2026秋国家开放大学《操作系统》形考作业及答案

第1页国家开放大学《操作系统》（02152）形成性考核作业及答案使用说明适用课程：国家开放大学开放教育计算机类专业《操作系统》（课程代码02152），2026年秋季学期。结构说明：本课程形成性考核共设3个形考任务，每个任务满分100分，其中单项选择题16题（每题4分，共64分）、判断题7题（每题2分，共14分）、应用题2题（第1题14分，第2题8分，共22分）。编号说明：题号在每个形考任务内按阿拉伯数字1～25连续编排（1～16为单选，17～23为判断，24～25为应用题）。使用建议：先独立作答，再对照【答案】核对；应用题为计算或填空类，建议按解题过程自己再推一遍。答案说明：答案依据课程知识体系与现行题库口径整理。论述类应用题答案为参考要点，表述与题库若有差异，只要要点齐全即可得分。形考任务一操作系统概述与进程管理（一）单项选择题（每题4分，共16题，64分）1．操作系统的基本职能是＿＿＿。A．控制和管理系统内各种资源，有效地组织多道程序的运行B．提供友好的用户界面，方便用户使用计算机C．编译和解释用户源程序D．实现计算机硬件与软件的连接【答案】A2．按照所起的作用和需要的运行环境，操作系统属于＿＿＿。A．应用软件B．系统软件C．工具软件D．用户软件【答案】B3．在计算机系统中，操作系统是＿＿＿。A．处于裸机之上的第一层软件B．处于硬件之下的底层软件C．处于应用软件之上的软件D．处于用户程序内部的接口程序【答案】A4．现代操作系统的基本特征是＿＿＿、资源共享和操作的异步性。A．程序的并发执行B．多道程序设计C．中断处理D．实时性【答案】A5．以下不属于操作系统具备的主要功能的是＿＿＿。A．进程管理B．存储管理C．文档编辑D．设备管理【答案】C6．为用户分配主存空间，保护主存中的程序和数据不被破坏，提高主存空间的利用率，这属于＿＿＿。A．处理器管理B．存储管理C．文件管理D．作业管理【答案】B7．操作系统对缓冲区的管理属于＿＿＿的功能。A．处理器管理B．存储管理C．设备管理D．文件管理【答案】C8．操作系统内核与用户程序、应用程序之间的接口是＿＿＿。A．系统调用B．中断C．库函数D．命令解释程序【答案】A9．系统调用是由操作系统提供的内部调用，它＿＿＿。A．直接提供给用户程序使用B．只能通过用户程序间接使用C．只能在系统态下由硬件调用D．与普通函数调用完全相同【答案】B10．在下列操作系统中，强调吞吐能力的是＿＿＿。A．分时系统B．多道批处理系统C．实时系统D．网络系统【答案】B11．批处理系统的主要缺点是＿＿＿。A．CPU的利用率不高B．失去了交互性C．系统吞吐量小D．不具备并行性【答案】B12．为了使系统中所有的用户都能得到及时的响应，该操作系统应该是＿＿＿。A．多道批处理系统B．分时系统C．网络系统D．实时系统【答案】B13．实时操作系统追求的目标是＿＿＿。A．充分利用内存B．高吞吐率C．快速响应D．减少系统开销【答案】C14．进程与程序之间有密切联系，但又是不同的概念，二者的一个本质区别是＿＿＿。A．程序保存在文件中，进程存放在内存中B．程序是动态概念，进程是静态概念C．程序顺序执行，进程并发执行D．程序是静态概念，进程是动态概念【答案】D15．若P、V操作的信号量S初值为2，当前值为−1，则表示有＿＿＿个等待进程。A．0B．1C．2D．3【答案】B【解析】信号量为负值时，其绝对值等于在该信号量队列上等待的进程数。16．死锁的四个必要条件中，无法破坏的是＿＿＿。A．互斥条件B．请求与保持条件C．不可剥夺条件D．循环等待条件【答案】A【解析】资源本身的性质决定了互斥条件一般不能破坏；其余三个条件都可通过资源分配策略予以破坏。（二）判断题（每题2分，共7题，14分）17．操作系统是用户与计算机之间的接口。（）【答案】√18．操作系统是整个计算机系统的控制管理中心，它对其他软件具有支配权，因而操作系统建立在其他软件之上。（）【答案】×【解析】操作系统直接建立在裸机之上，是计算机系统中第一层软件，而非建立在其他软件之上。19．操作系统是系统软件中的一种，在进行系统安装时可以先安装其他软件，然后再安装操作系统。（）【答案】×20．