2025年五、行业垂直软件考试《操作系统》模拟试题试卷及答案

2025年五、行业垂直软件考试《操作系统》模拟试题及答案一、单项选择题（本大题共15小题，每小题2分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是最符合题目要求的）1.若系统中有5个进程，每个进程需要3个资源R，系统至少需要（）个资源R才能保证不发生死锁。A.10B.11C.12D.132.某进程在运行过程中需要访问打印机，此时进程的状态会从（）。A.就绪态转为运行态B.运行态转为阻塞态C.阻塞态转为就绪态D.运行态转为就绪态3.采用时间片轮转调度算法时，时间片过大会导致（）。A.系统开销增加B.平均周转时间变长C.进程响应速度变慢D.实时性无法保证4.在分页存储管理中，页表的作用是（）。A.记录内存块的使用情况B.实现逻辑地址到物理地址的映射C.管理进程的页框分配D.存储进程的代码和数据5.虚拟内存的理论基础是（）。A.局部性原理B.交换技术C.覆盖技术D.动态链接6.文件系统中，目录项的主要作用是（）。A.存储文件内容B.记录文件的元数据C.管理磁盘空闲块D.实现文件的共享与保护7.某磁盘共有200个磁道（0-199），当前磁头位于100号磁道，若采用SCAN算法处理请求序列（150,80,180,30,120），则磁头移动的总距离为（）。A.200B.220C.240D.2608.临界区是指（）。A.进程中访问临界资源的代码段B.内存中存放临界资源的区域C.操作系统管理临界资源的模块D.多个进程共享的全局变量9.在银行家算法中，系统处于安全状态的条件是（）。A.存在一个进程推进顺序使得所有进程都能完成B.可用资源数大于等于所有进程的最大需求C.没有进程处于阻塞状态D.所有进程的等待资源数都小于可用资源10.以下关于线程的描述，错误的是（）。A.线程是CPU调度的基本单位B.同一进程的线程共享进程的地址空间C.线程的创建开销大于进程D.线程可以并发执行11.某系统采用可变分区存储管理，内存分配时优先选择满足要求且最小的空闲分区，该策略是（）。A.首次适应算法B.最佳适应算法C.最坏适应算法D.邻近适应算法12.文件的物理结构中，（）适合随机访问但不适合顺序访问。A.连续结构B.链接结构C.索引结构D.直接结构13.I/O控制方式中，（）需要CPU不断查询I/O设备的状态。A.程序直接控制方式B.中断驱动方式C.DMA方式D.通道控制方式14.以下不属于进程间通信方式的是（）。A.共享内存B.信号量C.消息传递D.管道15.某计算机系统的页大小为4KB，逻辑地址为32位，则页号占（）位。A.10B.12C.20D.22二、填空题（本大题共10小题，每空1分，共10分）1.操作系统的主要功能包括处理机管理、__________、文件管理、设备管理和用户接口。2.进程的三种基本状态是运行态、就绪态和__________。3.死锁的四个必要条件是互斥条件、__________、不可抢占条件和循环等待条件。4.虚拟内存的特征包括离散性、多次性、对换性和__________。5.文件的逻辑结构分为有结构文件（记录式文件）和__________（流式文件）。6.磁盘调度算法中，__________算法可以减少磁头的移动距离，避免“饥饿”现象。7.信号量S的初值为3，若执行3次P操作后，S的值为__________。8.在分页存储管理中，逻辑地址由页号和__________两部分组成。9.I/O软件的层次结构自底向上依次为设备驱动程序、__________、设备独立性软件和用户层软件。10.进程的上下文包括进程的寄存器值、__________和环境变量等运行时信息。三、简答题（本大题共5小题，每小题6分，共30分）1.简述进程与线程的主要区别。2.比较分页存储管理与分段存储管理的异同。3.说明SPOOLing技术的组成部分及其作用。4.解释文件系统中索引节点（inode）的作用，并举例说明其如何支持大文件存储。5.简述死锁预防的四种策略及其对应的破坏的死锁必要条件。四、综合应用题（本大题共4小题，共30分）1.（8分）某系统采用时间片轮转调度算法，时间片为2ms。现有4个进程P1-P4，其到达时间和执行时间如下表所示：|进程|到达时间（ms）|执行时间（ms）||------|----------------|----------------||P1|0|5||P2|1|3||P3|2|4||P4|4|2|（1）画出时间片轮转调度的甘特图；（2）计算各进程的周转时间和平均周转时间。2.（7分）某计算机系统的逻辑地址空间为32位，页大小为4KB，页表项大小为4字节。（1）计算逻辑地址的页号和页内偏移量各占多少位；（2）若采用一级页表，页表需要占用多少内存空间；（3）若采用二级页表，且每个页表最多占1页，计算外层页号和内层页号各占多少位。