計(jì)算機(jī)專升本《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)》2025年模擬考考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分。下列每小題備選答案中，只有一個(gè)符合題意，請(qǐng)將正確選項(xiàng)的代表字母填寫(xiě)在題后的括號(hào)內(nèi)。）1.操作系統(tǒng)是一種（）。A.應(yīng)用軟件B.系統(tǒng)軟件C.工具軟件D.編譯軟件2.在操作系統(tǒng)中，進(jìn)程與程序的區(qū)別在于（）。A.程序是靜態(tài)的，進(jìn)程是動(dòng)態(tài)的B.程序是執(zhí)行的過(guò)程，進(jìn)程是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)C.程序存儲(chǔ)在外存，進(jìn)程存儲(chǔ)在內(nèi)存D.進(jìn)程需要資源，程序不需要資源3.以下關(guān)于進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換的描述，錯(cuò)誤的是（）。A.就緒態(tài)的進(jìn)程可以變?yōu)檫\(yùn)行態(tài)B.運(yùn)行態(tài)的進(jìn)程可以變?yōu)榫途w態(tài)C.運(yùn)行態(tài)的進(jìn)程可以變?yōu)樽枞麘B(tài)D.阻塞態(tài)的進(jìn)程可以直接變?yōu)檫\(yùn)行態(tài)4.下列進(jìn)程調(diào)度算法中，平均等待時(shí)間最短的是（）。A.先來(lái)先服務(wù)（FCFS）B.短作業(yè)優(yōu)先（SJF）C.優(yōu)先級(jí)調(diào)度D.時(shí)間片輪轉(zhuǎn)（RR）5.解決進(jìn)程同步互斥問(wèn)題的有效機(jī)制是（）。A.中斷B.系統(tǒng)調(diào)用C.信號(hào)量機(jī)制D.分時(shí)技術(shù)6.在內(nèi)存管理中，動(dòng)態(tài)分區(qū)分配方式的主要缺點(diǎn)是（）。A.內(nèi)存碎片問(wèn)題B.分區(qū)大小固定C.內(nèi)存利用率低D.分配速度慢7.下列關(guān)于虛擬內(nèi)存的描述，錯(cuò)誤的是（）。A.虛擬內(nèi)存可以擴(kuò)大邏輯地址空間B.虛擬內(nèi)存需要硬件支持C.虛擬內(nèi)存的實(shí)現(xiàn)通常采用分頁(yè)或分段技術(shù)D.虛擬內(nèi)存消除了外部碎片問(wèn)題8.在文件系統(tǒng)中，文件的邏輯結(jié)構(gòu)通常采用（）。A.索引結(jié)構(gòu)B.順序結(jié)構(gòu)C.鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)D.樹(shù)形結(jié)構(gòu)9.文件系統(tǒng)提供（）服務(wù)，使用戶可以方便地訪問(wèn)和管理文件。A.進(jìn)程管理B.內(nèi)存管理C.設(shè)備管理D.文件控制10.磁盤(pán)調(diào)度算法中，最短尋道時(shí)間優(yōu)先（SSTF）算法的主要缺點(diǎn)是（）。A.平均尋道時(shí)間可能不是最優(yōu)B.可能導(dǎo)致饑餓現(xiàn)象C.實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單D.對(duì)磁盤(pán)壽命有影響二、判斷題（每題1分，共10分。請(qǐng)將判斷結(jié)果（正確填“√”，錯(cuò)誤填“×”）填寫(xiě)在題后的括號(hào)內(nèi)。）1.操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中最重要的一種系統(tǒng)軟件。（）2.并發(fā)是指多個(gè)進(jìn)程宏觀上同時(shí)執(zhí)行，并行是指多個(gè)進(jìn)程微觀上同時(shí)執(zhí)行。（）3.程序計(jì)數(shù)器（PC）是CPU的一個(gè)寄存器，用于存放下一條要執(zhí)行的指令地址。（）4.任何進(jìn)程至少處于運(yùn)行態(tài)或阻塞態(tài)之一。（）5.優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法會(huì)保證優(yōu)先級(jí)高的進(jìn)程先獲得CPU。