入0，缺頁(yè)次數(shù)=8，內(nèi)存(0,2,3)。-3：在內(nèi)存，不缺頁(yè)，內(nèi)存(0,2,3)。缺頁(yè)次數(shù)為8。五、綜合應(yīng)用題方案一：使用互斥鎖1.定義互斥鎖L，初始值為1。2.進(jìn)程P0：P(L)；執(zhí)行代碼A；V(L)；P(L)；訪問(wèn)資源R（操作R）；V(L)；執(zhí)行代碼B；V(L)。3.進(jìn)程P1：P(L)；執(zhí)行代碼A；V(L)；P(L)；訪問(wèn)資源R（操作R）；V(L)；執(zhí)行代碼B；V(L)。4.進(jìn)程P2：P(L)；執(zhí)行代碼C；V(L)；P(L)；訪問(wèn)資源R（操作R）；V(L)；執(zhí)行代碼D；V(L)。解析思路：互斥鎖L保證了同一時(shí)間只有一個(gè)進(jìn)程能進(jìn)入臨界區(qū)（訪問(wèn)資源R的部分）。通過(guò)在執(zhí)行代碼A/B/C/D前后加P(V)操作，可以保證代碼塊的執(zhí)行順序。P(L)確保進(jìn)入前資源未被占用，V(L)確保進(jìn)入后資源可被其他進(jìn)程使用。方案二：使用信號(hào)量1.定義信號(hào)量S，初始值為1（用于互斥）。2.定義信號(hào)量Seq0、Seq1、Seq2，初始值為0（用于保證順序）。3.進(jìn)程P0：P(S)；P(Seq0)；執(zhí)行代碼A；V(Seq0)；P(S)；訪問(wèn)資源R（操作R）；V(S)；執(zhí)行代碼B；V(Seq1)。4.進(jìn)程P1：P(S)；P(Seq1)；執(zhí)行代碼A；V(Seq1)；P(S)；訪問(wèn)資源R（操作R）；V(S)；執(zhí)行代碼B；V(S