2025年计算机操作系统试题库及答案

2025年计算机操作系统试题库及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.在分时系统中，若时间片设置过短，最可能导致的问题是（）A.CPU利用率下降B.响应时间变长C.进程切换次数减少D.内存访问效率降低答案：A解析：时间片过短会导致进程频繁切换，增加上下文切换开销，降低CPU有效利用率。2.某系统采用银行家算法避免死锁，当前资源分配情况如下（资源总量：A=10，B=5）：进程|已分配（A,B）|最大需求（A,B）P1|(2,1)|(5,3)P2|(3,0)|(4,2)P3|(1,2)|(3,4)此时若P4请求(2,1)，系统是否分配？（）A.分配，系统处于安全状态B.不分配，系统进入不安全状态C.分配，因剩余资源足够D.不分配，因P4的最大需求未知答案：B解析：剩余资源=总量-已分配=(10-6,5-3)=(4,2)。假设分配P4(2,1)，剩余(2,1)。检查安全序列：P2还需(1,2)，剩余不足；P1还需(3,2)，剩余不足；P3还需(2,2)，剩余不足，无安全序列。3.虚拟内存管理中，页表项的“修改位”用于（）A.判断页面是否在内存中B.决定页面置换顺序C.标识页面是否被访问过D.确定是否需要写回磁盘答案：D解析：修改位为1表示页面在内存中被修改过，换出时需写回磁盘；为0则直接覆盖。4.下列文件物理结构中，最适合随机访问且支持文件动态增长的是（）A.连续结构B.链接结构（隐式链接）C.索引结构D.链接结构（显式链接）答案：C解析：索引结构通过索引表直接定位任意逻辑块，支持随机访问；扩展时只需增加索引项，无需移动原有数据。5.某磁盘有200个磁道（0-199），当前磁头在100号磁道，请求序列为：150,30,180,90,120。采用SCAN算法（假设初始向磁道号增加方向移动），平均寻道长度为（）A.36B.44C.52D.60答案：B解析：SCAN顺序：100→120→150→180→199（到达最大磁道后反向）→90→30。寻道长度：20+30+30+19+109+60=268，平均=268/5=53.6？（注：原题可能数据调整，正确计算应为100→120(20)→150(30)→180(30)→199(19)→90(109)→30(60)，总寻道20+30+30+19+109+60=268，请求数5，平均268/5=53.6，但选项无此答案，可能题目数据调整为请求序列150,30,180,90,120，正确顺序应为100→120→150→180→然后反向到90→30，寻道长度：20+30+30+90（180→90）+60（90→30）=230，平均230/5=46，可能题目数据或选项设置差异，此处以标准解法为准）6.线程与进程的根本区别是（）A.线程有独立的栈，进程有独立的地址空间B.线程共享资源，进程独占资源C.线程是调度单位，进程是资源分配单位D.线程可并发执行，进程不能答案：C解析：进程是资源分配的基本单位，线程是CPU调度的基本单位，这是二者的核心区别。7.某系统采用可变分区存储管理，当前内存空闲分区表如下（按地址递增排序）：[100KB-200KB],[300KB-450KB],[600KB-700KB]。若要分配250KB的内存，最佳适应算法选择的分区是（）A.100KB-200KB（100KB）B.300KB-450KB（150KB）C.600KB-700KB（100KB）D.无法分配答案：D解析：最佳适应选择最小的足够分区，三个分区大小分别为100KB、150KB、100KB，均小于250KB，无法分配。8.同步机制中，管程的主要特点是（）A.允许多个进程同时进入管程B.保证互斥访问共享变量C.依赖信号量实现同步D.无需条件变量答案：B解析：管程通过互斥机制保证同一时间仅一个进程在管程内执行，确保共享变量的互斥访问。9.下列关于缺页中断的描述，错误的是（）A.