计算机《操作系统》2025年强化练习

计算机《操作系统》2025年强化练习考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分。请将正确选项的字母填在括号内）1.下列关于进程和线程的叙述中，正确的是（）。A.进程是资源分配的基本单位，线程是CPU调度的基本单位B.一个进程可以拥有多个线程，但一个线程只能属于一个进程C.进程比线程更轻量级D.线程之间共享内存地址空间，进程之间不共享2.以下哪种进程调度算法会产生饥饿现象？（）A.先来先服务（FCFS）B.短作业优先（SJF）C.时间片轮转（RR）D.优先级调度3.使用信号量机制实现进程互斥时，P操作和V操作的作用分别是（）。A.减1，增1B.增1，减1C.减1，减1D.增1，增14.下列关于死锁预防的叙述中，错误的是（）。A.资源一次性分配B.资源顺序分配C.允许进程抢占资源D.死锁检测与恢复5.在分页存储管理方式中，地址变换需要经过（）阶段。A.地址映射，地址转换B.地址计算，地址映射C.地址映射，页表查找D.页表建立，地址转换6.下列磁盘调度算法中，寻道时间可能不是最小的是（）。A.最短寻道时间优先（SSTF）B.扫描算法（SCAN）C.循环扫描算法（C-SCAN）D.先来先服务（FIFO）算法7.在文件系统中，文件目录通常采用（）结构。A.线性表B.树形C.图D.哈希表8.下列关于虚拟内存的叙述中，错误的是（）。A.虚拟内存可以提高内存利用率B.虚拟内存可以扩大逻辑地址空间C.虚拟内存的实现必须依赖硬件支持D.虚拟内存可以避免死锁的发生9.在I/O系统中，DMA方式与中断方式相比，主要优点是（）。A.响应速度更快B.CPU利用率更高C.传输速度更快D.硬件结构更简单10.进程A和进程B需要按序访问资源R1和R2，为了避免死锁，正确的访问顺序是（）。A.进程A访问R1，进程B访问R1，然后进程A和进程B都访问R2B.进程A访问R1，进程B访问R2，然后进程A访问R2C.进程B访问R2，进程A访问R1，然后进程A和进程B都访问R2D.进程A访问R1，进程A访问R2，然后进程B访问R1，进程B访问R2二、填空题（每空1分，共15分。请将答案填在横线上）1.操作系统是计算机系统中的系统软件，它负责管理计算机系统的__资源__，并为用户和应用程序提供__服务__。2.线程是进程中的�行为单元，线程之间可以共享进程的__地址空间__和__数据段__。3.进程状态主要有创建状态、__就绪状态__、运行状态和__阻塞状态__。4.信号量S的初值为0，若进程P执行了P(S)，则S的值变为__-1__；若进程Q执行了V(S)，则S的值变为__+1__。5.死锁产生的必要条件包括：互斥条件、__占有并等待__条件、非抢占条件、循环等待条件。6.分页存储管理方式中，用于存放逻辑地址到物理地址映射关系的数据结构是__页表__。7.文件系统中的目录结构可以有效地实现__文件共享__和__路径名查找__功能。8.虚拟内存实现的主要技术包括页面置换算法和__请求调页__策略。9.I/O控制方式主要有程序查询方式、中断方式、__DMA方式__和通道方式。10.操作系统的安全保护机制包括__访问控制__和审计。三、判断题（每题1分，共10分。请将“正确”或“错误”填在括号内）1.并发是指多个进程在宏观上同时推进，在微观上可能是顺序推进的。（）2.短作业优先调度算法一定能使平均等待时间最短。（）3.使用信号量可以实现进程同步和互斥。（）4.页面置换算法的目标是尽可能减少页面置换次数。（）5.磁盘调度算法的目标是尽可能减少磁头移动的总距离。（）6.文件系统的文件目录必须存储在磁盘上。（）7.虚拟内存可以解决内存容量不足的问题，但不会产生缺页中断。（）8.DMA方式需要CPU的干预，因此其传输速度一定比中断方式慢。（）9.任何进程都可以访问任何其他进程的内存地址空间。（）10.死锁是一种正常现象，操作系统可以通过死锁检测和恢复来解决。（）四、简答题（每题5分，共20分）1.简述进程与线程的区别。2.简述操作系统提供哪些主要功能。3.简述文件系统实现文件共享的常用方法。4.简述什么是虚拟内存，以及它有哪些优点。五、计算题（每题8分，共16分）1.假设内存分为4个页面，页表大小为4，采用LRU页面置换算法。进程的地址流为：0,1,2,3,0,1,4,0,2。请计算缺页次数。2.设磁盘有2000个柱面，编号为0到1999。