2025年大学二年级（计算机科学与技术）操作系统试题及答案

2025年大学二年级（计算机科学与技术）操作系统试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共40分）答题要求：本卷共20小题，每小题2分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.操作系统的主要功能不包括以下哪一项？A.处理器管理B.存储管理C.数据库管理D.文件管理2.进程与程序的本质区别是？A.顺序与非顺序执行机器指令B.存储在内存和外存C.分时使用与独占使用计算机资源D.动态和静态特征3.以下关于线程的说法，错误的是？A.一个进程可包含多个线程B.线程共享进程的资源C.线程拥有自己独立的内存空间D.线程比进程更轻量级4.当一个进程从运行态转变为阻塞态，可能是因为？A.时间片用完B.等待I/O操作完成C.进程调度D.有更高优先级进程到来5.虚拟存储技术的主要目的是？A.提高内存利用率B.提高外存利用率C.提高CPU利用率D.提高I/O设备利用率6.页式存储管理中，页面大小通常是？A.固定的B.可变的C.根据程序大小而定D.根据内存大小而定7.以下哪种页面置换算法可能会导致Belady异常？A.最佳置换算法B.先进先出置换算法C.最近最久未使用置换算法D.时钟置换算法8.文件系统中，文件的逻辑结构可分为？A.流式文件和记录式文件B.顺序文件和随机文件C.索引文件和哈希文件D.只读文件和读写文件9.目录文件中记录的是？A.文件的数据B.文件的属性C.文件的控制信息D.文件的物理地址10.设备管理中，设备独立性是指？A.设备具有相同的外观B.设备驱动程序可通用C.用户程序与具体设备无关D.设备可共享11.通道是一种？A.软件工具B.数据通路C.处理机D.存储设备12.操作系统的基本特征不包括？A.并发性B.共享性C.虚拟性D.同步性13.进程同步中，信号量的值表示？A.可用资源数B.等待资源的进程数C.资源的最大使用数D.已分配的资源数14.临界区是指？A.进程中的共享资源B.进程中访问共享资源的代码段C.进程的程序段D.进程的数据段15.死锁产生的必要条件不包括？A.互斥条件B.请求和保持条件C.不剥夺条件D.安全条件16.银行家算法用于解决？A.死锁预防B.死锁避免C.死锁检测D.死锁解除17.操作系统中，中断向量表存放的是？A.中断服务程序入口地址B.中断类型号C.中断优先级D.中断源信息18.以下哪种中断属于强迫性中断？A.访管中断B.缺页中断C.输入输出中断D.以上都是19.系统调用是由操作系统提供的？A.编程接口B.用户接口C.硬件接口D.网络接口20.操作系统为用户提供的接口有？A.命令接口和程序接口B.图形接口和字符接口C.系统调用和库函数D.以上都是第II卷（非选择题，共60分）（一）简答题（共20分）答题要求：简要回答问题，观点明确，条理清晰。1.简述操作系统的作用。（5分）2.进程调度的主要功能是什么？（5分）3.简述虚拟内存的实现原理。（5分）4.什么是文件的逻辑结构和物理结构？（5分）（二）简答题（共15分）答题要求：结合所学知识，分析并回答问题。1.说明进程同步和互斥的区别与联系。（8分）2.简述死锁检测的方法。（7分）（三）综合题（共15分）答题要求：根据题目要求，综合运用所学知识进行分析和解答。有一个采用页式存储管理的系统，内存容量为64KB，页面大小为1KB。某进程的逻辑地址空间为20KB，页表如下：|页号|块号||----|----||0|2||1|3||2|1||3|6||4|7||5|4||6|5||7|8||8|9||9|10||10|11||11|12||12|13||13|14||14|15||15|16||16|17||17|18||18|19||19|20|1.计算该进程的逻辑地址0A5CH对应的物理地址。（8分）2.