計算機操作系統(tǒng)2025模擬卷考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、單項選擇題（每題2分，共20分。下列每小題備選答案中，只有一個是最符合題意的。）1.操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)中的系統(tǒng)軟件，其最基本的功能不包括（）。A.處理機管理B.存儲管理C.設(shè)備管理D.應(yīng)用軟件管理2.在操作系統(tǒng)中，進(jìn)程可以被定義為（）。A.一個應(yīng)用程序B.一個正在運行的程序及其相關(guān)數(shù)據(jù)C.磁盤上的文件D.主存中的數(shù)據(jù)3.下列關(guān)于進(jìn)程狀態(tài)的敘述中，錯誤的是（）。A.進(jìn)程的三個基本狀態(tài)是新建、運行和終止B.進(jìn)程狀態(tài)的轉(zhuǎn)換是由進(jìn)程自身的邏輯驅(qū)動的C.進(jìn)程從運行狀態(tài)轉(zhuǎn)換為就緒狀態(tài)通常是由于時間片用完D.進(jìn)程從阻塞狀態(tài)轉(zhuǎn)換為就緒狀態(tài)需要等待某個事件發(fā)生4.在采用優(yōu)先級調(diào)度算法的系統(tǒng)中，若優(yōu)先級越低，優(yōu)先權(quán)越高，則（）。A.低優(yōu)先級進(jìn)程一定會先于高優(yōu)先級進(jìn)程執(zhí)行B.高優(yōu)先級進(jìn)程不會被調(diào)度執(zhí)行C.系統(tǒng)無法根據(jù)優(yōu)先級進(jìn)行調(diào)度D.優(yōu)先級是決定進(jìn)程調(diào)度的唯一因素5.信號量機制中，P操作和V操作的作用分別是（）。A.申請資源、釋放資源B.釋放資源、申請資源C.喚醒進(jìn)程、阻塞進(jìn)程D.阻塞進(jìn)程、喚醒進(jìn)程6.在操作系統(tǒng)中，產(chǎn)生死鎖的一個必要條件是（）。A.資源不可搶占B.資源共享C.循環(huán)等待D.進(jìn)程推進(jìn)順序不當(dāng)7.對于固定分區(qū)分配內(nèi)存管理方式，其最主要的缺點是（）。A.內(nèi)存碎片問題嚴(yán)重B.分區(qū)大小固定，難以滿足不同進(jìn)程需求C.需要硬件支持D.無法實現(xiàn)內(nèi)存保護8.在分頁管理中，用于實現(xiàn)地址映射的硬件機構(gòu)是（）。A.變長頁表B.邏輯地址C.物理地址D.快表（TLB）9.下列磁盤調(diào)度算法中，公平性最好，但可能存在饑餓現(xiàn)象的是（）。A.FCFSB.SSTFC.SCAND.C-SCAN10.文件系統(tǒng)中，文件名的主要作用是（）。A.唯一標(biāo)識文件B.說明文件內(nèi)容C.決定文件存儲位置D.控制文件訪問權(quán)限二、填空題（每空1分，共15分）1.操作系統(tǒng)的設(shè)計目標(biāo)通常包括______、______和______。2.進(jìn)程控制塊（PCB）通常包含進(jìn)程狀態(tài)、進(jìn)程標(biāo)識符、程序計數(shù)器、內(nèi)存信息、______和______等字段。3.臨界資源是指一次僅允許一個進(jìn)程使用的資源，處理臨界區(qū)問題的常見方法是______和______。4.虛擬內(nèi)存是為了解決物理內(nèi)存不足的問題而采用的技術(shù)，它允許進(jìn)程使用比實際物理內(nèi)存更大的地址空間，其主要實現(xiàn)技術(shù)包括______和______。5.在單級目錄結(jié)構(gòu)中，所有文件都存放在同一個目錄下，其缺點是______。6.I/O控制方式主要有程序查詢方式、______和______。7.緩沖技術(shù)的主要目的是提高CPU與I/O設(shè)備之間的______，并減少CPU等待時間。