2025年大学大三（计算机科学与技术）操作系统原理测试题及答案

2025年大学大三（计算机科学与技术）操作系统原理测试题及答案

（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：每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。(总共10题，每题4分)1.操作系统是一种（）。A.系统软件B.应用软件C.工具软件D.调试软件2.进程和程序的一个本质区别是（）。A.前者为动态的，后者为静态的B.前者存储在内存，后者存储在外存C.前者在一个文件中，后者在多个文件中D.前者分时使用CPU，后者独占CPU3.操作系统中对数据进行管理的部分叫做（）。A.数据库系统B.文件系统C.检索系统D.数据存储系统4.进程从运行状态变为阻塞状态的原因是（）。A.输入或输出事件发生B.时间片到C.输入或输出事件完成D.某个进程被唤醒5.下面关于线程的叙述中，正确的是（）。A.线程包含CPU现场，可以独立执行程序B.每个线程有自己独立的内存空间C.进程只能包含一个线程D.线程之间的通信比较复杂，通信效率较低6.虚拟存储器的最大容量（）。A.为内外存容量之和B.由计算机的地址结构决定C.是任意的D.由作业的地址空间决定7.若系统中有五台绘图仪，有多个进程均需要使用两台，规定每个进程一次仅允许申请一台，则至多允许（）个进程参与竞争，而不会发生死锁。A.5B.2C.3D.48.操作系统采用缓冲技术，能够减少对CPU的（）次数，从而提高资源的利用率。A.中断B.访问C.控制D.依赖9.操作系统通过（）对进程进行管理。A.进程控制块B.程序C.PCBD.作业控制块10.当用户程序执行访管指令时，中断装置将使中央处理器（）工作。A.维持在目态B.从目态转换到管态C.维持在管态D.从管态转换到目态第II卷（非选择题共60分）答题要求：请根据题目要求，简要回答问题，书写要清晰、准确。二、填空题(总共5题，每题4分，共20分)1.操作系统的基本特征是并发、共享、（）和虚拟。2.进程的三种基本状态是就绪态、运行态和（）。3.程序顺序执行时具有顺序性、封闭性和（）的特点。4.存储器管理的主要功能包括内存分配、内存保护、地址映射和（）。5.设备管理中引入缓冲机制的主要原因是为了缓和CPU和I/O设备之间速度不匹配的矛盾、减少对CPU的中断频率以及提高（）的利用率。三、简答题(总共3题，每题10分，共30分)1.简述操作系统的功能。2.什么是进程同步？进程同步的主要任务是什么？3.简述分页存储管理和分段存储管理的区别。四、综合分析题(10分)材料：在一个多道程序系统中，有三个进程P1、P2、P3，它们共享一台打印机。进程P1使用打印机打印文档，进程P2使用打印机打印报表，进程P3使用打印机打印图片。每个进程在使用打印机时，都需要占用一段时间。问题：请分析如何通过合理的同步机制来避免打印机使用过程中的死锁问题，并说明理由。五、设计题(10分)材料：假设要设计一个简单的文件系统，该文件系统支持文件的创建、删除、读取和写入操作。文件存储在磁盘上，磁盘以块为单位进行管理，每个块大小为512字节。问题：请设计一个文件控制块（FCB）的数据结构，用于存储文件的相关信息，并说明每个字段的作用。答案：一、1.A2.A3.B4.A5.A6.B7.D8.A9.C10.B二、1.异步2.阻塞态3.可再现性4.内存扩充5.I/O设备三、1.操作系统的功能包括处理器管理、存储器管理、设备管理、文件管理以及用户接口管理等。处理器管理负责进程的调度与控制；存储器管理实现内存的分配、保护、映射等；设备管理对各类I/O设备进行管理；文件管理用于文件的存储、检索等操作；用户接口管理提供命令接口和程序接口方便用户使用系统。2.进程同步是指进程之间一种直接的协同工作关系，这些进程相互合作，共同完成一项任务。进程同步的主要任务是使并发执行的进程之间能按照一定的规则（或时序）共享系统资源，并能很好地相互合作，从而使程序的执行具有可再现性。3.分页存储管理是将内存空间划分为大小相等的页，程序也按页划分，逻辑地址由页号和页内偏移组成，通过页表进行地址映射。分段存储管理是将程序按逻辑段划分，每个段有自己的名字和长度，逻辑地址由段号和段内地址组成，通过段表进行地址映射。区别在于分页是物理上划分内存，分段是逻辑上划分程序；分页用户不可见，分段用户可见；分页旨在提高内存利用率，分段旨在满足用户编程需求。四、可以采用信号量机制来避免死锁问题。定义一个信号量S，其初始值为1，表示打印机可用。当进程需要使用打印机时，先对信号量S进行P操作，如果S的值大于等于0，则进程可以使用打印机，并将S的值减1；如果S的值为-1，则进程阻塞等待。当进程使用完打印机后，对信号量S进行V操作，将S的值加1。这样可以保证只有一个进程能够使用打印机，从而避免死锁的发生。因为信号量机制可以有效地控制进程对共享资源的访问，使得进程之间能够有序地使用打印机，避免了相互等待导致的死锁。五、文件控制块（FCB）的数据结构可以设计如下：文件名（16字节）：用于存储文件的名称；文件大小（4字节）：记录文件的字节数；文件起始块号（4字节）：指出文件在磁盘上的起始块号；文件属性（2字节）：如只读、可写、隐藏等属性；