简单地说，进程是程序的执行过程，因而进程和程序是一一对应的。（）【答案】×【解析】一个程序可以对应多个进程（如多次运行同一程序），一个进程在其生命周期内也可以通过exec更换所执行的程序。21．在进程状态的转换中，从就绪态转换到阻塞态是不可能实现的。（）【答案】√【解析】就绪态进程只等待CPU，并不占有CPU，因而不可能主动请求资源而被阻塞；必须先进运行态才可能转入阻塞态。22．一个进程被唤醒意味着该进程重新占有了CPU。（）【答案】×【解析】被唤醒只是从阻塞态转入就绪态，还要等待进程调度程序选中才能占用CPU。23．进程A和进程B都要使用系统中同一台打印机，为保证打印结果正确，两个进程要先后分别使用打印机，这属于进程的同步关系。（）【答案】×【解析】这属于因竞争同一资源而产生的互斥关系；同步是指进程之间为完成同一任务而进行的直接协作。（三）应用题（共22分）24．（14分）设有无穷多个信息，输入进程把信息逐个写入缓冲区，输出进程逐个从缓冲区中取出信息。设缓冲区是环形的，编号为0～n−1，in和out分别是输入进程和输出进程使用的指针，初值均为0。为使两类进程实行同步操作，设置三个信号量：full表示放有信息的缓冲区数，初值为0；empty表示可供使用的缓冲区数，初值为n；mutex为互斥信号量，初值为1。请填写下列算法中空缺的P、V操作。输入进程Input：while(TRUE){＿＿＿(1)＿＿＿;P(mutex);信息送往buffer(in);in=(in+1)modn;＿＿＿(2)＿＿＿;＿＿＿(3)＿＿＿;}输出进程Output：while(TRUE){＿＿＿(4)＿＿＿;＿＿＿(5)＿＿＿;从buffer(out)中取出信息;out=(out+1)modn;V(mutex);＿＿＿(6)＿＿＿;}【答案】（1）P(empty)（2）V(mutex)（3）V(full)（4）P(full)（5）P(mutex)（6）V(empty)【解析】输入进程先申请空闲缓冲区（P(empty)），再申请缓冲区互斥使用权，写完后释放互斥权并通知"满"缓冲块增加一个（V(full)）。输出进程先申请有信息的缓冲区（P(full)），再申请互斥权，取走后释放互斥权并通知"空"缓冲块增加一个（V(empty)）。mutex的初值为1，因此缓冲区的写与取不会交叉进行。25．（8分）某分时系统中的进程出现如下状态变化：运行→就绪、就绪→运行、运行→阻塞、阻塞→就绪。请分别说明这四种状态变化产生的原因。【答案】（1）运行→就绪：进程的时间片用完，或被更高优先级的进程抢占处理机，该进程让出CPU排入就绪队列。（2）就绪→运行：进程被进程调度程序选中，分配到处理机开始执行。（3）运行→阻塞：正在执行的进程因请求输入输出或等待某个事件（如等待I/O完成、等待信号量）而无法继续，主动让出处理机。（4）阻塞→就绪：进程所等待的事件已经发生（如I/O完成、信号量得到释放），被唤醒后进入就绪队列。【解析】该系统存在"时间片用完即让出CPU"的情形，说明采用的是时间片轮转调度算法，故运行→就绪是常态转换。形考任务二处理机调度、作业管理与存储管理（一）单项选择题（每题4分，共16题，64分）1．操作系统中必不可少的调度是＿＿＿。A．作业调度B．进程调度C．中级调度D．高级调度【答案】B【解析】进程调度（低级调度）在任何操作系统中都必须具备，作业调度与中级调度则视系统类型可省略。2．按照作业到达的先后次序调度作业，排队等待时间最长的作业被优先调度，这是指＿＿＿调度算法。A．优先级法B．短作业优先法C．先来先服务法D．时间片轮转法【答案】C3．为了使系统中各部分资源得到均衡使用，就必须选择对资源需求不同的作业进行合理搭配，这项工作是由＿＿＿完成的。A．中级调度B．对换C．作业调度D．进程调度【答案】C4．作业生存期共经历四个状态，它们是提交、后备、＿＿＿和完成。A．等待B．执行C．就绪D．开始【答案】B5．作业调度程序从处于＿＿＿状态的队列中选取适当的作业调入主存运行。A．提交B．后备C．执行D．完成【答案】B6．在操作系统中，JCB是指＿＿＿。A．作业控制块B．进程控制块C．文件控制块D．设备控制块【答案】A7．作业调度选择一个作业装入主存后，该作业能否占用处理器必须由＿＿＿来决定。