2022年荆楚理工学院计算机科学与技术专业《操作系统》科目期末试卷B

2022年荆楚理工学院计算机科学与技术专业《操作系统》科目期末试卷B

姓名：__________考号：__________一、单选题(共10题)1.操作系统的四大功能是什么？()A.进程管理、文件管理、内存管理、设备管理B.硬件管理、软件管理、资源管理、用户管理C.文件管理、设备管理、用户管理、网络管理D.进程管理、内存管理、设备管理、网络管理2.进程和线程的主要区别是什么？()A.进程是线程的容器，线程是进程的一部分B.进程是程序的执行实例，线程是进程的执行实例C.进程是资源的分配单元，线程是调度的基本单位D.进程和线程没有区别，都是程序的执行实例3.页式存储管理中，缺页中断发生的条件是什么？()A.页号不在页表中B.页面在内存中，但被修改C.页面在内存中，但未被修改D.页面不在内存中，但页号在页表中4.下列哪种进程调度算法优先考虑响应时间？()A.先来先服务调度算法（FCFS）B.最短作业优先调度算法（SJF）C.优先级调度算法D.轮转调度算法（RR）5.文件系统的主要功能不包括以下哪项？()A.文件存储空间的分配与管理B.文件信息的检索C.文件数据的读写控制D.硬盘的格式化6.下列哪个命令可以查看当前系统的进程信息？()A.lsB.psC.topD.netstat7.在虚拟存储管理中，页置换算法中哪一种算法最简单？()A.最近最少使用（LRU）B.先来先服务（FCFS）C.最近未使用（NRU）D.最不经常使用（MFU）8.在文件系统中，什么是文件目录？()A.存储文件数据的物理空间B.存储文件信息的物理空间C.存储文件路径信息的物理空间D.存储文件名和文件信息的数据结构9.下列哪种设备通常用于输入输出操作？()A.硬盘B.光驱C.CPUD.内存10.在多级目录结构中，如何实现文件的全局唯一标识？()A.使用文件名B.使用文件路径C.使用文件大小D.使用文件创建时间二、多选题(共5题)11.以下哪些是操作系统的资源管理功能？()A.进程管理B.内存管理C.文件管理D.设备管理E.用户管理12.在进程调度算法中，以下哪些算法考虑了进程的优先级？()A.先来先服务（FCFS）B.最短作业优先（SJF）C.优先级调度D.轮转调度E.多级反馈队列调度13.以下哪些是文件系统中的元数据？()A.文件名B.文件大小C.文件创建时间D.文件所有者E.文件内容14.在进程的同步机制中，以下哪些方法可以实现进程间的互斥访问？()A.信号量B.互斥锁C.事件D.临界区E.管道15.以下哪些是虚拟内存管理的优点？()A.提高内存利用率B.简化内存分配管理C.提高程序设计的灵活性D.提高系统稳定性E.提高CPU效率三、填空题(共5题)16.操作系统的五个基本特征包括：并发性、共享性、……、……、可扩展性。17.进程是操作系统能够进行运算调度的最小单位，也是系统进行资源分配和……的独立单位。18.内存管理的主要任务包括：分配内存、回收内存、保证内存的……和内存的效率。19.文件系统负责管理文件和目录，它通过文件名和文件路径实现文件的……。20.在操作系统中，中断是CPU对……发生的响应，中断可以用来处理……和……。四、判断题(共5题)21.进程调度是操作系统中的核心功能，它负责将CPU分配给就绪态的进程。()A.正确B.错误22.在单用户多任务操作系统中，每个用户可以同时运行多个程序。()A.正确B.错误23.页式存储管理中，页表是用来记录页号和物理块号之间的映射关系。()A.正确B.错误24.文件系统中的目录结构可以是单级目录结构，也可以是多级目录结构。()A.正确B.错误25.中断处理程序必须在非常短的时间内完成，因为中断是异步发生的。()A.正确B.错误五、简单题(共5题)26.请解释什么是进程状态转换？并列举常见的进程状态。27.什么是死锁？简述产生死锁的四个必要条件。28.简述虚拟内存的工作原理及其优缺点。29.文件系统中，为什么需要目录结构？目录结构有哪些常见类型？30.操作系统中的中断处理程序需要具备哪些功能？

