2025年大学计算机科学与技术（操作系统）试题及答案

2025年大学计算机科学与技术（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）（总共20题，每题2分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填写在答题纸上）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.设备管理2.进程与程序的本质区别是？A.进程是动态的，程序是静态的B.进程存储在内存，程序存储在外存C.进程包含程序，程序包含进程D.进程比程序运行速度快3.以下哪种调度算法有利于短作业？A.先来先服务调度算法B.短作业优先调度算法C.时间片轮转调度算法D.多级反馈队列调度算法4.虚拟存储技术的主要目的是？A.提高内存利用率B.提高CPU利用率C.提高外存利用率D.提高I/O设备利用率5.进程的三种基本状态不包括？A.运行态B.就绪态C.阻塞态D.终止态6.操作系统中，对信号量S的P原语操作定义中，使进程进入相应等待队列等待的条件是？A.S>0B.S=0C.S<0D.S≠07.以下关于文件系统的描述，错误的是？A.文件系统负责文件的存储、检索和修改B.文件系统为用户提供统一的文件接口C.文件系统只管理磁盘文件D.文件系统包括目录管理、文件存储空间管理等功能8.设备管理中引入缓冲技术的目的不包括？A.缓解CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾B.减少对CPU的中断频率，放宽对CPU中断响应时间的限制C.提高CPU和I/O设备的利用率D.提高内存利用率9.操作系统采用多道程序设计技术提高了CPU和外部设备的？A.利用率B.可靠性C.稳定性D.兼容性10.进程同步机制应遵循的原则不包括？A.空闲让进B.忙则等待C.有限等待D.无限等待11.以下哪种存储管理方式会产生内部碎片？A.分页存储管理B.分段存储管理C.固定分区存储管理D.可变分区存储管理12.操作系统中，用于实现进程通信的机制是？A.信号量B.管道C.信箱D.以上都是13.以下关于死锁的描述，正确的是？A.死锁是指两个或多个进程在执行过程中，因争夺资源而造成的一种互相等待的现象B.死锁只可能发生在具有共享资源的系统中C.死锁是系统故障，与进程无关D.死锁一旦发生，系统无法恢复14.页面置换算法中，最佳置换算法是？A.选择在最近的将来最久不使用的页面进行置换B.选择在内存驻留时间最长的页面进行置换C.选择在内存驻留时间最短的页面进行置换D.随机选择一个页面进行置换15.操作系统中，文件的逻辑结构通常分为？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16.设备驱动程序的主要功能不包括？A.接收用户的I/O请求B.实现CPU和设备控制器之间的通信C.对设备进行初始化和启动D.进行设备中断处理17.操作系统中，线程的特点不包括？A.线程是CPU调度和分派的基本单位B.线程拥有自己独立的内存空间C.同一进程中的线程共享进程的资源D.线程之间的通信比进程之间的通信更高效18.以下关于操作系统安全的描述，错误的是？A.操作系统安全包括用户认证、访问控制等方面B.操作系统安全只关注系统内部的安全，不涉及网络安全C.操作系统安全可以防止非法用户访问系统资源D.操作系统安全可以保护系统免受病毒、恶意软件等攻击19.进程控制块（PCB）不包含以下哪项信息？A.进程标识符B.程序和数据的地址C.进程优先级D.进程执行结果20.操作系统中，文件目录结构通常采用？A.单级目录结构B.二级目录结构C.树形目录结构D.网状目录结构第II卷（非选择题共60分）简答题（每题5分，共20分）21.简述操作系统的定义和主要功能。22.简述进程调度的时机。23.简述虚拟内存的实现原理。24.简述文件系统的层次结构。综合题（每题10分，共20分）25.有一个具有两道作业的批处理系统，作业调度采用短作业优先调度算法，进程调度采用先来先服务调度算法。现有如下作业序列：作业1：到达时间8:00，估计运行时间2小时；作业2：到达时间8:30，估计运行时间1小时；作业3：到达时间9:00，估计运行时间0.5小时。请画出作业调度和进程调度的甘特图，并计算每个作业的周转时间和平均周转时间。26.假设系统有3个进程P0、P1、P2和3类资源R0、R1、R2，各进程的最大需求、已分配资源数和系统可用资源数如下表所示：|进程|最大需求|已分配资源数|系统可用资源数||----|----|----|----||P0|7,5,3|0,1,0|3,3,2||P1|3,2,2|2,0,0||P2|9,0,2|3,0,2|请问系统是否处于安全状态？如果是，请给出一个安全序列；如果不是，请说明理由。材料分析题（每题10分，共20分）27.材料：在一个多道程序系统中，有若干进程并发执行。其中一个进程P在执行过程中，先后申请了资源R1和R2。问题：请分析可能导致死锁的原因，并提出避免死锁的措施。28.材料：某文件系统采用索引分配方式，文件A的索引表如下所示：|块号|块内偏移量||----|----||100|0||101|1024||102|2048|问题：请描述文件A的存储结构，并说明如何通过索引表访问文件A的第3072个字节的数据。设计题（每题10分，共20分）29.设计一个简单的进程同步机制，用于两个进程之间的互斥访问共享资源。30.设计一个文件系统的目录结构，要求能够方便地实现文件的分类存储和快速检索。答案：1.C2.A3.B4.A5.D6.C7.C8.D9.A10.D11.C12.D13.A14.A15.A16.A17.B18.B19.D20.C21.操作系统是管理计算机硬件与软件资源的计算机程序。主要功能包括处理器管理、存储管理、设备管理、文件管理、作业管理等。22.进程调度的时机包括：正在执行的进程执行完毕、正在执行的进程调用阻塞原语将自己阻塞起来进入等待状态、正在执行的进程调用了P原语操作，从而因资源不足而被阻塞；或调用了V原语操作激活了等待资源的进程队列、在分时系统中时间片用完。23.虚拟内存的实现原理是利用请求分页存储管理方式，当进程访问的页面不在内存时，产生缺页中断，系统将外存中的相应页面调入内存，同时将内存中暂时不用的页面调出到外存，以腾出空间。24.文件系统的层次结构包括：用户接口层、文件目录层、存取控制验证层、逻辑文件系统层、物理文件系统层。25.作业调度：8:00作业1进入，8:30作业2进入，9:00作业3进入，作业3先执行，9:30作业3完成，作业2执行，10:30作业2完成，作业1执行，12:00作业1完成。周转时间：作业1为4小时，作业2为2小时，作业3为0.5小时。平均周转时间为(4+2+0.5)/3=2.17小时。甘特图：8:00-9:30作业3，9:30-10:30作业2，10:30-12:00作业1。26.系统处于安全状态。安全序列为P1、P0、P2。因为P1获得资源后可运行完并释放资源，此时系统可用资源变为5,3,2，P0可获得资源运行完并释放资源，系统可用资源变为7,4,2，P2可获得资源运行完。27.可能导致死锁的原因：进程推进顺序不当，如进程P先申请R1，进程Q先申请R2，然后P申请R2，Q申请R1，导致互相等待。避免死锁的措施：破坏互斥条件（不现实）、破坏不剥夺条件、破坏请求和保持条件、破坏环路等待条件。28.文件A采用索引分配方式，文件数据存放在块号为100、101、102的物理块中。通过索引表，第3072个字节的数据在块号为102的物理块中，块内偏移量为3072-2048=1024。29.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访问共享资源前