该进程访问逻辑地址1B2DH时，会产生什么情况？（7分）（四）分析题（共10分）答题要求：分析给定材料，结合相关知识回答问题。材料：在一个多道程序设计系统中，有三个进程P1、P2、P3，它们共享一台打印机。进程P1需要打印5次，进程P2需要打印3次，进程P3需要打印2次。打印机是临界资源，一次只能供一个进程使用。1.设计一个合理的同步机制，使这三个进程能够正确地使用打印机。（5分）2.分析该同步机制如何避免死锁的发生。（5分）（五）论述题（共10分）答题要求：结合所学知识，对题目进行深入论述，观点清晰，论证充分。论述操作系统在计算机系统中的地位和作用。答案：1.C2.D3.C4.B5.A6.A7.B8.A9.B10.C11.C12.D13.A14.B15.D16.B17.A18.D19.A20.D简答题答案：1.操作系统的作用包括：作为用户与计算机硬件系统之间的接口，管理计算机系统的资源（如处理器、内存、外存、设备等），提供多道程序设计环境，实现计算机系统的高效运行，提供各种服务和功能以方便用户使用计算机等。2.进程调度的主要功能包括：记录系统中所有进程的状态；按一定算法从就绪队列中选择一个进程，将CPU分配给它；进行进程上下文切换，包括保存当前进程的CPU状态，恢复被选中进程的CPU状态等。3.虚拟内存的实现原理是基于程序的局部性原理。通过请求分页或请求分段的方式，将进程的部分程序和数据存放在外存中，当需要访问时，将相应的页面或段调入内存。内存中设置页表或段表来记录逻辑地址与物理地址的映射关系，同时操作系统通过缺页中断等机制来处理页面的调入和调出。4.文件的逻辑结构是从用户角度看到的文件组织形式，如流式文件和记录式文件。流式文件是无结构的字符流，记录式文件由若干个记录组成。文件的物理结构是文件在物理存储设备上的存储形式，如顺序结构、链接结构、索引结构等，它与存储设备的特性和文件的使用方式有关。简答题答案：1.区别：进程同步主要解决进程之间协作完成任务时的协调问题，确保进程按预定顺序执行；进程互斥主要解决进程对临界资源的竞争访问问题，保证同一时刻只有一个进程能访问临界资源。联系：它们都是为了保证进程在并发执行时的正确性和高效性，互斥是同步的一种特殊情况，同步往往需要通过互斥来实现对共享资源的正确访问。2.死锁检测的方法主要有：资源分配图算法。通过构建资源分配图，分析图中是否存在环路。若存在环路且每个资源类中至少有一个资源未分配，而每个进程至少占有一个资源，则系统存在死锁。还可以定期检查进程对资源的使用情况，记录每个进程已占用的资源和请求的资源，当发现某个进程的请求无法满足且其他进程也无法释放足够资源时，判断可能发生死锁。综合题答案：1.逻辑地址0A5CH=0000101001011100B，页面大小1KB=1024B=0000010000000000B，页号为00001010B=10，块号为11。物理地址=块号页面大小+页内偏移=111024+01011100=11264+92=11356D=2C5CH。2.逻辑地址1B2DH=0001101100101101B，页号为00011011B=27，超出页表范围，会产生越界中断。分析题答案：1.可以使用信号量机制。定义一个信号量S，初始值为1。进程P1、P2、P3在使用打印机前先对S进行P操作，使用完后进行V操作。即：P1:P(S);打印5次;V(S);P2:P(S);打印3次;V(S);P3:P(S);打印2次;V(S);2.该同步机制通过信号量S来控制对打印机这一临界资源的访问。由于信号量初始值为1，保证了同一时刻只有一个进程能进入临界区（使用打印机）。当一个进程使用完打印机进行V操作后，其他进程才能再次获得信号量进入临界区，从而避免了多个进程同时争夺打印机导致死锁的情况。论述题答案：操作系统在计算机系统中处于核心地位。它是计算机系统的管理者，负责管理计算机的硬件资源（如CPU、内存、外存、各种