缺页中断是内中断（异常）B.缺页中断发生时需将外存中的页面调入内存C.缺页中断处理完成后，进程继续执行下一条指令D.缺页率与页面置换算法有关答案：C解析：缺页中断发生时，CPU执行到产生缺页的指令时中断，处理完成后应重新执行该指令，而非下一条。10.文件系统中，目录项的主要作用是（）A.存储文件内容B.记录文件元数据（如权限、大小）C.实现文件名到文件物理地址的映射D.管理磁盘空闲块答案：C解析：目录项（目录条目）包含文件名和对应的文件控制块（FCB）指针，实现文件名到文件物理地址的映射。11.某系统有3个同类资源，5个进程，每个进程最多需要2个资源。该系统（）A.必然死锁B.可能死锁C.不可能死锁D.无法判断答案：C解析：最大需求总和=5×2=10，资源总数3。根据死锁必要条件，若每个进程已分配1个资源（共5个），但资源总数仅3，实际最多分配3个资源，每个进程最多持有1个，剩余需求1，总剩余需求5-3=2≤资源总数3，存在安全序列（如逐个分配剩余资源），故不可能死锁。12.时间片轮转调度算法中，时间片的大小应略大于（）A.进程的平均执行时间B.系统的响应时间C.一次典型的交互操作时间D.进程的上下文切换时间答案：C解析：时间片需足够大以完成一次典型交互（如用户输入处理），避免频繁切换；又需足够小以保证响应时间。13.在页式存储管理中，页表的作用是（）A.记录内存空闲页框B.实现逻辑页号到物理页框号的映射C.存储页面内容D.管理快表（TLB）答案：B解析：页表的核心功能是将用户程序的逻辑页号转换为内存中的物理页框号。14.设备独立性（设备无关性）的主要目的是（）A.提高设备利用率B.简化应用程序编程C.实现设备共享D.减少I/O阻塞时间答案：B解析：设备独立性使应用程序无需关心具体设备细节，只需通过逻辑设备名访问，简化编程。15.下列关于SPOOLing技术的描述，正确的是（）A.用于解决CPU与控制器速度不匹配问题B.实质是用磁盘空间模拟内存C.可以将独占设备改造为共享设备D.必须依赖多道程序设计答案：C解析：SPOOLing技术通过输入井和输出井缓冲I/O操作，使独占设备（如打印机）在逻辑上可被多个进程共享。二、填空题（每空2分，共20分）1.进程的三种基本状态是运行态、就绪态和______。答案：阻塞态（等待态）2.信号量S的初始值为5，当前值为-3，则有______个进程在等待该信号量。答案：33.虚拟内存的理论基础是______原理，包括时间局部性和空间局部性。答案：程序局部性4.在分页存储管理中，逻辑地址由页号和______两部分组成。答案：页内偏移量5.死锁的四个必要条件是互斥条件、请求和保持条件、不可抢占条件和______。答案：循环等待条件6.文件的逻辑结构分为流式文件和______文件。答案：记录式7.磁盘调度算法中，______算法可能导致“饥饿”现象（如某些进程的请求长期得不到响应）。答案：最短寻道时间优先（SSTF）8.在I/O控制方式中，______方式CPU利用率最高，适用于高速设备。答案：DMA（直接内存访问）9.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10.文件系统中，______是文件存在的标志，包含文件的所有属性和物理地址信息。答案：文件控制块（FCB）三、简答题（每题6分，共30分）1.简述进程调度的主要任务。答案：进程调度的主要任务是：①保存当前运行进程的上下文（如寄存器值、程序计数器等）；②从就绪队列中选择一个进程（依据调度算法）；③为选中的进程恢复上下文，使其获得CPU并进入运行态。核心是实现CPU在进程间的高效切换，提高资源利用率。2.比较分页存储管理与分段存储管理的主要区别。答案：①分页是物理划分（内存划分固定大小页框），分段是逻辑划分（程序划分功能模块）；②分页的逻辑地址是一维的（页号+页内偏移），分段是二维的（段号+段内偏移）；③分页主要解决内存碎片问题，分段支持程序的模块化（如代码段、数据段）；④分页的共享和保护较困难（需共享多个页面），分段更易（共享整个段）。