（）6.上下文切換是指將CPU從一個(gè)進(jìn)程切換到另一個(gè)進(jìn)程的過(guò)程，需要保存當(dāng)前進(jìn)程的狀態(tài)并加載下一個(gè)進(jìn)程的狀態(tài)。（）7.分段管理內(nèi)存可以更好地保護(hù)內(nèi)存，但無(wú)法解決外部碎片問(wèn)題。（）8.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。（）9.文件系統(tǒng)中的目錄是一種特殊的文件，用于存放文件名和文件物理地址。（）10.磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中負(fù)責(zé)讀寫(xiě)磁盤(pán)信息的設(shè)備。（）三、填空題（每空1分，共10分。請(qǐng)將答案填寫(xiě)在橫線上。）1.操作系統(tǒng)通過(guò)________機(jī)制管理進(jìn)程之間的同步和互斥。2.進(jìn)程的基本狀態(tài)有________、阻塞態(tài)和就緒態(tài)。3.磁盤(pán)的訪問(wèn)時(shí)間通常包括尋道時(shí)間、旋轉(zhuǎn)延遲時(shí)間和________。4.分頁(yè)是一種按________將內(nèi)存邏輯地址空間劃分成頁(yè)，將物理內(nèi)存劃分成頁(yè)框的內(nèi)存管理方式。5.文件系統(tǒng)中，路徑是指從________到目標(biāo)文件的完整訪問(wèn)路徑。6.在文件系統(tǒng)中，文件的物理結(jié)構(gòu)主要有順序結(jié)構(gòu)、鏈接結(jié)構(gòu)和________。7.信號(hào)量機(jī)制中，P操作對(duì)應(yīng)于________操作，V操作對(duì)應(yīng)于________操作。8.虛擬內(nèi)存的主要實(shí)現(xiàn)技術(shù)有________和分段。9.文件系統(tǒng)提供________、創(chuàng)建、刪除、讀寫(xiě)等操作。10.時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法需要設(shè)置一個(gè)參數(shù)，稱為_(kāi)_______。四、名詞解釋（每題3分，共15分。請(qǐng)用簡(jiǎn)明扼要的語(yǔ)言解釋下列名詞。）1.進(jìn)程2.進(jìn)程上下文3.虛擬內(nèi)存4.文件系統(tǒng)5.磁盤(pán)調(diào)度五、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分。請(qǐng)簡(jiǎn)要回答下列問(wèn)題。）1.簡(jiǎn)述操作系統(tǒng)的主要功能。2.解釋什么是進(jìn)程的并發(fā)和并行，并舉例說(shuō)明。3.簡(jiǎn)述采用分頁(yè)技術(shù)管理內(nèi)存的優(yōu)點(diǎn)。4.文件系統(tǒng)為什么要解決碎片問(wèn)題？六、綜合分析題（每題10分，共20分。請(qǐng)根據(jù)要求進(jìn)行分析和計(jì)算。）1.假設(shè)內(nèi)存只有兩個(gè)頁(yè)框，初始為空閑。進(jìn)程A需要訪問(wèn)的頁(yè)面序列為：0,1,2,0,3,0,1,2,3。請(qǐng)分別用先進(jìn)先出（FIFO）頁(yè)面置換算法和最優(yōu)頁(yè)面置換算法（假設(shè)未來(lái)可見(jiàn)）計(jì)算缺頁(yè)次數(shù)，并簡(jiǎn)要分析兩種算法的優(yōu)缺點(diǎn)。2.某文件系統(tǒng)采用順序文件結(jié)構(gòu)，文件A由10個(gè)記錄R0,R1,...,R9組成，每個(gè)記錄占用100字節(jié)。假設(shè)文件A的起始物理地址為1000，每個(gè)物理塊可以存放200字節(jié)。請(qǐng)計(jì)算記錄R5的物理地址范圍。試卷答案一、單項(xiàng)選擇題1.B2.A3.D4.B5.C6.A7.D8.B9.D10.B解析思路：1.操作系統(tǒng)是系統(tǒng)軟件，管理計(jì)算機(jī)硬件和軟件資源。B正確。2.程序是靜態(tài)的代碼，進(jìn)程是程序在執(zhí)行過(guò)程中的動(dòng)態(tài)實(shí)例。A正確。3.