2025年大學(xué)本科（計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)）操作系統(tǒng)試題及答案

（考試時(shí)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：本卷共20小題，每小題2分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.操作系統(tǒng)是一種A.通用軟件B.系統(tǒng)軟件C.應(yīng)用軟件D.軟件包2.操作系統(tǒng)的主要功能不包括A.處理器管理B.存儲管理C.數(shù)據(jù)庫管理D.設(shè)備管理3.進(jìn)程的三種基本狀態(tài)是A.就緒、運(yùn)行、阻塞B.新建、就緒、運(yùn)行C.新建、阻塞、運(yùn)行D.新建、就緒、阻塞4.進(jìn)程調(diào)度算法中，先來先服務(wù)算法屬于A.非搶占式調(diào)度算法B.搶占式調(diào)度算法C.基于優(yōu)先級的調(diào)度算法D.基于時(shí)間片的調(diào)度算法5.存儲管理的主要功能不包括A.內(nèi)存分配B.內(nèi)存保護(hù)C.地址映射D.文件管理6.虛擬存儲器的最大容量A.由內(nèi)存和外存容量之和決定B.由計(jì)算機(jī)的地址結(jié)構(gòu)決定C.由內(nèi)存容量決定D.由外存容量決定7.設(shè)備管理中，設(shè)備控制器的主要功能不包括A.接收和識別命令B.數(shù)據(jù)交換C.數(shù)據(jù)緩沖D.中斷處理8.通道是一種A.軟件B.硬件C.數(shù)據(jù)D.設(shè)備9.文件系統(tǒng)的主要功能不包括A.文件存儲空間的管理B.文件的讀/寫管理C.文件的保護(hù)和保密D.進(jìn)程管理10.以下哪種文件物理結(jié)構(gòu)不利于文件的隨機(jī)存取A.連續(xù)結(jié)構(gòu)B.鏈接結(jié)構(gòu)C.索引結(jié)構(gòu)D.散列結(jié)構(gòu)11.操作系統(tǒng)中，對信號量S的P操作定義中，使進(jìn)程進(jìn)入相應(yīng)等待隊(duì)列等待的條件是A.S>0B.S=0C.S<0D.S≠012.死鎖產(chǎn)生的四個(gè)必要條件不包括A.互斥條件B.請求和保持條件C.不剝奪條件D.安全條件13.銀行家算法是一種A.死鎖預(yù)防算法B.死鎖避免算法C.死鎖檢測算法D.死鎖解除算法14.操作系統(tǒng)中，用戶程序可以通過A.進(jìn)程調(diào)度原語B.作業(yè)調(diào)度原語C.訪管指令D.中斷處理程序15.分時(shí)操作系統(tǒng)追求的目標(biāo)是A.高吞吐率B.充分利用內(nèi)存C.快速響應(yīng)D.減少系統(tǒng)開銷16.實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的特點(diǎn)不包括A.多路性B.獨(dú)立性C.及時(shí)性D.交互性17.多道程序設(shè)計(jì)的主要目的是A.提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)響應(yīng)速度B.充分利用內(nèi)存C.減少系統(tǒng)開銷D.提高CPU利用率18.操作系統(tǒng)中，進(jìn)程控制塊的英文縮寫是A.PCBB.PCBC.JCBD.FCB19.以下哪種存儲管理方式支持虛擬存儲器A.固定分區(qū)存儲管理B.可變分區(qū)存儲管理C.頁式存儲管理D.段式存儲管理20.設(shè)備管理中，緩沖技術(shù)的主要目的是A.提高CPU利用率B.提高內(nèi)存利用率C.提高I/O設(shè)備利用率D.提高系統(tǒng)的可靠性第II卷（非選擇題共60分）二、填空題（共10分）答題要求：本大題共5小題，每小題2分。請?jiān)诿啃☆}的空格中填上正確答案。