3.（7分）某文件系统采用空闲块表管理磁盘空闲空间，空闲块表的结构为（起始块号，块数）。假设磁盘共有1000块（0-999），初始时所有块空闲。执行以下操作后：（1）分配5块给文件A；（2）分配3块给文件B；（3）释放文件A的第2-4块（即块号2-4）；（4）分配4块给文件C。请画出最终的空闲块表状态。4.（8分）某磁盘转速为7200转/分，平均寻道时间为8ms，传输速率为50MB/s，扇区大小为512B，磁盘机接口延迟为2ms。计算读取一个连续8个扇区的块所需的平均访问时间。---参考答案一、单项选择题1.B2.B3.C4.B5.A6.B7.D8.A9.A10.C11.B12.B13.A14.B15.C二、填空题1.内存管理2.阻塞态3.占有并等待条件4.虚拟性5.无结构文件6.SCAN（电梯）7.08.页内偏移量9.中断处理程序10.程序计数器三、简答题1.进程与线程的主要区别：（1）调度单位：进程是资源分配的基本单位，线程是CPU调度的基本单位；（2）并发性：进程间并发开销大，同一进程的线程间并发开销小；（3）资源共享：进程拥有独立的资源，线程共享所属进程的资源；（4）地址空间：进程有独立的地址空间，同一进程的线程共享地址空间；（5）创建开销：线程的创建和切换开销远小于进程。2.分页与分段的异同：相同点：都采用离散分配方式，通过地址转换机构实现逻辑地址到物理地址的映射。不同点：（1）目的：分页是为了提高内存利用率（解决碎片问题），分段是为了满足用户需求（模块化编程、共享、保护）；（2）大小：页大小固定（由系统决定），段大小可变（由用户程序决定）；（3）地址结构：分页地址是一维的（页号+页内偏移），分段地址是二维的（段号+段内偏移）；（4）信息共享：分段更易实现共享（按逻辑模块共享），分页共享需共享多个页面。3.SPOOLing技术的组成及作用：组成：输入井和输出井（磁盘上的缓冲区）、输入进程和输出进程（模拟脱机I/O的外围控制机）、输入缓冲区和输出缓冲区（内存中的缓冲区）。作用：（1）将独占设备改造为共享设备（如打印机）；（2）实现了虚拟设备功能，提高I/O设备的利用率；（3）使CPU与I/O设备并行工作，提升系统效率。4.索引节点（inode）的作用及大文件支持：作用：存储文件的元数据（如文件大小、创建时间、权限、磁盘块指针等），目录项仅存储文件名和inode号，减少目录占用的磁盘空间。大文件支持：inode通常包含直接指针（指向文件数据块）、一级间接指针（指向索引块，索引块存储数据块指针）、二级间接指针（指向二级索引块，存储一级索引块指针）等。例如，若每个指针占4字节，块大小为4KB，则一级间接指针可指向1024个数据块（4KB/4B=1024），二级间接指针可指向1024×1024个数据块，从而支持大文件。5.死锁预防策略及对应破坏的条件：（1）资源静态分配（一次性分配所有资源）→破坏“占有并等待”条件；（2）资源有序分配（按序申请资源）→破坏“循环等待”条件；（3）剥夺资源（抢占已分配资源）→破坏“不可抢占”条件；（4）互斥资源共享（如采用SPOOLing技术）→破坏“互斥”条件（仅适用于部分可虚拟的设备）。四、综合应用题1.（1）甘特图（时间单位：ms）：0-2:P1（剩余3ms）；2-4:P2（剩余1ms）；4-6:P3（剩余2ms）；6-8:P4（完成）；8-10:P1（剩余1ms）；10-12:P2（完成）；12-14:P3（剩余0ms，完成）；14-15:P1（完成）。（2）周转时间计算：P1：完成时间15ms-到达时间0ms=15ms；P2：完成时间12ms-到达时间1ms=11ms；P3：完成时间14ms-到达时间2ms=12ms；P4：完成时间8ms-到达时间4ms=4ms；平均周转时间：(15+11+12+4)/4=42/4=10.5ms。2.（1）页大小4KB=2¹²B，页内偏移占12位；逻辑地址32位，页号占32-12=20位。（2）页表项数=2²⁰，每个页表项4字节，页表大小=2²⁰×4B=4MB。（3）二级页表中，每个页表占1页（4KB=2¹²B），每个页表项4字节，故每个页表可容纳2¹²/4=2¹⁰个页表项。外层页号占10位，内层页号占10位（20=10+10）。3.初始空闲块表：(0,1000)（1）分配5块（0-4），剩余空闲块：(5,995)；（2）分配3块（5-7），剩余空闲块：(8,992)；（3）释放块2-4（共3块），空闲块合并为(2,3)和(8,992)；（4）分配4块，优先分配小的空闲块(2,3)不足，分配(8,992)中的前4块（8-11），剩余空闲块：(12,988)；最终空闲块表：(2,3),(12,988)。4.平均访问时间=平均