進(jìn)程可以由運(yùn)行態(tài)變?yōu)榫途w態(tài)（釋放CPU）或阻塞態(tài)（等待I/O等），但阻塞態(tài)的進(jìn)程需要變?yōu)榫途w態(tài)后才能被調(diào)度運(yùn)行，不能直接變?yōu)檫\(yùn)行態(tài)。D錯(cuò)誤。4.短作業(yè)優(yōu)先（SJF）算法在平均等待時(shí)間方面表現(xiàn)最優(yōu)（假設(shè)作業(yè)執(zhí)行時(shí)間已知且按到達(dá)順序排列）。B正確。5.信號(hào)量機(jī)制（P、V操作）是解決進(jìn)程同步互斥的經(jīng)典方法。C正確。6.動(dòng)態(tài)分區(qū)分配會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生內(nèi)存碎片（內(nèi)部碎片和外部碎片），尤其是外部碎片會(huì)使得難以分配足夠大的連續(xù)內(nèi)存空間給進(jìn)程。A正確。7.虛擬內(nèi)存雖然擴(kuò)大了邏輯地址空間，但仍然需要物理內(nèi)存來(lái)存放已加載的頁(yè)面，且外部碎片問(wèn)題依然存在（物理內(nèi)存碎片）。D錯(cuò)誤。8.文件系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)通常采用順序結(jié)構(gòu)，即文件數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)介質(zhì)上連續(xù)存放。B正確。9.文件控制是文件系統(tǒng)提供的基本服務(wù)之一，包括創(chuàng)建、刪除、讀寫(xiě)、權(quán)限管理等。D正確。10.SSTF算法可能導(dǎo)致低優(yōu)先級(jí)進(jìn)程長(zhǎng)時(shí)間得不到服務(wù)，即產(chǎn)生饑餓現(xiàn)象。B正確。二、判斷題1.√2.√3.√4.√5.√6.√7.×8.√9.√10.√解析思路：1.操作系統(tǒng)是管理計(jì)算機(jī)軟硬件資源、提供用戶接口的基礎(chǔ)軟件。√2.并發(fā)指宏觀上同時(shí)執(zhí)行，并行指微觀上同時(shí)執(zhí)行（多核）?！?.PC寄存器指向下一條指令地址?！?.進(jìn)程狀態(tài)非運(yùn)行即阻塞（或就緒）。√5.優(yōu)先級(jí)調(diào)度優(yōu)先服務(wù)高優(yōu)先級(jí)進(jìn)程?！?.上下文切換涉及保存和加載進(jìn)程狀態(tài)。√7.分段管理可以保護(hù)內(nèi)存，但外部碎片問(wèn)題依然存在?！?.虛擬內(nèi)存通過(guò)映射實(shí)現(xiàn)更大地址空間。√9.目錄是特殊文件，存儲(chǔ)文件名和屬性/地址?！?0.磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器是讀寫(xiě)磁盤(pán)的設(shè)備?！倘⑻羁疹}1.信號(hào)量2.運(yùn)行態(tài)3.尋道時(shí)間4.固定大?。ɑ颉绊?yè)”）5.根目錄6.索引結(jié)構(gòu)7.P（或“wait”）；V（或“signal”）8.分頁(yè)9.文件控制10.時(shí)間片（或“時(shí)間片長(zhǎng)度”）四、名詞解釋1.進(jìn)程：進(jìn)程是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中正在運(yùn)行的程序的一個(gè)實(shí)例，是資源分配的基本單位，具有動(dòng)態(tài)性、并發(fā)性、獨(dú)立性、異步性等特點(diǎn)。2.進(jìn)程上下文：進(jìn)程上下文是指進(jìn)程運(yùn)行時(shí)所需的數(shù)據(jù)和狀態(tài)，包括程序計(jì)數(shù)器、寄存器值、堆棧指針、程序代碼、數(shù)據(jù)集、進(jìn)程狀態(tài)等信息。上下文切換就是保存當(dāng)前進(jìn)程的上下文并加載下一個(gè)進(jìn)程的上下文。3.虛擬內(nèi)存：虛擬內(nèi)存是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供的一種內(nèi)存管理技術(shù)，它讓每個(gè)進(jìn)程都認(rèn)為自己擁有一個(gè)連續(xù)且私有的內(nèi)存地址空間，而實(shí)際上這些地址空間只有一部分在物理內(nèi)存中，其余部分可以暫時(shí)存放在磁盤(pán)上，從而擴(kuò)大了可用的邏輯地址空間。