2025年大學(xué)大三（計算機科學(xué)與技術(shù)）操作系統(tǒng)原理測試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共40分）答題要求：每題只有一個正確答案，請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。(總共10題，每題4分)1.操作系統(tǒng)是一種（）。A.系統(tǒng)軟件B.應(yīng)用軟件C.工具軟件D.調(diào)試軟件2.進程和程序的一個本質(zhì)區(qū)別是（）。A.前者為動態(tài)的，后者為靜態(tài)的B.前者存儲在內(nèi)存，后者存儲在外存C.前者在一個文件中，后者在多個文件中D.前者分時使用CPU，后者獨占CPU3.操作系統(tǒng)中對數(shù)據(jù)進行管理的部分叫做（）。A.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)B.文件系統(tǒng)C.檢索系統(tǒng)D.數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)4.進程從運行狀態(tài)變?yōu)樽枞麪顟B(tài)的原因是（）。A.輸入或輸出事件發(fā)生B.時間片到C.輸入或輸出事件完成D.某個進程被喚醒5.下面關(guān)于線程的敘述中，正確的是（）。A.線程包含CPU現(xiàn)場，可以獨立執(zhí)行程序B.每個線程有自己獨立的內(nèi)存空間C.進程只能包含一個線程D.線程之間的通信比較復(fù)雜，通信效率較低6.虛擬存儲器的最大容量（）。A.為內(nèi)外存容量之和B.由計算機的地址結(jié)構(gòu)決定C.是任意的D.由作業(yè)的地址空間決定7.若系統(tǒng)中有五臺繪圖儀，有多個進程均需要使用兩臺，規(guī)定每個進程一次僅允許申請一臺，則至多允許（）個進程參與競爭，而不會發(fā)生死鎖。A.5B.2C.3D.48.操作系統(tǒng)采用緩沖技術(shù)，能夠減少對CPU的（）次數(shù)，從而提高資源的利用率。A.中斷B.訪問C.控制D.依賴9.操作系統(tǒng)通過（）對進程進行管理。A.進程控制塊B.程序C.PCBD.作業(yè)控制塊10.當用戶程序執(zhí)行訪管指令時，中斷裝置將使中央處理器（）工作。A.維持在目態(tài)B.從目態(tài)轉(zhuǎn)換到管態(tài)C.維持在管態(tài)D.從管態(tài)轉(zhuǎn)換到目態(tài)第II卷（非選擇題共60分）答題要求：請根據(jù)題目要求，簡要回答問題，書寫要清晰、準確。二、填空題(總共5題，每題4分，共20分)1.操作系統(tǒng)的基本特征是并發(fā)、共享、（）和虛擬。2.進程的三種基本狀態(tài)是就緒態(tài)、運行態(tài)和（）。3.程序順序執(zhí)行時具有順序性、封閉性和（）的特點。4.存儲器管理的主要功能包括內(nèi)存分配、內(nèi)存保護、地址映射和（）。5.設(shè)備管理中引入緩沖機制的主要原因是為了緩和CPU和I/O設(shè)備之間速度不匹配的矛盾、減少對CPU的中斷頻率以及提高（）的利用率。三、簡答題(總共3題，每題10分，共30分)1.簡述操作系統(tǒng)的功能。2.什么是進程同步？進程同步的主要任務(wù)是什么？3.簡述分頁存儲管理和分段存儲管理的區(qū)別。四、綜合分析題(10分)材料：在一個多道程序系統(tǒng)中，有三個進程P1、P2、P3，它們共享一臺打印機。進程P1使用打印機打印文檔，進程P2使用打印機打印報表，進程P3使用打印機打印圖片。每個進程在使用打印機時，都需要占用一段時間。問題：請分析如何通過合理的同步機制來避免打印機使用過程中的死鎖問題，并說明理由。五、設(shè)計題(10分)材料：假設(shè)要設(shè)計一個簡單的文件系統(tǒng)，該文件系統(tǒng)支持文件的創(chuàng)建、刪除、讀取和寫入操作。文件存儲在磁盤上，磁盤以塊為單位進行管理，每個塊大小為512字節(jié)。問題：請設(shè)計一個文件控制塊（FCB）的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲文件的相關(guān)信息，并說明每個字段的作用。答案：一、1.A2.A3.B4.A5.A6.B7.D8.A9.C10.B二、1.異步2.阻塞態(tài)3.可再現(xiàn)性4.內(nèi)存擴充5.I/O設(shè)備三、1.操作系統(tǒng)的功能包括處理器管理、存儲器管理、設(shè)備管理、文件管理以及用戶接口管理等。處理器管理負責進程的調(diào)度與控制；存儲器管理實現(xiàn)內(nèi)存的分配、保護、映射等；設(shè)備管理對各類I/O設(shè)備進行管理；文件管理用于文件的存儲、檢索等操作；用戶接口管理提供命令接口和程序接口方便用戶使用系統(tǒng)。2.進程同步是指進程之間一種直接的協(xié)同工作關(guān)系，這些進程相互合作，共同完成一項任務(wù)。進程同步的主要任務(wù)是使并發(fā)執(zhí)行的進程之間能按照一定的規(guī)則（或時序）共享系統(tǒng)資源，并能很好地相互合作，從而使程序的執(zhí)行具有可再現(xiàn)性。3.分頁存儲管理是將內(nèi)存空間劃分為大小相等的頁，程序也按頁劃分，邏輯地址由頁號和頁內(nèi)偏移組成，通過頁表進行地址映射。分段存儲管理是將程序按邏輯段劃分，每個段有自己的名字和長度，邏輯地址由段號和段內(nèi)地址組成，通過段表進行地址映射。區(qū)別在于分頁是物理上劃分內(nèi)存，分段是邏輯上劃分程序；分頁用戶不可見，分段用戶可見；分頁旨在提高內(nèi)存利用率，分段旨在滿足用戶編程需求。四、可以采用信號量機制來避免死鎖問題。定義一個信號量S，其初始值為1，表示打印機可用。當進程需要使用打印機時，先對信號量S進行P操作，如果S的值大于等于0，則進程可以使用打印機，并將S的值減1；如果S的值為-1，則進程阻塞等待。當進程使用完打印機后，對信號量S進行V操作，將S的值加1。這樣可以保證只有一個進程能夠使用打印機，從而避免死鎖的發(fā)生。因為信號量機制可以有效地控制進程對共享資源的訪問，使得進程之間能夠有序地使用打印機，避免了相互等待導(dǎo)致的死鎖。五、文件控制塊（FCB）的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以設(shè)計如下：文件名（16字節(jié)）：用于存儲文件的名稱；文件大?。?字節(jié)）：記錄文件的字節(jié)數(shù)；文件起始塊號（4字節(jié)）：指出文件在磁盤上的起始塊號；文件屬性（2字節(jié)）：如只讀、可寫、隱藏等屬性；