2025年自考操作系统试题及答案

2025年自考操作系统试题及答案一、单项选择题（本大题共15小题，每小题2分，共30分）1.在操作系统的基本特征中，“多个程序在宏观上同时运行，微观上交替执行”体现的是（）A.并发性B.共享性C.虚拟性D.异步性答案：A2.进程从运行态转换为阻塞态的常见原因是（）A.时间片用完B.被调度程序选中C.等待I/O完成D.执行系统调用答案：C3.下列关于线程的描述中，错误的是（）A.线程是独立调度的基本单位B.同一进程的线程共享堆内存C.线程切换不会引起进程切换D.线程拥有独立的栈空间答案：C4.某系统采用先来先服务（FCFS）磁盘调度算法，磁头初始位置为50，依次访问的柱面号为30、70、20、80，则总寻道长度为（）A.110B.130C.150D.170答案：D（计算：|50-30|+|30-70|+|70-20|+|20-80|=20+40+50+60=170）5.在虚拟内存管理中，决定页面置换算法性能的关键因素是（）A.页面大小B.分配给进程的物理块数C.缺页率D.内存访问局部性答案：D6.文件系统中，目录项的核心内容是（）A.文件主名B.文件扩展名C.文件物理地址D.文件访问权限答案：C7.临界资源的访问必须满足互斥条件，实现这一机制的硬件方法是（）A.信号量B.管程C.中断屏蔽D.互斥锁答案：C8.某系统采用固定分区存储管理，内存总容量为128MB，划分为4个分区，大小分别为20MB、30MB、40MB、38MB。若有一个进程需要25MB内存，能分配的分区是（）A.20MBB.30MBC.40MBD.38MB答案：B9.设备管理中，SPOOLing技术的主要目的是（）A.提高CPU利用率B.实现设备共享C.减少I/O中断次数D.加速数据传输答案：B10.下列关于死锁的描述中，正确的是（）A.死锁是指进程因竞争CPU而无法继续执行B.死锁的四个必要条件必须同时满足才会发生C.银行家算法是死锁检测的典型方法D.死锁解除只能通过终止所有死锁进程实现答案：B11.在分页存储管理中，页表的作用是（）A.记录内存空闲块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.存储页面置换信息答案：B12.文件的逻辑结构中，适合随机访问的是（）A.顺序文件B.索引文件C.串联文件D.流式文件答案：B13.进程控制块（PCB）中不包含的信息是（）A.进程优先级B.程序计数器C.内存分配表D.文件打开表答案：C14.实时操作系统与分时操作系统的主要区别是（）A.响应时间要求更严格B.支持多用户交互C.采用抢占式调度D.内存管理更高效答案：A15.某系统的空闲分区表如下，采用最佳适应算法分配50KB内存，应选择的分区是（）分区号|起始地址|大小（KB）1|100KB|602|200KB|453|300KB|704|400KB|55A.分区1B.分区2C.分区3D.分区4答案：D（55KB最接近50KB）二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.操作系统的主要功能包括处理机管理、（）、文件管理和设备管理。答案：存储器管理2.进程的三种基本状态是运行态、就绪态和（）。答案：阻塞态3.虚拟内存的理论基础是程序的（）原理。答案：局部性4.文件的物理结构主要有顺序结构、链接结构和（）。答案：索引结构5.设备分配时需要考虑的三个因素是设备的固有属性、（）和安全性。答案：设备分配策略6.死锁预防的方法包括破坏互斥条件、破坏请求和保持条件、破坏不可抢占条件和破坏（）。答案：循环等待条件7.线程的实现方式有用户级线程、内核级线程和（）。答案：混合式线程8.磁盘访问时间由寻道时间、（）和数据传输时间三部分组成。答案：旋转延迟时间9.