中山大学计算机等级操作系统试卷

中山大学计算机等级操作系统试卷考试时长：120分钟满分：100分班级：__________姓名：__________学号：__________得分：__________中山大学计算机等级操作系统试卷考核对象：计算机科学与技术专业本科生（中等级别）总分：100分题型分值分布：-判断题（20分）-单选题（20分）-多选题（20分）-案例分析（18分）-论述题（22分）---一、判断题（共10题，每题2分，总分20分）1.操作系统是计算机系统中的系统软件，负责管理和控制计算机硬件与软件资源。2.进程和程序是同一概念，两者没有区别。3.磁盘碎片整理可以提高磁盘的读写效率。4.分段存储管理比分页存储管理更节省内存空间。5.死锁产生的必要条件包括互斥、占有且等待、非抢占、循环等待。6.虚拟内存是物理内存的简单扩展，不涉及页面置换算法。7.优先级调度算法一定会比先来先服务算法更高效。8.I/O请求处理程序（ISR）会阻塞当前进程的执行。9.文件系统中的目录结构可以是多级树形结构。10.缓冲技术可以提高CPU与I/O设备之间的数据传输效率。二、单选题（共10题，每题2分，总分20分）1.下列哪一项不属于操作系统的功能？（）A.进程管理B.内存管理C.设备管理D.应用软件开发2.在分页存储管理中，页面置换算法的目的是？（）A.减少缺页中断次数B.提高内存利用率C.增加系统吞吐量D.以上都是3.以下哪种调度算法会导致平均等待时间最长？（）A.FCFS（先来先服务）B.SJF（最短作业优先）C.RR（轮转调度）D.优先级调度4.死锁避免算法中，银行家算法的核心思想是？（）A.保持资源分配的静态性B.动态分配资源并确保系统安全状态C.尽量减少资源竞争D.以上都不是5.虚拟内存的实现依赖于？（）A.硬盘空间B.CPU主频C.内存管理单元（MMU）D.以上都是6.以下哪种设备属于块设备？（）A.键盘B.鼠标C.硬盘D.显示器7.文件系统中，索引节点（Inode）的作用是？（）A.存储文件内容B.记录文件属性C.指向数据块的位置D.以上都是8.以下哪种同步机制可以防止竞态条件？（）A.信号量B.互斥锁C.计数器锁D.以上都是9.缓冲技术的主要目的是？（）A.提高I/O效率B.减少CPU等待时间C.增加内存容量D.以上都是10.在UNIX系统中，文件权限分为？（）A.用户、组、其他B.读取、写入、执行C.文件、目录、设备D.以上都不是三、多选题（共10题，每题2分，总分20分）1.操作系统的进程管理功能包括？（）A.进程创建与销毁B.进程调度C.进程同步与互斥D.内存分配2.分页存储管理的缺点包括？（）A.内碎片B.外碎片C.增加系统开销D.无法实现虚拟内存3.死锁的预防策略包括？（）A.银行家算法B.资源有序分配法C.避免循环等待D.资源抢占4.虚拟内存的优点包括？（）A.提高内存利用率B.实现内存保护C.支持多道程序设计D.减少缺页中断5.I/O控制方式包括？（）A.程序直接控制方式B.中断驱动方式C.DMA方式D.缓冲方式6.文件系统的基本功能包括？（）A.文件创建与删除B.文件读写C.目录管理D.磁盘空间分配7.同步机制的作用是？（）A.防止竞态条件B.实现进程互斥C.提高系统效率D.避免死锁8.缓冲技术的主要类型包括？（）A.单缓冲B.双缓冲C.缓冲池D.无缓冲9.磁盘调度算法包括？（）A.FCFSB.SSTF（最短寻道时间优先）C.SCAN（扫描）D.C-SCAN（循环扫描）10.文件权限的类型包括？（）A.读（r）B.写（w）C.执行（x）D.所有者、组、其他四、案例分析（共3题，每题6分，总分18分）案例1：某操作系统采用分页存储管理，物理内存分为4页，逻辑地址空间分为8页。当前内存页表如下：|逻辑页号|物理页号|有效位||----------|----------|--------||0|2|1||1|3|1||2|-|0||3|1|1||4|-|0||5|0|1||6|-|0||7|4|1|若进程访问逻辑地址为“5326”，请计算对应的物理地址，并说明如果发生缺页中断应如何处理。案例2：某系统中有3个进程P1、P2、P3，它们分别需要5、2、3个资源R。系统当前可用资源为3个。资源分配表如下：|进程|已分配|需求||--------|--------|------||P1|2|3||P2|0|2||P3|1|2|请判断系统是否处于安全状态，并说明理由。案例3：某文件系统采用单级目录结构，当前目录下有文件A、B、C。文件A的权限为rw-r--r--，文件B的权限为r--r--r--，文件C的权限为rwxr-xr-x。用户U1是文件A的所有者，U2是文件B的所有者，U3是文件C的所有者。请回答：（1）U1可以对该文件系统中的哪些文件进行写操作？（2）U2可以对该文件系统中的哪些文件进行读操作？（3）U3可以对该文件系统中的哪些文件进行执行操作？五、论述题（共2题，每题11分，总分22分）1.论述操作系统的进程调度算法及其优缺点。请结合具体算法（如FCFS、SJF、优先级调度、RR）分析其在不同场景下的适用性和局限性。2.论述死锁的检测与解除方法。请详细说明死锁检测算法的实现原理，并列举常见的死锁解除方法及其优缺点。---标准答案及解析一、判断题1.√2.×（进程是动态概念，程序是静态代码）3.√4.×（分页更灵活，分段更符合逻辑结构）5.√6.×（需要页面置换算法如LRU）7.×（高优先级可能阻塞低优先级）8.×（ISR通常不阻塞当前进程）9.√10.√解析：-第2题：进程是资源分配的基本单位，程序是静态代码，进程会加载程序执行。-第6题：虚拟内存需要硬件支持（MMU）和算法（如LRU）管理页面置换。-第7题：索引节点存储文件元数据，不存储内容。二、单选题1.D2.D3.A（FCFS在长作业时等待时间最长）4.B5.D6.C7.D8.D9.D10.A解析：-第3题：FCFS的等待时间与作业到达顺序相关，长作业会阻塞短作业。-第7题：索引节点包含文件属性和数据块指针。-第10题：UNIX权限分为所有者、组、其他。三、多选题1.ABC2.ABC3.ABC4.ABC5.ABCD6.ABCD7.ABCD8.ABC9.ABCD10.ABC解析：-第5题：I/O控制方式包括程序控制、中断、DMA、缓冲。-第10题：文件权限分为读、写、执行。四、案例分析案例1：逻辑地址“5326”对应的页号为5、3、2、6。根据页表：-页5：物理页0（有效），物理地址=01024+326=326-页3：物理页1（有效），物理地址=11024+2=1026-页2：缺页中断（需置换）-页6：物理页4（有效），物理地址=41024+6=4066缺页中断处理：选择替换算法（如LRU）置换页2，分配物理页给页2。案例2：计算可用资源：3-(5-2)-(2-0)-(3-1)=-1，系统不安全。案例3：（1）U1可写文件A、C（rw-r--r--、rwxr-xr-x允许写）。（2）U2可读文件A、B、C（r--r--r--允许读）。（3）U3可执行文件A、C（rwxr-xr-x允许执行）。五、论述题1.进程调度算法-FCFS：按顺序执行，简单但平均等待时间长。-SJF：按短作业优先，提高吞吐量但可能饥饿。-优先级调度：按优先级执行，公平但高优先级可能阻塞低优先级。-RR：时间