計(jì)算機(jī)《操作系統(tǒng)》2025年強(qiáng)化練習(xí)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)的字母填在括號(hào)內(nèi)）1.下列關(guān)于進(jìn)程和線程的敘述中，正確的是（）。A.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B.一個(gè)進(jìn)程可以擁有多個(gè)線程，但一個(gè)線程只能屬于一個(gè)進(jìn)程C.進(jìn)程比線程更輕量級(jí)D.線程之間共享內(nèi)存地址空間，進(jìn)程之間不共享2.以下哪種進(jìn)程調(diào)度算法會(huì)產(chǎn)生饑餓現(xiàn)象？（）A.先來先服務(wù)（FCFS）B.短作業(yè)優(yōu)先（SJF）C.時(shí)間片輪轉(zhuǎn)（RR）D.優(yōu)先級(jí)調(diào)度3.使用信號(hào)量機(jī)制實(shí)現(xiàn)進(jìn)程互斥時(shí)，P操作和V操作的作用分別是（）。A.減1，增1B.增1，減1C.減1，減1D.增1，增14.下列關(guān)于死鎖預(yù)防的敘述中，錯(cuò)誤的是（）。A.資源一次性分配B.資源順序分配C.允許進(jìn)程搶占資源D.死鎖檢測(cè)與恢復(fù)5.在分頁存儲(chǔ)管理方式中，地址變換需要經(jīng)過（）階段。A.地址映射，地址轉(zhuǎn)換B.地址計(jì)算，地址映射C.地址映射，頁表查找D.頁表建立，地址轉(zhuǎn)換6.下列磁盤調(diào)度算法中，尋道時(shí)間可能不是最小的是（）。A.最短尋道時(shí)間優(yōu)先（SSTF）B.掃描算法（SCAN）C.循環(huán)掃描算法（C-SCAN）D.先來先服務(wù)（FIFO）算法7.在文件系統(tǒng)中，文件目錄通常采用（）結(jié)構(gòu)。A.線性表B.樹形C.圖D.哈希表8.下列關(guān)于虛擬內(nèi)存的敘述中，錯(cuò)誤的是（）。A.虛擬內(nèi)存可以提高內(nèi)存利用率B.虛擬內(nèi)存可以擴(kuò)大邏輯地址空間C.虛擬內(nèi)存的實(shí)現(xiàn)必須依賴硬件支持D.虛擬內(nèi)存可以避免死鎖的發(fā)生9.在I/O系統(tǒng)中，DMA方式與中斷方式相比，主要優(yōu)點(diǎn)是（）。A.響應(yīng)速度更快B.CPU利用率更高C.傳輸速度更快D.硬件結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單10.進(jìn)程A和進(jìn)程B需要按序訪問資源R1和R2，為了避免死鎖，正確的訪問順序是（）。A.進(jìn)程A訪問R1，進(jìn)程B訪問R1，然后進(jìn)程A和進(jìn)程B都訪問R2B.進(jìn)程A訪問R1，進(jìn)程B訪問R2，然后進(jìn)程A訪問R2C.進(jìn)程B訪問R2，進(jìn)程A訪問R1，然后進(jìn)程A和進(jìn)程B都訪問R2D.進(jìn)程A訪問R1，進(jìn)程A訪問R2，然后進(jìn)程B訪問R1，進(jìn)程B訪問R2二、填空題（每空1分，共15分。請(qǐng)將答案填在橫線上）1.操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的系統(tǒng)軟件，它負(fù)責(zé)管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的__資源__，并為用戶和應(yīng)用程序提供__服務(wù)__。2.線程是進(jìn)程中的?行為單元，線程之間可以共享進(jìn)程的__地址空間__和__數(shù)據(jù)段__。3.進(jìn)程狀態(tài)主要有創(chuàng)建狀態(tài)、__就緒狀態(tài)__、運(yùn)行狀態(tài)和__阻塞狀態(tài)__。4.信號(hào)量S的初值為0，若進(jìn)程P執(zhí)行了P(S)，則S的值變?yōu)開_-1__；若進(jìn)程Q執(zhí)行了V(S)，則S的值變?yōu)開_+1__。5.死鎖產(chǎn)生的必要條件包括：互斥條件、__占有并等待__條件、非搶占條件、循環(huán)等待條件。6.