A．作业调度B．进程调度C．中级调度D．中断处理【答案】B8．在批处理系统中，周转时间是＿＿＿。A．作业等待时间和运行时间之和B．作业的相对等待时间C．作业被调度进入主存到运行完毕的时间D．作业运行时间【答案】A9．设某作业进入输入井的时间为S，开始运行的时间为R，得到计算结果的时间为E，则该作业的周转时间T为＿＿＿。A．T=E−SB．T=E−RC．T=R−SD．T=E−R+S【答案】A10．现有3个作业同时到达，每个作业的计算时间都是1小时，它们在一台CPU上按单道方式运行，则平均周转时间为＿＿＿小时。A．1B．2C．3D．6【答案】B【解析】三个作业的周转时间分别为1、2、3小时，平均为(1+2+3)/3=2小时。11．为了对紧急进程或重要进程进行调度，调度算法应采用＿＿＿。A．先来先服务法B．时间片轮转法C．优先级法D．短作业优先法【答案】C12．下列中断中，可能要人工介入的中断是＿＿＿。A．时钟中断B．输入输出中断C．硬件故障中断D．程序性中断【答案】C13．下列中断类型中，属于自愿性中断事件的是＿＿＿。A．硬件故障中断B．程序性中断C．访管中断D．外部中断【答案】C【解析】访管中断由程序执行访管指令（系统调用）主动引起，属自愿性中断；其余三类均为强迫性中断。14．通常，用户编写的程序中所使用的地址是＿＿＿。A．逻辑地址B．物理地址C．绝对地址D．内存地址【答案】A15．把逻辑地址转变为内存物理地址的过程称作＿＿＿。A．重定位B．编译C．连接D．对换【答案】A16．在请求分页虚拟存储管理中，若所需页面不在内存中，则会引起＿＿＿。A．缺页中断B．访管中断C．时钟中断D．外部中断【答案】A（二）判断题（每题2分，共7题，14分）17．作业调度往往选择对资源需求不同的作业进行合理搭配，使系统中各部分资源都得到均衡利用。（）【答案】√18．时间片轮转法主要用于分时系统中的进程调度。（）【答案】√19．CPU可以直接访问外存（如磁盘）上的数据。（）【答案】×【解析】CPU只能直接访问内存；外存中的数据必须先调入内存后才能被CPU访问。20．在现代操作系统中，不允许用户干预内存的分配。（）【答案】√21．采用动态重定位技术的系统，目标程序可以不经任何改动而装入物理内存。（）【答案】√22．固定分区中各分区的大小可以不同，但都必须预先固定。（）【答案】√23．在请求分页存储管理中，采用FIFO页面淘汰算法时，若增加分配给进程的页面数，缺页中断次数一定减少。（）【答案】×【解析】FIFO算法存在Belady现象，分配的页面数增加时缺页次数可能反而增加。（三）应用题（共22分）24．（14分）某进程的页面访问序列为：1，2，3，4，1，2，5，1，2，3，4，5。若分配给该进程3个页框，且初始为空，请回答：（1）采用FIFO页面淘汰算法时，缺页次数是多少？（2）采用LRU页面淘汰算法时，缺页次数是多少？（3）若把页框数改为4个，再用FIFO算法，缺页次数是多少？这说明了什么现象？【答案】（1）FIFO（3个页框）缺页次数为9次。淘汰顺序为：访问4淘汰1，访问1淘汰2，访问2淘汰3，访问5淘汰4，访问3淘汰1，访问4淘汰2。（2）LRU（3个页框）缺页次数为10次。淘汰的是当前最久未被访问的页面，依次为1、2、3、4、5、1、2。（3）FIFO（4个页框）缺页次数为10次。页框数由3增到4，缺页次数反而由9增加到10，这就是Belady现象（异常现象）。【解析】Belady现象说明FIFO算法不具备"分配的页框越多、缺页越少"的单调性，原因是FIFO只按进入内存的先后淘汰，可能把即将被访问的页面淘汰掉。LRU属于堆栈类算法，不会出现该现象。25．（8分）可变分区存储管理中有首次适应、循环首次适应、最佳适应和最坏适应等分配算法。请说明最佳适应算法的做法，并指出它最突出的缺点。【答案】最佳适应算法的做法：把空闲区按容量从小到大排列形成空闲区链，每次分配时从链首开始查找，找到的第一个能满足要求的空闲区即为所分配的区域，剩余部分仍作为空闲区按大小插入链中。最突出的缺点：每次分配都优先切割最小的可用空闲区，切割后剩下的空闲块往往非常小，天长日久会在内存中形成大量难以利用的小碎片（外部碎片），使内存利用率降低。