錯(cuò)填、不填均無分。21.操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的一個(gè)______軟件，它管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件和軟件資源。22.進(jìn)程的并發(fā)執(zhí)行會導(dǎo)致程序執(zhí)行的______性、______性和______性。23.存儲管理中，地址映射是將______地址轉(zhuǎn)換為______地址。24.文件的邏輯結(jié)構(gòu)有______結(jié)構(gòu)和______結(jié)構(gòu)兩種。25.操作系統(tǒng)中，用于實(shí)現(xiàn)進(jìn)程同步的機(jī)制有______、______和______等。三、簡答題（共20分）答題要求：本大題共4小題，每小題5分。簡要回答問題。26.簡述操作系統(tǒng)的作用。27.簡述進(jìn)程調(diào)度的功能。28.簡述虛擬存儲器的實(shí)現(xiàn)原理。29.簡述文件系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)。四、綜合應(yīng)用題（共20分）答題要求：本大題共2小題，每小題10分。請根據(jù)題目要求，結(jié)合所學(xué)知識進(jìn)行分析和解答。30.某系統(tǒng)有3個(gè)并發(fā)進(jìn)程A、B、C，它們共享一個(gè)包含10個(gè)同類資源的臨界區(qū)。進(jìn)程A需要4個(gè)資源，進(jìn)程B需要3個(gè)資源，進(jìn)程C需要5個(gè)資源。請分析該系統(tǒng)是否會發(fā)生死鎖，并說明理由。有三個(gè)并發(fā)進(jìn)程A、B、C，它們共享一個(gè)包含10個(gè)同類資源的臨界區(qū)。進(jìn)程A需要4個(gè)資源，進(jìn)程B需要3個(gè)資源，進(jìn)程C需要5個(gè)資源。首先計(jì)算三個(gè)進(jìn)程總共需要的資源數(shù)為4+3+5=12個(gè)資源。而系統(tǒng)總共只有10個(gè)資源，資源數(shù)小于進(jìn)程所需資源總數(shù)，所以存在資源競爭。假設(shè)每個(gè)進(jìn)程都先獲取了部分資源，比如A獲取3個(gè)，B獲取2個(gè)，C獲取4個(gè)，此時(shí)總共已分配9個(gè)資源，還剩1個(gè)資源。無論這個(gè)資源分配給哪個(gè)進(jìn)程，都不能滿足該進(jìn)程的全部需求，從而導(dǎo)致所有進(jìn)程都處于等待資源的狀態(tài)，進(jìn)而發(fā)生死鎖。31.有一個(gè)文件系統(tǒng)，采用索引分配方式，盤塊大小為1KB，每個(gè)盤塊號占4B?，F(xiàn)有一個(gè)文件，其邏輯記錄大小為256B，共200個(gè)邏輯記錄。請計(jì)算該文件需要占用多少個(gè)盤塊，并畫出該文件的索引表結(jié)構(gòu)。每個(gè)邏輯記錄大小為256B，200個(gè)邏輯記錄的文件大小為256×200=51200B。盤塊大小為1KB=1024B。則文件需要占用的盤塊數(shù)為51200÷1024=50個(gè)盤塊。索引表結(jié)構(gòu)如下：每個(gè)索引項(xiàng)占4B，用于存放盤塊號。索引表中共有50個(gè)索引項(xiàng)，依次對應(yīng)文件的50個(gè)盤塊。五、論述題（共10分）答題要求：本大題共1小題，請根據(jù)題目要求，結(jié)合所學(xué)知識進(jìn)行詳細(xì)論述。32.論述操作系統(tǒng)中進(jìn)程同步和互斥的概念，并舉例說明如何實(shí)現(xiàn)進(jìn)程同步和互斥。進(jìn)程同步是指系統(tǒng)中多個(gè)進(jìn)程中發(fā)生的事件存在某種時(shí)序關(guān)系，需要相互合作，共同完成一項(xiàng)任務(wù)。