分頁存儲(chǔ)管理方式中，用于存放邏輯地址到物理地址映射關(guān)系的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是__頁表__。7.文件系統(tǒng)中的目錄結(jié)構(gòu)可以有效地實(shí)現(xiàn)__文件共享__和__路徑名查找__功能。8.虛擬內(nèi)存實(shí)現(xiàn)的主要技術(shù)包括頁面置換算法和__請(qǐng)求調(diào)頁__策略。9.I/O控制方式主要有程序查詢方式、中斷方式、__DMA方式__和通道方式。10.操作系統(tǒng)的安全保護(hù)機(jī)制包括__訪問控制__和審計(jì)。三、判斷題（每題1分，共10分。請(qǐng)將“正確”或“錯(cuò)誤”填在括號(hào)內(nèi)）1.并發(fā)是指多個(gè)進(jìn)程在宏觀上同時(shí)推進(jìn)，在微觀上可能是順序推進(jìn)的。（）2.短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法一定能使平均等待時(shí)間最短。（）3.使用信號(hào)量可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)程同步和互斥。（）4.頁面置換算法的目標(biāo)是盡可能減少頁面置換次數(shù)。（）5.磁盤調(diào)度算法的目標(biāo)是盡可能減少磁頭移動(dòng)的總距離。（）6.文件系統(tǒng)的文件目錄必須存儲(chǔ)在磁盤上。（）7.虛擬內(nèi)存可以解決內(nèi)存容量不足的問題，但不會(huì)產(chǎn)生缺頁中斷。（）8.DMA方式需要CPU的干預(yù)，因此其傳輸速度一定比中斷方式慢。（）9.任何進(jìn)程都可以訪問任何其他進(jìn)程的內(nèi)存地址空間。（）10.死鎖是一種正?，F(xiàn)象，操作系統(tǒng)可以通過死鎖檢測(cè)和恢復(fù)來解決。（）四、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.簡(jiǎn)述操作系統(tǒng)提供哪些主要功能。3.簡(jiǎn)述文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)文件共享的常用方法。4.簡(jiǎn)述什么是虛擬內(nèi)存，以及它有哪些優(yōu)點(diǎn)。五、計(jì)算題（每題8分，共16分）1.假設(shè)內(nèi)存分為4個(gè)頁面，頁表大小為4，采用LRU頁面置換算法。進(jìn)程的地址流為：0,1,2,3,0,1,4,0,2。請(qǐng)計(jì)算缺頁次數(shù)。2.設(shè)磁盤有2000個(gè)柱面，編號(hào)為0到1999。磁頭當(dāng)前位于柱面100，要訪問的請(qǐng)求序列（按請(qǐng)求到達(dá)順序）為：100,450,300,200,900,400。請(qǐng)分別計(jì)算采用SSTF和SCAN算法的磁頭移動(dòng)總距離。六、分析題（每題10分，共20分）1.有兩個(gè)進(jìn)程P1和P2需要依次訪問兩個(gè)資源R1和R2。請(qǐng)分析可能導(dǎo)致死鎖的條件，并設(shè)計(jì)一種機(jī)制（例如信號(hào)量或管程）來避免死鎖的發(fā)生。2.解釋請(qǐng)求調(diào)頁機(jī)制的工作原理。當(dāng)發(fā)生缺頁中斷時(shí)，操作系統(tǒng)需要執(zhí)行哪些主要步驟來處理該中斷？試卷答案一、選擇題1.A2.B3.A4.C5.C6.D7.B8.D9.B10.A二、填空題1.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，系統(tǒng)2.核心或主3.運(yùn)行狀態(tài)4.-1，+15.占有并等待6.頁表7.文件共享8.請(qǐng)求調(diào)頁9.DMA方式10.訪問控制三、判斷題1.正確2.錯(cuò)誤3.正確4.正確5.正確6.錯(cuò)誤7.錯(cuò)誤8.錯(cuò)誤9.錯(cuò)誤10.正確四、簡(jiǎn)答題1.進(jìn)程是資源分配的基本單位，擁有獨(dú)立的地址空間，進(jìn)程之間相互隔離；線程是CPU調(diào)度的基本單位，線程之間共享進(jìn)程的地址空間和資源，切換開銷小。