3.简述虚拟内存的特征及其实现基础。答案：虚拟内存的特征：①多次性（程序分多次调入内存）；②对换性（内存与外存间频繁交换）；③虚拟性（逻辑上扩大内存容量）。实现基础：①程序局部性原理（时间/空间局部性保证大部分时间访问局部数据）；②离散分配方式（如分页/分段）支持非连续内存分配；③请求调页/段机制（仅调入需要的页面）；④页面置换机制（换出不常用页面）。4.说明文件系统中空闲块管理的常用方法及其特点。答案：常用方法：①空闲表法（记录连续空闲块的起始和长度），适用于连续分配，管理简单但不适用于大磁盘；②空闲链表法（将空闲块链成链表），隐式链表（块内指向下一空闲块）无需额外空间但效率低，显式链表（FAT表记录）管理方便但占用内存；③位示图法（用二进制位表示块是否空闲），空间占用小，适合快速分配/回收，广泛用于现代系统；④成组链接法（UNIX采用，将空闲块分组，每组记录下一组的块数和块号），结合链表和位示图优点，高效可靠。5.简述I/O软件的层次结构及各层的主要功能。答案：I/O软件分为四层：①用户层I/O软件（提供库函数和SPOOLing系统，如printf调用）；②设备独立性软件（处理逻辑设备名到物理设备的映射，执行统一的I/O操作，管理空闲设备）；③设备驱动程序（与硬件直接交互，发送命令、解释响应，处理中断）；④中断处理程序（CPU响应中断时保存现场，调用驱动程序处理，恢复现场）。层次化设计实现了设备无关性和模块复用。四、综合应用题（每题10分，共20分）1.有5个进程P1-P5，采用优先级调度算法（优先级数值越小优先级越高），进程到达时间、执行时间和优先级如下表（假设优先级在运行期间不变，非抢占式）：进程|到达时间|执行时间|优先级P1|0|10|3P2|2|5|1P3|4|8|4P4|5|3|2P5|7|6|5（1）画出甘特图表示调度顺序；（2）计算平均周转时间（周转时间=完成时间-到达时间）。答案：（1）调度顺序：-0时刻只有P1，开始执行，P1运行到10时刻完成（因非抢占，期间P2（2时刻到，优先级1更高，但非抢占式需等当前进程结束）；-10时刻就绪队列有P2（已等8秒）、P3（等6秒）、P4（等5秒）、P5（等3秒），选优先级最高的P2（优先级1），执行到10+5=15时刻完成；-15时刻就绪队列有P3（优先级4）、P4（优先级2）、P5（优先级5），选P4（优先级2），执行到15+3=18时刻完成；-18时刻就绪队列有P3（优先级4）、P5（优先级5），选P3，执行到18+8=26时刻完成；-26时刻执行P5，到26+6=32时刻完成。甘特图：P1(0-10)→P2(10-15)→P4(15-18)→P3(18-26)→P5(26-32)（2）周转时间计算：P1：10-0=10；P2：15-2=13；P4：18-5=13；P3：26-4=22；P5：32-7=25。平均周转时间=(10+13+13+22+25)/5=83/5=16.6。2.某页式虚拟内存系统，页面大小为4KB（2^12B），逻辑地址32位，页表项大小为4B，采用三级页表结构。（1）计算每级页表的页号位数；（2）若快表（TLB）命中率为90%，访问内存时间为100ns，缺页率为1%，缺页处理时间为10ms（含页面调入和更新页表），计算有效访问时间（EAT）。答案：（1）逻辑地址=页号（三级）+页内偏移（12位）。32位地址中，页内偏移占12位，剩余20位分三级页表，每级页号位数=20/3≈6.67，实际取7+7+6（因7+7+6=20）。具体：一级页号7位，二级页号7位，三级页号6位，页内偏移12位。（2）有效访问时间计算：EAT=TLB命中时的访问时间+TLB未命中时的访问时间TLB命中（90%）：访问快表（假设时间忽略）+访问内存（100ns）=100nsTLB未命中（10%）：需访问三级页表（3次内存访问）+访问目标内存（1次）=4×100ns=400