4.文件系統(tǒng)：文件系統(tǒng)是操作系統(tǒng)中負(fù)責(zé)管理和組織計(jì)算機(jī)文件的一組系統(tǒng)軟件和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它提供了文件的創(chuàng)建、刪除、讀寫(xiě)、共享、保護(hù)等操作，以及管理文件存儲(chǔ)空間和目錄結(jié)構(gòu)的功能。5.磁盤(pán)調(diào)度：磁盤(pán)調(diào)度是指操作系統(tǒng)根據(jù)一定的算法，決定多個(gè)等待訪問(wèn)磁盤(pán)的進(jìn)程（或請(qǐng)求）的訪問(wèn)順序和時(shí)機(jī)，以減少平均尋道時(shí)間或等待時(shí)間，提高磁盤(pán)I/O效率的過(guò)程。五、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述操作系統(tǒng)的主要功能。操作系統(tǒng)的主要功能包括：進(jìn)程管理（調(diào)度、同步、互斥、死鎖處理）、內(nèi)存管理（分配、回收、保護(hù)、擴(kuò)充）、文件管理（文件創(chuàng)建、刪除、讀寫(xiě)、共享、保護(hù)）、設(shè)備管理（設(shè)備分配、回收、驅(qū)動(dòng)程序、緩沖管理）以及提供用戶接口（命令接口、圖形接口）。2.解釋什么是進(jìn)程的并發(fā)和并行，并舉例說(shuō)明。并發(fā)是指多個(gè)進(jìn)程宏觀上看起來(lái)同時(shí)在執(zhí)行，但實(shí)際上在微觀上可能是交替執(zhí)行的，這通常發(fā)生在單核CPU上。并行是指多個(gè)進(jìn)程在多個(gè)處理器核心上同時(shí)執(zhí)行。例如，在單核CPU上，操作系統(tǒng)通過(guò)時(shí)間片輪轉(zhuǎn)讓進(jìn)程A執(zhí)行一段時(shí)間，然后切換到進(jìn)程B執(zhí)行一段時(shí)間，宏觀上看像是A和B在并發(fā)執(zhí)行，但實(shí)際上是交替的。在多核CPU上，如果進(jìn)程A和進(jìn)程B同時(shí)在不同的核心上執(zhí)行，則是并行執(zhí)行。3.簡(jiǎn)述采用分頁(yè)技術(shù)管理內(nèi)存的優(yōu)點(diǎn)。分頁(yè)技術(shù)管理內(nèi)存的優(yōu)點(diǎn)包括：解決了內(nèi)存碎片問(wèn)題（特別是外部碎片），使得內(nèi)存可以被動(dòng)態(tài)分配給進(jìn)程，提高了內(nèi)存利用率；可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)存保護(hù)，每個(gè)頁(yè)可以設(shè)置訪問(wèn)權(quán)限，保護(hù)進(jìn)程不受其他進(jìn)程的干擾；為虛擬內(nèi)存的實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。4.文件系統(tǒng)為什么要解決碎片問(wèn)題？文件系統(tǒng)需要解決碎片問(wèn)題，主要是因?yàn)樗槠瑫?huì)降低磁盤(pán)空間利用率和文件訪問(wèn)效率。內(nèi)部碎片是指分配給文件的內(nèi)存塊比文件實(shí)際數(shù)據(jù)占用的空間大，浪費(fèi)了存儲(chǔ)空間。外部碎片是指空閑磁盤(pán)空間分散成許多不連續(xù)的小塊，導(dǎo)致難以找到足夠大的連續(xù)空間來(lái)分配給需要較大空間的文件，即使磁盤(pán)總空閑空間足夠也可能會(huì)出現(xiàn)分配失敗的情況。解決碎片問(wèn)題（如通過(guò)碎片整理）可以合并零散的空閑塊，形成大塊的連續(xù)空間，提高空間利用率和分配效率。六、綜合分析題1.假設(shè)內(nèi)存只有兩個(gè)頁(yè)框，初始為空閑。進(jìn)程A需要訪問(wèn)的頁(yè)面序列為：0,1,2,0,3,0,1,2,3。請(qǐng)分別用先進(jìn)先出（FIFO）頁(yè)面置換算法和最優(yōu)頁(yè)面置換算法（假設(shè)未來(lái)可見(jiàn)）計(jì)算缺頁(yè)次數(shù)，并簡(jiǎn)要分析兩種算法的優(yōu)缺點(diǎn)。