2022年荆楚理工学院计算机科学与技术专业《操作系统》科目期末试卷B一、单选题(共10题)1.【答案】A【解析】操作系统的四大功能包括进程管理、文件管理、内存管理和设备管理。这些功能共同确保了计算机系统的有效运行。2.【答案】C【解析】进程是资源的分配单元，而线程是调度的基本单位。一个进程可以包含多个线程，但一个线程只能属于一个进程。3.【答案】A【解析】在页式存储管理中，当请求的页号不在页表中时，发生缺页中断。操作系统将缺页的页从外存调入内存，并更新页表。4.【答案】B【解析】最短作业优先调度算法（SJF）优先考虑响应时间，即优先调度预计运行时间最短的作业。5.【答案】D【解析】文件系统的主要功能包括文件存储空间的分配与管理、文件信息的检索、文件数据的读写控制等，但不包括硬盘的格式化。6.【答案】B【解析】命令ps可以查看当前系统的进程信息，包括进程ID、进程状态、CPU和内存使用情况等。7.【答案】B【解析】在虚拟存储管理中，先来先服务（FCFS）页置换算法最简单，但可能导致页面频繁置换。8.【答案】D【解析】文件目录是存储文件名和文件信息的数据结构，它帮助用户和管理员快速找到文件。9.【答案】B【解析】光驱是一种常见的输入输出设备，用于读取光盘中的数据。10.【答案】B【解析】在多级目录结构中，使用文件路径可以实现文件的全局唯一标识。每个文件都有一个唯一的路径，包括目录和文件名。二、多选题(共5题)11.【答案】ABCDE【解析】操作系统的资源管理功能包括进程管理、内存管理、文件管理、设备管理和用户管理，这些功能共同确保了系统资源的合理分配和有效利用。12.【答案】CDE【解析】优先级调度、多级反馈队列调度和轮转调度算法都考虑了进程的优先级。它们通过优先级来决定进程的调度顺序，以优化系统性能。13.【答案】ABCD【解析】文件系统中的元数据包括文件名、文件大小、文件创建时间和文件所有者等信息，这些信息描述了文件属性但不包含文件内容。14.【答案】ABD【解析】信号量、互斥锁和临界区都是实现进程间互斥访问的方法。它们确保在同一时刻只有一个进程可以访问共享资源。15.【答案】ABCE【解析】虚拟内存管理具有提高内存利用率、简化内存分配管理、提高程序设计的灵活性和系统稳定性等优点。虽然它可能会稍微降低CPU效率，但总体上对系统性能的提升是显著的。三、填空题(共5题)16.【答案】异步性、安全性【解析】操作系统的五个基本特征是并发性、共享性、异步性、安全性和可扩展性。并发性指系统可以同时运行多个程序；共享性指多个程序可以共享系统资源；异步性指系统中的事件发生是异步的；安全性指系统保护用户数据不受未授权访问；可扩展性指系统可以根据需要增加新的功能。17.【答案】独立分配资源【解析】进程是操作系统能够进行运算调度的最小单位，也是系统进行资源分配和独立分配资源的独立单位。每个进程都有自己的地址空间、数据段、代码段等，独立于其他进程运行。18.【答案】安全性【解析】内存管理的主要任务包括分配内存、回收内存、保证内存的安全性以及内存的效率。安全性确保进程访问的内存区域是合法的，防止内存越界等安全问题。19.【答案】唯一标识【解析】文件系统负责管理文件和目录，它通过文件名和文件路径实现文件的唯一标识。每个文件在文件系统中都有一个唯一的标识符，使得文件可以被唯一地识别和访问。20.【答案】外部事件、异常、系统调用【解析】在操作系统中，中断是CPU对外部事件、异常和系统调用发生的响应。外部事件如I/O操作，异常如除以零，系统调用如请求打印等都可以通过中断机制进行处理。中断允许操作系统及时响应各种事件，保证系统的高效运行。四、判断题(共5题)21.【答案】正确【解析】进程调度确实是操作系统的核心功能之一，它负责决定哪个进程应该获得CPU的时间片进行执行，从而实现多任务处理。22.【答案】错误【解析】在单用户多任务操作系统中，虽然可以同时运行多个程序，但这些程序属于同一个用户，而不是多个用户。多用户多任务操作系统才允许多个用户同时运行程序。23.【答案】正确【解析】页式存储管理中，页表是操作系统用来记录逻辑页号和物理块号之间映射关系的数据结构，它允许操作系统高效地访问内存。24.【答案】正确【解析】文件系统中的目录结构可以是单级目录结构，也可以是多级目录结构。多级目录结构（也称为树形目录结构）可以更有效地组织和管理文件。25.【答案】正确【解析】中断处理程序必须在非常短的时间内完成，因为中断是异步发生的，如果处理时间过长，可能会导致系统响应变慢或出现其他问题。五、简答题(共5题)26.【答案】进程状态转换是指进程在生命周期中从一个状态到另一个状态的变化。常见的进程状态包括：新建态（New）、就绪态（Ready）、运行态（Running）、阻塞态（Blocked）和终止态（Terminated）。【解析】进程状态转换反映了进程在不同时间点可能处于的不同活动状态。当进程创建时，它处于新建态，然后可能变为就绪态等待CPU时间；如果被调度执行，它变为运行态；在等待某些事件（如I/O）时可能变为阻塞态；最终执行完毕后变为终止态。27.【答案】死锁是指两个或多个进程在执行过程中，因争夺资源而造成的一种僵持状态，它们都在等待对方释放资源而无法继续执行。产生死锁的四个必要条件包括：互斥条件、占有和等待条件、不剥夺条件和循环等待条件。【解析】死锁是操作系统中的一种资源竞争现象。互斥条件意味着资源只能由一个进程使用；占有和等待条件意味着进程已经占有了至少一个资源并正在等待更多的资源；不剥夺条件意味着已分配的资源不能被强行收回；循环等待条件意味着存在一个进程资源的循环等待链。28.【答案】虚拟内存是一种内存管理技术，它将逻辑地址空间与物理地址空间分开。虚拟内存的工作原理包括将内存划分为页或段，并通过页表或段表进行地址转换。其优点是增加了可用内存空间，提高了内存利用率，简化了内存管理。缺点是增加了内存访问开销，可能会降低系统性能。【解析】虚拟内存允许操作系统为每个进程提供比实际物理内存更大的逻辑地址空间。工作原理是将进程的逻辑页面存储在外存（如硬盘）中，当进程访问不在内存中的页面时，通过页交换将所需页面从外存调入内存。优点包括：扩展了内存空间，使得大程序可以在较小物理内存上运行；提高了内存使用效率。缺点包括：增加内存访问时间，可能导致性能下降；需要复杂的内存管理机制。29.【答案】文件系统中需要目录结构是因为它可以帮助用户和组织文件，提高文件访问效率。常见的目录结构类型包括：单级目录结构、二级目录结构和树形目录结构。【解析】目录结构是文件系统中用来组织和管理文件的方法。它通过将文件组织在目录中，方便用户查找和管理文件。单级目录结构简单，但难以管理大量文件；二级