信号量S的初值为3，若执行3次P操作后，S的值为（）。答案：010.系统调用是用户程序与（）之间的接口。答案：操作系统三、简答题（本大题共5小题，每小题6分，共30分）1.简述进程与程序的主要区别。答案：①进程是动态的执行过程，程序是静态的代码集合；②进程有生命周期（创建-执行-终止），程序可长期存在；③一个程序可对应多个进程（多次执行），一个进程只能对应一个程序；④进程包含程序、数据和进程控制块（PCB），程序仅包含代码和数据。2.说明虚拟内存的实现原理及关键技术。答案：原理：利用外存空间模拟内存，将进程的部分页面装入内存，其余驻留外存，通过缺页中断动态调入所需页面。关键技术：①请求分页/分段管理；②页面置换算法（如LRU、FIFO）；③缺页中断处理；④内存分配策略（固定/可变分配）。3.比较FCFS和SSTF磁盘调度算法的优缺点。答案：FCFS（先来先服务）：优点是公平简单，无饥饿现象；缺点是寻道时间长，适用于请求少的场景。SSTF（最短寻道时间优先）：优点是平均寻道时间短，性能优于FCFS；缺点是可能导致“饥饿”（某些请求长期得不到响应），且对磁头移动方向敏感。4.简述文件系统中目录的作用及常见结构。答案：作用：①实现文件按名存取；②提高文件检索速度；③允许文件共享；④控制文件访问权限。常见结构：①单级目录；②二级目录；③树形目录（多级目录）；④无环图目录（支持共享）。5.说明生产者-消费者问题中的同步与互斥需求。答案：互斥需求：共享缓冲区（临界资源）的访问必须互斥，同一时间仅允许一个生产者或消费者操作缓冲区。同步需求：①生产者不能向满缓冲区放产品（需等待消费者取走）；②消费者不能从空缓冲区取产品（需等待生产者放入）。需用信号量实现：empty（空闲缓冲区数）、full（满缓冲区数）控制同步，mutex（互斥锁）控制互斥。四、综合题（本大题共3小题，每小题10分，共30分）1.某系统采用请求分页存储管理，页大小为4KB，进程的页表如下（有效位1表示页在内存，外存块号为页在磁盘的存储位置）。现访问逻辑地址0x3A5B（十六进制），回答以下问题：页表：页号|有效位|物理块号|外存块号0|1|12|501|0||512|1|25|523|1|18|53（1）逻辑地址对应的页号和页内偏移是多少？（2）该页是否在内存中？若在，计算物理地址（十六进制）；若不在，说明处理流程。答案：（1）页大小4KB=2^12B，页内偏移占12位。逻辑地址0x3A5B转换为二进制：0011101001011011。前4位（页号）：0011（3），后12位（偏移）：101001011011（0xA5B）。（2）页号3的有效位为1，在内存中。物理块号18（十六进制0x12）。物理地址=物理块号×页大小+偏移=0x12×0x1000+0xA5B=0x12000+0xA5B=0x12A5B。2.有5个进程P1-P5竞争3台打印机，每个进程最多需要2台。当前分配情况如下表（已分配数/最大需求数）：进程|已分配|最大需求P1|1|2P2|1|2P3|1|2P4|0|2P5|0|2（1）计算系统剩余可用打印机数量。（2）使用银行家算法判断当前状态是否安全，若安全给出安全序列。答案：（1）总资源数=3台，已分配=1+1+1+0+0=3台，剩余=3-3=0台。（2）各进程的需求数=最大需求-已分配=1,1,1,2,2。剩余资源0，无法满足任何进程的需求（P1-P3需求1，P4-P5需求2），因此当前状态不安全。3.设计一个使用信号量解决哲学家进餐问题的方案，要求避免死锁，并说明信号量的定义及同步规则。答案：信号量定义：mutex：互斥信号量（初值1），用于控制取筷子的互斥操作；chopstick[5]：每个筷子对应一个信号量（初值1），表示筷子是否可用。同步规则：①哲学家i（0≤i≤4）进餐前，先执行P(mutex)；②取左筷子i：P(ch