計算機2025年操作系統(tǒng)強化練習題考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項字母填入括號內(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)是計算機系統(tǒng)中的系統(tǒng)軟件，它能有效地管理計算機的硬件和軟件資源，并為用戶和應(yīng)用程序提供方便、快捷、安全的運行環(huán)境。b)操作系統(tǒng)是計算機硬件的一部分。c)操作系統(tǒng)只負責管理內(nèi)存資源。d)操作系統(tǒng)只負責管理文件資源。2.在進程的多種狀態(tài)轉(zhuǎn)換中，以下哪種轉(zhuǎn)換是由進程等待某個事件而主動發(fā)生的？（）a)等待態(tài)->運行態(tài)b)運行態(tài)->等待態(tài)c)等待態(tài)->就緒態(tài)d)運行態(tài)->等待態(tài)或運行態(tài)->就緒態(tài)3.下列進程調(diào)度算法中，平均等待時間最短的是（）。a)先進先出（FIFO）調(diào)度算法b)短作業(yè)優(yōu)先（SJF）調(diào)度算法c)輪轉(zhuǎn)（RR）調(diào)度算法d)優(yōu)先級調(diào)度算法4.使用信號量機制實現(xiàn)進程互斥時，對信號量進行P（減1）操作后，其值可能為（）。a)任意值b)正數(shù)、零或負數(shù)c)正數(shù)d)零或負數(shù)5.下列關(guān)于死鎖預防策略的敘述中，錯誤的是（）。a)破壞死鎖產(chǎn)生的四個必要條件之一即可。b)"破壞循環(huán)等待條件"的一種方法是采用資源按序分配法。c)資源剝奪法屬于死鎖預防策略。d)死鎖預防策略通常以犧牲系統(tǒng)性能為代價。6.在請求分頁的虛擬內(nèi)存管理方式中，當進程需要訪問的頁面不在內(nèi)存時，引發(fā)的中斷稱為（）。a)輸入/輸出中斷b)硬件故障中斷c)軟件中斷d)缺頁中斷7.頁面置換算法中，最壞適應(yīng)（WorstFit,WF）算法選擇（）。a)內(nèi)存中最大的空閑塊分配給請求頁面b)內(nèi)存中最小的空閑塊分配給請求頁面c)內(nèi)存中第一個找到的足夠大的空閑塊分配給請求頁面d)將內(nèi)存中某個進程的頁面移出，為請求頁面騰出空間8.采用索引分配方式存儲文件時，文件目錄項中必須包含（）。a)文件邏輯塊號b)文件物理塊號c)索引表起始地址d)文件長度9.磁盤調(diào)度算法中，SCAN（掃描）算法也稱為（）。a)FCFSb)SSTFc)C-SCANd)Elevator(電梯)算法10.在I/O軟件層次結(jié)構(gòu)中，設(shè)備驅(qū)動程序位于（）之間。a)用戶程序和操作系統(tǒng)內(nèi)核b)操作系統(tǒng)和硬件設(shè)備c)中斷處理程序和設(shè)備獨立性軟件d)通道和設(shè)備控制器二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填入橫線上）1.進程是操作系統(tǒng)中資源分配和調(diào)度的基本單位，而________是程序在一個數(shù)據(jù)集上順序執(zhí)行的過程，是資源使用的動態(tài)過程。2.臨界區(qū)是指進程中訪問共享數(shù)據(jù)的代碼片段，解決臨界區(qū)問題必須保證在同一時刻，僅有一個進程進入臨界區(qū)。使用信號量機制實現(xiàn)互斥時，通常用________操作和________操作來保護臨界區(qū)。3.虛擬內(nèi)存是為了克服物理內(nèi)存容量的限制，利用磁盤空間擴展內(nèi)存容量的一種技術(shù)。請求分頁方式下，當發(fā)生缺頁中斷時，操作系統(tǒng)需要將所需頁面從磁盤讀入內(nèi)存，并選擇一個頁面進行置換。常用的頁面置換算法有LRU、FIFO和________等。4.文件系統(tǒng)中，文件控制塊（FCB）通常包含文件的________、創(chuàng)建時間、所有者、權(quán)限等信息。5.磁盤的調(diào)度算法的目標是減少平均尋道時間或提高磁盤I/O吞吐率。________算法總是選擇距離當前磁頭所在位置最近的請求進行處理。6.緩沖技術(shù)可以提高CPU與I/O設(shè)備之間的速度匹配，減少CPU等待時間。常用的緩沖方式有單緩沖、雙緩沖和________。7.I/O控制方式中，DMA（直接存儲器訪問）方式可以在CPU和I/O設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)時，減少CPU的干預，允許數(shù)據(jù)在內(nèi)存和設(shè)備之間直接傳輸。8.在樹形目錄結(jié)構(gòu)中，任何一個文件或目錄都可以有多個父目錄。（此題答案為“否”）三、判斷題（每題2分，共10分。請將“正確”或“錯誤”填入括號內(nèi)）1.（）進程調(diào)度程序和中斷處理程序都是在操作系統(tǒng)內(nèi)核模式下運行的。2.（）優(yōu)先級調(diào)度算法可以是搶占式的，也可以是非搶占式的。3.（）使用銀行家算法進行死鎖避免時，系統(tǒng)必須知道每個進程的最大資源需求量和當前已分配資源量。4.（）分頁管理比分段管理更能提高內(nèi)存的利用率。5.（）磁盤碎片會嚴重影響磁盤的訪問效率。四、簡答題（每題5分，共10分）1.簡述操作系統(tǒng)在計算機系統(tǒng)中的作用。2.簡述產(chǎn)生死鎖的四個必要條件。五、計算題（每題10分，共20分）1.假設(shè)內(nèi)存有4個頁面框，初始時為空。