形考任务三设备管理与文件管理（一）单项选择题（每题4分，共16题，64分）1．在设备管理中，缓冲技术的主要目的是＿＿＿。A．提高CPU与I/O设备之间的速度匹配B．扩大内存容量C．提高磁盘容量D．减少设备数量【答案】A2．下列设备中，属于独占设备的是＿＿＿。A．打印机B．磁盘C．磁带机D．光盘【答案】A3．采用SPOOLing技术，是为了把独占设备改造为＿＿＿。A．共享设备B．虚拟设备C．字符设备D．块设备【答案】B4．磁盘调度的主要目标是＿＿＿。A．提高磁盘容量B．减少寻道时间C．提高传输率D．降低磁盘转速【答案】B5．下列磁盘调度算法中，可能导致某些请求长期得不到服务（饥饿）的是＿＿＿。A．先来先服务B．最短寻道时间优先C．扫描算法D．循环扫描算法【答案】B【解析】最短寻道时间优先总是优先服务距离磁头最近的请求，远处的请求可能被不断到来的新请求"插队"而长期得不到响应。6．在文件管理中，文件控制块FCB的作用是＿＿＿。A．存放文件内容B．描述和控制文件C．记录磁盘容量D．保存用户口令【答案】B7．按文件的逻辑结构，文件可分为＿＿＿。A．连续文件和链接文件B．有结构文件和无结构文件C．索引文件和顺序文件D．目录文件和数据文件【答案】B【解析】A、C是文件的物理结构分类，D是按用途划分。8．采用树形目录结构的主要目的是＿＿＿。A．提高文件的安全性B．节省存储空间C．便于文件的分类和查找D．实现文件的共享【答案】C9．在UNIX/Linux系统中，文件的物理结构采用＿＿＿。A．连续结构B．链接结构C．索引结构D．散列结构【答案】C10．文件的绝对路径是指＿＿＿。A．从当前目录开始到该文件的路径B．从根目录开始到该文件的路径C．文件的文件名本身D．文件在磁盘上的物理地址【答案】B11．位示图主要用于＿＿＿。A．记录文件内容B．管理磁盘的空闲空间C．记录进程状态D．分配处理机【答案】B12．设备管理中的通道是一种＿＿＿。A．存储设备B．控制I/O的处理器C．系统总线D．接口电路【答案】B13．引入缓冲技术后，CPU与外设之间的并行性＿＿＿。A．降低B．提高C．不变D．消失【答案】B14．在操作系统中，虚拟设备是通过＿＿＿技术实现的。A．缓冲B．虚拟存储C．SPOOLingD．分时【答案】C15．采用索引结构的文件，其最主要的优点是＿＿＿。A．节省存储空间B．支持随机存取C．便于顺序存取D．不需要索引表【答案】B16．磁盘的访问时间由寻道时间、旋转延迟和＿＿＿三部分组成。A．传输时间B．等待时间C．调度时间D．服务时间【答案】A（二）判断题（每题2分，共7题，14分）17．按信息交换的单位，I/O设备可分为块设备和字符设备。（）【答案】√18．SPOOLing技术是用共享设备来模拟独占设备，从而提高设备利用率。（）【答案】√19．引入缓冲技术是为了提高CPU与I/O设备之间的并行程度。（）【答案】√20．目录项中一般应包含文件名、文件大小、存放位置和存取权限等信息。（）【答案】√21．在树形目录结构中，不同目录下不能有同名的文件。（）【答案】×【解析】树形目录允许不同目录下存在同名文件，只要其绝对路径不同即可，这也正是树形目录便于分类管理的体现。22．磁盘调度中，先来先服务算法公平，但平均寻道时间可能较长。（）【答案】√23．文件采用索引结构时，索引表要占用额外的存储空间，但便于实现随机存取。（）【答案】√（三）应用题（共22分）24．（14分）某磁盘有200个柱面，磁头当前位于53号柱面，磁头正向柱面号增大的方向移动。现有磁盘请求序列：98，183，37，122，14，124，65，67。请分别计算先来先服务（FCFS）、最短寻道时间优先（SSTF）和扫描算法（SCAN，向磁道号增大方向）三种调度策略下的磁头移动顺序及移动道数。【答案】算法磁头移动顺序移动道数先来先服务FCFS53→98→183→37→122→14→124→65→67640最短寻道时间优先SSTF53→65→67→37→14→98→122→124→183236扫描算法SCAN53→65→67→98→122→124→183→37→14299【解析】FCFS依次计算相邻柱面距离之和：45+85+146+85+108+110+59+2=