FIFO頁(yè)面置換算法：初始狀態(tài)：[](空)訪問(wèn)0：缺頁(yè)，[0](缺頁(yè)次數(shù)=1)訪問(wèn)1：缺頁(yè)，[0,1](缺頁(yè)次數(shù)=2)訪問(wèn)2：缺頁(yè)，[1,2](缺頁(yè)次數(shù)=3)訪問(wèn)0：頁(yè)面0已在內(nèi)存，[0,2](缺頁(yè)次數(shù)=3)訪問(wèn)3：缺頁(yè)，[2,3](缺頁(yè)次數(shù)=4)訪問(wèn)0：頁(yè)面0已在內(nèi)存，[0,3](缺頁(yè)次數(shù)=4)訪問(wèn)1：頁(yè)面1將在下一秒被置換（按FIFO順序），缺頁(yè)，[1,3](缺頁(yè)次數(shù)=5)訪問(wèn)2：頁(yè)面2將在下一秒被置換（按FIFO順序），缺頁(yè)，[2,3](缺頁(yè)次數(shù)=6)訪問(wèn)3：頁(yè)面3已在內(nèi)存，[2,3](缺頁(yè)次數(shù)=6)總?cè)表?yè)次數(shù)：6次。最優(yōu)頁(yè)面置換算法（假設(shè)未來(lái)可見(jiàn)）：初始狀態(tài)：[](空)訪問(wèn)0：缺頁(yè)，[0](缺頁(yè)次數(shù)=1)訪問(wèn)1：缺頁(yè)，[0,1](缺頁(yè)次數(shù)=2)訪問(wèn)2：缺頁(yè)，[0,2](缺頁(yè)次數(shù)=3)（未來(lái)不會(huì)再次訪問(wèn)頁(yè)面0，置換0）訪問(wèn)0：缺頁(yè)，[2,0](缺頁(yè)次數(shù)=4)（未來(lái)會(huì)訪問(wèn)頁(yè)面1和2，不置換2；未來(lái)會(huì)訪問(wèn)頁(yè)面0，不置換0；但按順序，先看后面，未來(lái)會(huì)訪問(wèn)1和2，不置換1；這里最優(yōu)策略是置換0，因?yàn)槲磥?lái)會(huì)訪問(wèn)1和2，0之后不再訪問(wèn)）*修正思考：*最優(yōu)算法是每次選擇未來(lái)最久不訪問(wèn)的頁(yè)面進(jìn)行置換。看未來(lái)序列：0,1,2,0,3,0,1,2,3在訪問(wèn)2時(shí)，未來(lái)序列是0,3,0,1,2,3。頁(yè)面0將再次訪問(wèn)，頁(yè)面1將再次訪問(wèn)，頁(yè)面2將再次訪問(wèn)。此時(shí)不應(yīng)置換任何頁(yè)面。在訪問(wèn)0時(shí)，未來(lái)序列是3,0,1,2,3。頁(yè)面3將再次訪問(wèn)，頁(yè)面0將再次訪問(wèn)，頁(yè)面1將再次訪問(wèn)，頁(yè)面2將再次訪問(wèn)。此時(shí)不應(yīng)置換任何頁(yè)面。在訪問(wèn)3時(shí)，未來(lái)序列是0,1,2,3。頁(yè)面0將再次訪問(wèn)，頁(yè)面1將再次訪問(wèn)，頁(yè)面2將再次訪問(wèn)，頁(yè)面3將再次訪問(wèn)。此時(shí)不應(yīng)置換任何頁(yè)面。在訪問(wèn)0時(shí)，未來(lái)序列是1,2,3。頁(yè)面1將再次訪問(wèn)，頁(yè)面2將再次訪問(wèn)，頁(yè)面3將再次訪問(wèn)。此時(shí)不應(yīng)置換任何頁(yè)面。在訪問(wèn)1時(shí)，未來(lái)序列是2,3。頁(yè)面2將再次訪問(wèn)，頁(yè)面3將再次訪問(wèn)。此時(shí)不應(yīng)置換任何頁(yè)面。在訪問(wèn)2時(shí)，未來(lái)序列是3。頁(yè)面3將再次訪問(wèn)。此時(shí)不應(yīng)置換任何頁(yè)面。在訪問(wèn)3時(shí)，無(wú)未來(lái)訪問(wèn)?？梢灾脫Q任意頁(yè)面，假設(shè)置換0。所以最優(yōu)算法的缺頁(yè)序列為：0,1,2,0,3,0,1,2,3。缺頁(yè)次數(shù)為3次。優(yōu)缺點(diǎn)分析：FIFO算法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但平均缺頁(yè)率可能較高，尤其是在頁(yè)面訪問(wèn)模式具有局部性時(shí)（如循環(huán)訪問(wèn)）。最優(yōu)算法能保證得到最少的缺頁(yè)次數(shù)，性能最好，但需要預(yù)知未來(lái)的頁(yè)面訪問(wèn)序列，實(shí)現(xiàn)起來(lái)非常困難，實(shí)際中不可行。2.某文件系統(tǒng)采用順序文件結(jié)構(gòu)，文件A由10個(gè)記錄R