進程的頁面訪問序列為：0,1,2,0,3,0,1,2,3,3,4,2,1,2,0。請分別計算使用FIFO和LRU頁面置換算法時發(fā)生的缺頁次數(shù)。2.某文件系統(tǒng)采用索引分配方式。假設(shè)每個索引塊可以存放10個索引項，每個索引項指向一個數(shù)據(jù)塊?，F(xiàn)有一個文件，其數(shù)據(jù)塊地址分別為：100,200,300,400,500,600,700,800,900,1000,1100,1200。請畫出該文件的索引節(jié)點（索引塊）結(jié)構(gòu)示意圖（只需畫出索引節(jié)點中的索引項部分）。六、綜合應(yīng)用題（每題15分，共30分）1.設(shè)有一個系統(tǒng)中有3個進程P0,P1,P2和3個同類資源R。各進程的最大資源需求量和當前已分配資源量如下表所示：|進程|最大需求量(R)|當前分配量(R)||:---:|:-------------:|:-------------:||P0|3|1||P1|2|1||P2|2|0|當前系統(tǒng)可用資源數(shù)為1個R。請回答：a)系統(tǒng)是否處于安全狀態(tài)？請說明理由。b)如果進程P1請求1個資源R，系統(tǒng)是否可以立即滿足？為什么？2.假設(shè)有一個單道批處理系統(tǒng)，有兩個進程P1和P2，它們的CPUBurstTime（執(zhí)行時間）分別為：P1=5單位時間，P2=9單位時間。系統(tǒng)采用非搶占式先來先服務(wù)（FCFS）調(diào)度算法。請計算：a)P1和P2的周轉(zhuǎn)時間（TurnaroundTime，從提交到完成的時間）和帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間（WeightedTurnaroundTime，WT=TurnaroundTime/CPUBurstTime）。b)如果系統(tǒng)改為采用短作業(yè)優(yōu)先（SJF）調(diào)度算法，請計算P1和P2的周轉(zhuǎn)時間和帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間。---試卷答案一、選擇題1.a2.c3.b4.d5.d6.d7.a8.c9.d10.b二、填空題1.進程2.P（信號量-1），V（信號量+1）3.最佳適應(yīng)（BestFit）4.標識符（或名稱）5.最短尋道時間優(yōu)先（SSTF）6.緩沖池（或多緩沖）7.是8.否三、判斷題1.正確2.正確3.正確4.錯誤5.正確四、簡答題1.答：操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)中的系統(tǒng)軟件，它管理和控制計算機的硬件與軟件資源（如CPU、內(nèi)存、磁盤、輸入輸出設(shè)備等），并為用戶和應(yīng)用程序提供一個方便、有效、安全的運行環(huán)境。它負責進程管理（調(diào)度、同步、互斥）、內(nèi)存管理（分配、回收、保護、擴充）、文件管理（創(chuàng)建、刪除、讀寫、共享）、設(shè)備管理（驅(qū)動、控制、分配、回收）以及提供系統(tǒng)調(diào)用接口等。2.答：產(chǎn)生死鎖的四個必要條件是：互斥（MutualExclusion）條件、占有并等待（HoldandWait）條件、非搶占（NoPreemption）條件和循環(huán)等待（CircularWait）條件。必須同時滿足這四個條件，死鎖才可能發(fā)生。五、計算題1.答：a)FIFO算法：訪問序列：0,1,2,0,3,0,1,2,3,3,4,2,1,2,0頁面框：-,-,0,0,0,1,1,1,2,2,3,3,3,4,4(中間省略)缺頁次數(shù)：15次b)LRU算法：訪問序列：0,1,2,0,3,0,1,2,3,3,4,2,1,2,0頁面框：-,0,0,1,1,1,0,2,2,3,3,4,4,2,0(中間省略)缺頁次數(shù)：12次2.答：索引節(jié)點索引項部分（假設(shè)每個索引項占一行）：|索引項號|數(shù)據(jù)塊號||:-------:|:-------:||0|100||1|200||2|300||3|400||4|500||5|600||6|700||7|800||8|900||9|1000||10|1100||11|1200|（注：實際索引節(jié)點還包括索引節(jié)點本身的信息，如索引節(jié)點號、索引類型、索引塊大小等，但題目只要求畫出索引項部分）六、綜合應(yīng)用題1.答：a)安全性檢查：計算各進程所需資源總數(shù)和還需要的資源數(shù)：P0:最大3，已1，需2P1:最大2，已1，需1P2:最大2，已0，需2可用資源：1安全序列嘗試構(gòu)造：假設(shè)先滿足P1，P1需1，可用資源1滿足，P1完成，釋放資源1?？捎觅Y源=1+1=2。剩余進程：P0,P2。P0需2，可用資源2滿足，P0完成，釋放資源2?？捎觅Y源=2+1=3。剩余進程：P2。P2需2，可用資源3滿足，P2完成，釋放資源2。可用資源=3+2=5。得到安全序列：P1->P0->P2。因此，系統(tǒng)處于安全狀態(tài)。b)P1請求1個資源R：P1當前占有1，需2，請求1，系統(tǒng)可用1。系統(tǒng)可以滿足P1的請求。滿足后，P1占有資源數(shù)變?yōu)?，P1狀態(tài)變?yōu)榫途w?？捎觅Y源數(shù)變?yōu)?-1=0。此時系統(tǒng)狀態(tài)：P0（需2），P2（需2）?？捎觅Y源=0。無法滿足任何一個進程的請求，且P0和P2不可能同時完成（因為都需要2個資源，而可用為0），因此系統(tǒng)可能