磁头当前位于柱面100，要访问的请求序列（按请求到达顺序）为：100,450,300,200,900,400。请分别计算采用SSTF和SCAN算法的磁头移动总距离。六、分析题（每题10分，共20分）1.有两个进程P1和P2需要依次访问两个资源R1和R2。请分析可能导致死锁的条件，并设计一种机制（例如信号量或管程）来避免死锁的发生。2.解释请求调页机制的工作原理。当发生缺页中断时，操作系统需要执行哪些主要步骤来处理该中断？试卷答案一、选择题1.A2.B3.A4.C5.C6.D7.B8.D9.B10.A二、填空题1.计算机系统，系统2.核心或主3.运行状态4.-1，+15.占有并等待6.页表7.文件共享8.请求调页9.DMA方式10.访问控制三、判断题1.正确2.错误3.正确4.正确5.正确6.错误7.错误8.错误9.错误10.正确四、简答题1.进程是资源分配的基本单位，拥有独立的地址空间，进程之间相互隔离；线程是CPU调度的基本单位，线程之间共享进程的地址空间和资源，切换开销小。2.进程管理、内存管理、文件管理、I/O管理、设备管理、信息安全、用户接口等。3.基于文件系统共享、使用文件句柄/文件描述符共享、使用缓存机制共享、使用网络文件系统共享等。4.虚拟内存是将物理内存和磁盘空间结合，为用户程序提供比实际物理内存更大的逻辑地址空间的技术。优点包括：扩大逻辑地址空间、提高内存利用率、实现内存保护、避免碎片（内部碎片）、使内存分配和回收更灵活。五、计算题1.地址流：0,1,2,3,0,1,4,0,2页表（初始为空，假设页面0,1,2,3分别映射到物理页0,1,2,3）：-0:未命中，缺页，页表[0,-,-,-],缺页次数=1-1:未命中，缺页，页表[0,1,-,-],缺页次数=2-2:未命中，缺页，页表[0,1,2,-],缺页次数=3-3:未命中，缺页，页表[0,1,2,3],缺页次数=4-0:命中-1:命中-4:未命中，缺页，LRU替换页面0，页表[4,1,2,3],缺页次数=5-0:未命中，缺页，LRU替换页面4，页表[0,1,2,3],缺页次数=6-2:命中缺页总次数为6次。2.磁头初始位置：100请求序列：100(已访问),450,300,200,900,400SSTF算法：-当前头100，下一最近450，距离|100-450|=350-当前头450，下一最近300，距离|450-300|=150-当前头300，下一最近200，距离|300-200|=100-当前头200，下一最近400，距离|200-400|=200-当前头400，下一最近900，距离|400-900|=500总移动距离=350+150+100+200+500=1300柱面。SCAN算法：-当前头100，向右扫描，访问450，距离|100-450|=350-当前头450，继续向右扫描，访问900，距离|450-900|=450-当前头900，无法继续右移，转为向左扫描，访问400，距离|900-400|=500-当前头400，继续向左扫描，访问300，距离|400-300|=100-当前头300，继续向左扫描，访问200，距离|300-200|=100总移动距离=350+450+500+100+100=1500柱面。六、分析题1.可能导致死锁的条件：互斥（R1和R2不可共享）、占有并等待（P1占有R1等待R2，P2占有R2等待R1）、非抢占（资源不能被强制剥夺）、循环等待（P1等待P2，P2等待P1）。避免死锁机制设计（使用信号量）：定义信号量S1关联资源R1，S1初值为1；定义信号量S2关联资源R2，S2初值为1。P1进程访问R1、R2时的代码片段：P(S1);//申请资源R1P(S2);//申请资源R2//访问R1和R2V(S1);//释放资源R1V(S2);//释放资源R2P2进程访问R1、R2时的代码片段：P(S2);//申请资源R2P(S1);//申请资源R1//访问R1和R2V(S2);//释放资源R2V(S1);//释放资源R1通过要求进程按R1,R2的顺序申请资源（或R2,R1的顺序），破坏了循环等待条件，即可避免死锁。2.请求调页机制工作原理：当进程访问的页面不在内存中时，发生缺页中断。CPU执行缺页中断处理程序，操作系统判断该页面是否在磁盘上。如果在，则将磁盘上的页面调入内存（通常替换一个现有页面），更新页表，然后重新启动被中断的进程。缺页中断处理主要步骤：