2.進(jìn)程管理、內(nèi)存管理、文件管理、I/O管理、設(shè)備管理、信息安全、用戶接口等。3.基于文件系統(tǒng)共享、使用文件句柄/文件描述符共享、使用緩存機(jī)制共享、使用網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)共享等。4.虛擬內(nèi)存是將物理內(nèi)存和磁盤空間結(jié)合，為用戶程序提供比實(shí)際物理內(nèi)存更大的邏輯地址空間的技術(shù)。優(yōu)點(diǎn)包括：擴(kuò)大邏輯地址空間、提高內(nèi)存利用率、實(shí)現(xiàn)內(nèi)存保護(hù)、避免碎片（內(nèi)部碎片）、使內(nèi)存分配和回收更靈活。五、計(jì)算題1.地址流：0,1,2,3,0,1,4,0,2頁表（初始為空，假設(shè)頁面0,1,2,3分別映射到物理頁0,1,2,3）：-0:未命中，缺頁，頁表[0,-,-,-],缺頁次數(shù)=1-1:未命中，缺頁，頁表[0,1,-,-],缺頁次數(shù)=2-2:未命中，缺頁，頁表[0,1,2,-],缺頁次數(shù)=3-3:未命中，缺頁，頁表[0,1,2,3],缺頁次數(shù)=4-0:命中-1:命中-4:未命中，缺頁，LRU替換頁面0，頁表[4,1,2,3],缺頁次數(shù)=5-0:未命中，缺頁，LRU替換頁面4，頁表[0,1,2,3],缺頁次數(shù)=6-2:命中缺頁總次數(shù)為6次。2.磁頭初始位置：100請(qǐng)求序列：100(已訪問),450,300,200,900,400SSTF算法：-當(dāng)前頭100，下一最近450，距離|100-450|=350-當(dāng)前頭450，下一最近300，距離|450-300|=150-當(dāng)前頭300，下一最近200，距離|300-200|=100-當(dāng)前頭200，下一最近400，距離|200-400|=200-當(dāng)前頭400，下一最近900，距離|400-900|=500總移動(dòng)距離=350+150+100+200+500=1300柱面。SCAN算法：-當(dāng)前頭100，向右掃描，訪問450，距離|100-450|=350-當(dāng)前頭450，繼續(xù)向右掃描，訪問900，距離|450-900|=450-當(dāng)前頭900，無法繼續(xù)右移，轉(zhuǎn)為向左掃描，訪問400，距離|900-400|=500-當(dāng)前頭400，繼續(xù)向左掃描，訪問300，距離|400-300|=100-當(dāng)前頭300，繼續(xù)向左掃描，訪問200，距離|300-200|=100總移動(dòng)距離=350+450+500+100+100=1500柱面。六、分析題1.可能導(dǎo)致死鎖的條件：互斥（R1和R2不可共享）、占有并等待（P1占有R1等待R2，P2占有R2等待R1）、非搶占（資源不能被強(qiáng)制剝奪）、循環(huán)等待（P1等待P2，P2等待P1）。避免死鎖機(jī)制設(shè)計(jì)（使用信號(hào)量）：定義信號(hào)量S1關(guān)聯(lián)資源R1，S1初值為1；定義信號(hào)量S2關(guān)聯(lián)資源R2，S2初值為1。P1進(jìn)程訪問R1、R2時(shí)的代碼片段：P(S1);//申請(qǐng)資源R1P(S2);//申請(qǐng)資源R2//訪問R1和R2V(S1);//釋放資源R1V(S2);//釋放資源R2P2進(jìn)程訪問R1、R2時(shí)的代碼片段：P(S2);//申請(qǐng)資源R2P(S1);//申請(qǐng)資源R1//訪問R1和R2V(S2);//釋放資源R2V(S1);//釋放資源R1通過要求進(jìn)程按R1,R2的順序申請(qǐng)資源（或R2,R1的順序），破壞了循環(huán)等待條件，即可避免死鎖。2.請(qǐng)求調(diào)頁機(jī)制工作原理：當(dāng)進(jìn)程訪問的頁面不在內(nèi)存中時(shí)，發(fā)生缺頁中斷。CPU執(zhí)行缺頁中斷處理程序，操作系統(tǒng)判斷該頁面是否在磁盤上。如果在，則將磁盤上的頁面調(diào)入內(nèi)存（通常替換一個(gè)現(xiàn)有頁面），更新頁表，然后重新啟動(dòng)被中斷的進(jìn)程。缺頁中斷處理主要步驟：