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述操作系統(tǒng)進(jìn)程與程序的區(qū)別。2.簡述操作系統(tǒng)提供哪些基本服務(wù)功能。3.簡述引起外部碎片的主要原因。4.簡述什么是文件共享，并說明實現(xiàn)文件共享的常用方法。四、計算題（每題10分，共20分）1.假設(shè)系統(tǒng)中有5個進(jìn)程P0,P1,P2,P3,P4需要使用同一臺打印機，進(jìn)程的請求序列為P1,P2,P3,P4,P0。請分別計算采用先來先服務(wù)（FCFS）和最短作業(yè)優(yōu)先（SJF，假設(shè)作業(yè)執(zhí)行時間相同，按請求順序執(zhí)行）調(diào)度算法時，每個進(jìn)程的等待時間。（注：假設(shè)調(diào)度開始時打印機空閑）2.設(shè)內(nèi)存塊大小為1KB，進(jìn)程邏輯地址空間為16KB，采用分頁管理，頁大小為4KB。請計算：a.該進(jìn)程的頁表需要多少個頁表項？b.該進(jìn)程的物理地址空間最多可以容納多少個物理塊？c.若進(jìn)程的某條指令邏輯地址為3216（十進(jìn)制），請給出其對應(yīng)的頁號和頁內(nèi)偏移量（用十進(jìn)制表示）。五、綜合應(yīng)用題（每題15分，共30分）1.假設(shè)某系統(tǒng)中有3個進(jìn)程P0,P1,P2，它們共享一個初始信號量為1的互斥資源。當(dāng)前狀態(tài)為：P0占有資源，P1和P2均等待該資源。請畫出此時信號量機制管理的資源狀態(tài)圖（用等待隊列和資源占有情況表示），并描述P0執(zhí)行V操作后，系統(tǒng)狀態(tài)的變化過程。2.設(shè)有一個磁盤，磁頭當(dāng)前位于100號柱面，正向200號柱面移動。請求序列（按柱面號）為：95,180,50,190,170。請分別計算采用FCFS和SCAN（單向掃描）磁盤調(diào)度算法時，磁頭移動的總距離，并說明哪個算法的移動距離更短。假設(shè)磁頭移動單位長度耗時相同。---試卷答案一、單項選擇題1.D2.B3.B4.A5.A6.C7.B8.D9.C10.A二、填空題1.高效性、便捷性、通用性2.開/關(guān)狀態(tài)、優(yōu)先級3.管程、信號量機制4.分頁、分段5.不安全性（或權(quán)限控制困難）6.中斷驅(qū)動、DMA（直接存儲器訪問）7.吞吐量三、簡答題1.進(jìn)程是計算機系統(tǒng)中正在運行的程序的一個實例，它具有獨立的內(nèi)存空間和執(zhí)行狀態(tài)，是系統(tǒng)資源分配的基本單位。程序是存儲在磁盤上的靜態(tài)指令序列，它本身沒有執(zhí)行的狀態(tài)，只有被進(jìn)程加載并執(zhí)行時才變?yōu)檫M(jìn)程。簡而言之，程序是靜態(tài)的，進(jìn)程是動態(tài)的。2.操作系統(tǒng)提供的基本服務(wù)功能包括：處理機管理（進(jìn)程管理、線程管理）、內(nèi)存管理（內(nèi)存分配、回收、保護、共享、虛擬內(nèi)存）、文件管理（文件的創(chuàng)建、刪除、讀寫、組織、共享、保護）、設(shè)備管理（設(shè)備分配、回收、驅(qū)動、控制）、提供用戶接口（命令接口、圖形接口）以及系統(tǒng)安全和保護等。3.外部碎片是指內(nèi)存中存在許多足夠大但分散的小空閑塊，它們無法被用于分配給需要內(nèi)存的進(jìn)程，即使這些空閑塊的總和足以滿足一個進(jìn)程的需求。外部碎片的主要原因是內(nèi)存分配和回收操作頻繁進(jìn)行，導(dǎo)致內(nèi)存空間被切割成不連續(xù)的小塊。4.文件共享是指允許多個進(jìn)程同時訪問同一個文件。實現(xiàn)文件共享的常用方法包括：利用操作系統(tǒng)提供的共享機制（如使用信號量或文件鎖來控制訪問）、使用網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)（NFS）實現(xiàn)跨主機的文件共享、或者將文件存儲在支持共享的存儲設(shè)備（如SAN、NAS）上。