2025 年大学计算机科学（操作系统基础）下学期期末测试卷

2025年大学计算机科学（操作系统基础）下学期期末测试卷

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、单项选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填写在括号内）1.操作系统的主要功能是（）。A.实现软、硬件转换B.管理系统所有的软、硬件资源C.把源程序转换为目标程序D.进行数据处理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.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4.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≠05.若系统中有5个并发进程涉及某个相同的变量A，则变量A的相关临界区是由（）临界区构成。A.2个B.3个C.4个D.5个6.下列存储管理方案中，不采用动态重定位的是（）。A.页式存储管理B.段式存储管理C.固定分区存储管理D.段页式存储管理7.在请求分页存储管理中，若采用FIFO页面淘汰算法，则当分配的页面数增加时，缺页中断的次数（）。A.减少B.增加C.无影响D.可能增加也可能减少8.磁盘的I/O控制主要采取（）方式。A.程序I/OB.中断C.DMAD.SPOOLing9.操作系统中采用缓冲技术的目的是为了增强系统（）的能力。A.串行操作B.并行操作C.控制操作D.中断操作10.下列关于文件系统的说法中，错误的是（）。A.文件系统负责文件存储空间的管理B.文件系统负责文件的读写操作C.文件系统负责文件的安全保护D.文件系统负责给用户提供一个方便的接口，用户可以直接对文件进行操作二、多项选择题（总共5题，每题4分，每题有两个或两个以上正确答案，请将正确答案填写在括号内，多选、少选、错选均不得分）1.操作系统的特征包括（）。A.并发性B.共享性C.虚拟性D.异步性2.进程的基本状态有（）。A.就绪状态B.运行状态C.阻塞状态D.完成状态3.下列属于进程间通信方式的有（）。A.管道通信B.消息传递C.共享内存D.信号量机制4.存储管理的主要功能包括（）。A.内存分配B.内存保护C.地址映射D.内存扩充5.设备管理中引入缓冲技术的原因有（）。A.缓和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设备之间的并行性D.节省内存空间三、判断题（总共10题，每题2分，请判断下列说法的对错，正确的打“√”，错误的打“×”）1.操作系统是计算机系统中的一个系统软件。（）2.进程是程序在一个数据集合上的一次执行过程，它是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。（）3.进程的并发执行会破坏程序的封闭性和可再现性。（）4.进程互斥是进程同步的一种特殊情况。（）5.信号量机制是一种有效的实现进程同步与互斥的工具。（）6.页式存储管理中，页面大小是固定的，由操作系统决定。（）7.虚拟存储器是利用操作系统产生的一个假想的特大存储器，是一种实际不存在的存储器。（）8.DMA方式既能用于控制磁盘I/O，也能用于控制打印机I/O。（）9.采用SPOOLing技术后，使得系统的独占设备变成了共享设备。（）10.文件系统中，文件的逻辑结构是指文件在用户程序中的组织形式。（）四、简答题（总共4题，每题10分，请简要回答下列问题）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.简述页式存储管理的基本原理。4.简述设备管理中缓冲池的组成和工作方式。五、综合应用题（总共2题，每题15分，请结合所学知识，综合分析并解决下列问题）1.有三个进程P1、P2、P3，共享一个包含N（N>0）个单元的缓冲区。P1每次用produce()生成一个正整数并用put()送入缓冲区某一空单元中；P2每次用getodd()从该缓冲区中取出一个奇数并用countodd()统计奇数个数；P3每次用geteven()从该缓冲区中取出一个偶数并用counteven()统计偶数个数。请用信号量机制实现这三个进程的同步与互斥。2.假设一个磁盘有200个磁道，编号从0到199。当前磁头正在143号磁道上服务，并且刚刚完成了125号磁道的请求。如果寻道请求队列的顺序是：86，147，91，177，94，150，102，175，130。请分别计算采用先来先服务（FCFS）、最短寻道时间优先（SSTF）和扫描算法（SCAN）时的总寻道长度。答案：一、单项选择题1.B2.A3.A4.C5.D6.C7.D8.C9.B10.D二、多项选择题1.ABCD2.ABC3.ABCD4.ABCD5.ABC三、判断题1.√2.√3.√4.√5.√6.√7.×8.√9.√10.√四、简答题1.操作系统的功能包括：处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理、用户接口。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各进程之间能有效地共享资源和相互合作，从而使程序的执行具有可再现性。3.页式存储管理的基本原理是：将用户程序的逻辑地址空间分成若干固定大小的页，同时将内存物理地址空间也分成若干个物理块，页和块的大小相等。用户程序的每一页可以离散地存储在内存的任意物理块中，通过页表实现从逻辑地址到物理地址的映射。4.缓冲池由多个缓冲区组成，这些缓冲区分为输入缓冲区、输出缓冲区和工作缓冲区。工作缓冲区又分为输入工作缓冲区和输出工作缓冲区。缓冲池的工作方式是：当进程需要进行I/O操作时，首先从缓冲池中获取相应的缓冲区，进行数据的读写操作，然后再将缓冲区放回缓冲池。五、综合应用题1.解：定义三个信号量mutex、empty、full，初值分别为1、N、0。mutex用于实现对缓冲区的互斥访问；empty表示缓冲区中空单元的数量；full表示缓冲区中已占用单元的数量。进程P1：while(1){produce();P(empty);P(mutex);put();V(mutex);V(full);}进程P2：while(1){P(full);P(mutex);getodd();if(取出的数为奇数){countodd();}V(mutex);V(empty);}进程P3：while(1){P(full);P(mutex);geteven();if(取出的数为偶数){counteven();}V(mutex);V(empty);}2.解：先来先服务（FCFS）：从143号磁道开始，依次访问86，147，91，177，94，150，102，175，130。总寻道长度=(143-86)+(86-147)+(147-91)+(91-177)+(177-94)+(94-150)+(150-102)+(102-175)+(175-130)=57+61+56+86+83+56+48+73+45=565最短寻道时间优先（SSTF）：当前磁头在143号磁道，离它最近的是147号磁道，然后是150号磁道，接着是130号磁道，依次类推。总寻道长度=(147-143)+(15'0-147)+(150-130)+(130-102)+(102-94)+(94-86)+(86-175)+(175-177)=4+3+20+28+8+8+89+2=162扫描算法（SCAN）：当前磁头在143号磁道，向大磁道号方向移动，依次访问147，