進(jìn)程互斥是指進(jìn)程之間對臨界資源的訪問要互斥進(jìn)行，即同一時(shí)刻只能有一個(gè)進(jìn)程訪問臨界資源。實(shí)現(xiàn)進(jìn)程同步可以使用信號量機(jī)制，例如生產(chǎn)者-消費(fèi)者問題中，通過信號量來控制緩沖區(qū)的狀態(tài)，生產(chǎn)者生產(chǎn)數(shù)據(jù)后通過信號量通知消費(fèi)者，消費(fèi)者獲取數(shù)據(jù)后通過信號量通知生產(chǎn)者。實(shí)現(xiàn)進(jìn)程互斥可以使用互斥鎖，當(dāng)一個(gè)進(jìn)程獲取互斥鎖后，其他進(jìn)程不能再獲取，直到該進(jìn)程釋放互斥鎖，如在多線程訪問共享資源時(shí)，使用互斥鎖來保證資源的互斥訪問。答案：1.B2.C3.A4.A5.D6.B7.D8.B9.D10.B11.C12.D13.B14.C15.C16.D17.DA19.C20.C21.系統(tǒng)22.間斷性、失去封閉性、不可再現(xiàn)性23.邏輯、物理24.流式、記錄式25.信號量、互斥鎖、管程26.操作系統(tǒng)作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的一個(gè)系統(tǒng)軟件，它管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件和軟件資源，控制程序的執(zhí)行，改善人機(jī)界面，為用戶提供一個(gè)方便、高效、安全的計(jì)算機(jī)工作環(huán)境。27.進(jìn)程調(diào)度的功能主要包括：記錄系統(tǒng)中所有進(jìn)程的執(zhí)行情況；選擇一個(gè)合適的進(jìn)程投入運(yùn)行；進(jìn)行進(jìn)程上下文切換，將CPU分配給選中的進(jìn)程。28.虛擬存儲器的實(shí)現(xiàn)原理是基于程序的局部性原理。它通過請求分頁存儲管理或請求分段存儲管理方式，將程序的一部分裝入內(nèi)存，而將其他部分存放在外存中。當(dāng)程序執(zhí)行時(shí)，根據(jù)需要將外存中的數(shù)據(jù)調(diào)入內(nèi)存，從而在邏輯上為用戶提供一個(gè)比實(shí)際內(nèi)存大得多的虛擬存儲空間。29.文件系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)一般包括：用戶接口層，為用戶提供操作文件的接口；文件目錄層，負(fù)責(zé)管理文件目錄；文件存儲層，負(fù)責(zé)文件的存儲和讀??；設(shè)備管理層，負(fù)責(zé)與外部設(shè)備進(jìn)行交互。30.該系統(tǒng)會發(fā)生死鎖。因?yàn)槿齻€(gè)進(jìn)程總共需要12個(gè)資源（4+3+5），而系統(tǒng)只有10個(gè)資源，資源不足。假設(shè)每個(gè)進(jìn)程都先獲取部分資源，如A獲取3個(gè)，B獲取2個(gè)，C獲取4個(gè)，此時(shí)已分配9個(gè)資源，還剩1個(gè)資源。無論這個(gè)資源分配給哪個(gè)進(jìn)程，都不能滿足其全部需求，導(dǎo)致所有進(jìn)程都等待資源，從而發(fā)生死鎖。31.文件大小為256×200=51200B，盤塊大小為1024B，所以需要占用51200÷1024=50個(gè)盤塊。索引表結(jié)構(gòu)：每個(gè)索引項(xiàng)占4B，存放盤塊號，共有50個(gè)索引項(xiàng)，依次對應(yīng)文件的50個(gè)盤塊。32.進(jìn)程同步是指系統(tǒng)中多個(gè)進(jìn)程中發(fā)生的事件存在某種時(shí)序關(guān)系，需要相互合作，共同完成一項(xiàng)任務(wù)。進(jìn)程互斥是指進(jìn)程之間對臨界資源的訪問要互斥進(jìn)行，即同一