四、計算題1.FCFS調(diào)度：P1:等待時間=0P2:等待時間=P1的執(zhí)行時間=1P3:等待時間=P1的執(zhí)行時間+P2的執(zhí)行時間=1+1=2P4:等待時間=P1的執(zhí)行時間+P2的執(zhí)行時間+P3的執(zhí)行時間=1+1+1=3P0:等待時間=P1的執(zhí)行時間+P2的執(zhí)行時間+P3的執(zhí)行時間+P4的執(zhí)行時間=1+1+1+1=4（注：假設(shè)每個進(jìn)程執(zhí)行時間均為1）SJF調(diào)度（按請求順序執(zhí)行，假設(shè)執(zhí)行時間相同）：P1:等待時間=0P2:等待時間=P1的執(zhí)行時間=1P3:等待時間=P1的執(zhí)行時間+P2的執(zhí)行時間=1+1=2P4:等待時間=P1的執(zhí)行時間+P2的執(zhí)行時間+P3的執(zhí)行時間=1+1+1=3P0:等待時間=P1的執(zhí)行時間+P2的執(zhí)行時間+P3的執(zhí)行時間+P4的執(zhí)行時間=1+1+1+1=4（注：由于假設(shè)所有進(jìn)程執(zhí)行時間相同，按請求順序執(zhí)行與按請求順序分配資源的效果一致，等待時間與FCFS相同。若假設(shè)SJF按最短執(zhí)行時間優(yōu)先，則結(jié)果不同。）2.a.頁表項數(shù)量=邏輯地址空間大小/頁大小=16KB/4KB=16個。b.物理地址空間大小=物理塊大小*物理塊數(shù)量=1KB*(內(nèi)存總大小/物理塊大小)。題目未給出內(nèi)存總大小，通常假設(shè)為頁大小乘以一個系數(shù)，如32KB或64KB。若按32KB總內(nèi)存計算，物理塊數(shù)量=32KB/4KB=8個。物理地址空間最多可容納8個物理塊。c.頁號=邏輯地址/頁大小=3216/4KB=3216/4096=0(假設(shè)用整數(shù)除法，向下取整)。頁內(nèi)偏移量=邏輯地址%頁大小=3216%4KB=3216%4096=3216(若頁號為0，則邏輯地址即頁內(nèi)偏移量，但此計算結(jié)果不合理，通常邏輯地址應(yīng)大于頁大小。重新計算：頁大小4KB=4096，邏輯地址3216=800*4+0，頁號=800，頁內(nèi)偏移量=0?；蜻壿嫷刂?216=8*4096+128，頁號=8，頁內(nèi)偏移量=128。按題目數(shù)字，若頁內(nèi)偏移量理解為地址在頁內(nèi)的相對位置，則3216=0*4096+3216，頁號=0，頁內(nèi)偏移量=3216。但通常分頁假設(shè)邏輯地址小于頁大小。若題意是邏輯地址3216(十進(jìn)制)=0xC00(十六進(jìn)制)，頁號=0xC/0x10=0x6=6，頁內(nèi)偏移=0xC00%0x100=0xC0=192?；?216(十進(jìn)制)=0x798(十六進(jìn)制)，頁號=0x79/0x10=0x3D=61，頁內(nèi)偏移=0x798%0x10=0x8=8。假設(shè)題意邏輯地址小于頁大小，則頁號=3216/4096=0，頁內(nèi)偏移=3216。若理解為邏輯地址=頁號*頁大小+頁內(nèi)偏移，則3216=0*4096+3216，頁號=0，頁內(nèi)偏移=3216。按此計算：頁號=0，頁內(nèi)偏移量=3216。）五、綜合應(yīng)用題1.信號量S=1，等待隊列Q={P1,P2}，資源占有情況R={P0}。狀態(tài)圖可表示為：S=1,R={P0},Q={P1,P2}P0執(zhí)行V操作（釋放資源）：S=S+1=2將P1從等待隊列Q中移出，進(jìn)入就緒隊列（假設(shè)為R'）。新狀態(tài)圖可表示為：S=2,R'={P1},Q={P2}2.FCFS算法：移動路徑：100->95(5),95->50(45),50->180(130),180->190(10),190->170(20)總移動距離=5+45+130+10+20=210個單位。SCAN算法：