2025年大学大三（计算机科学与技术）操作系统原理应用测试题及答案.doc

2025年大学大三（计算机科学与技术）操作系统原理应用测试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题，共40分）
（总共10题，每题4分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填写在题后的括号内）

1. 操作系统是对（ ）进行管理的软件。
A. 软件
B. 硬件
C. 计算机资源
D. 应用程序

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CPU

3. 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>0
B. S=0
C. S<0
D. S≠0

4. 虚拟存储技术是（ ）。
A. 补充内存物理空间的技术
B. 补充相对地址空间的技术
C. 扩充外存空间的技术
D. 扩充输入输出缓冲区的技术

5. 下列哪一种文件存储设备不支持文件的随机存取？（ ）
A. 磁盘
B. 光盘
C. 软盘
D. 磁带

6. 操作系统中采用多道程序设计技术提高CPU和外部设备 的（ ）。
A. 利用率
B. 可靠性
C. 稳定性
D. 兼容性

7. 在操作系统中，用户在使用I/O设备时，通常采用（ ）。
A. 物理设备名
B. 逻辑设备名
C. 虚拟设备名
D. 设备牌号

8. 进程调度算法采用固定时间片轮转调度算法，当时间片过大时，就会使时间片轮转法转化为（ ）调度算法。
A. 高响应比优先
B. 先来先服务
C. 短进程优先
D. 以上都不对

9. 下列选项中，操作系统提供给应用程序的接口是（ ）。
A. 系统调用
B. 中断
C. 库函数
D. 原语

10. 某系统中有3个并发进程，都需要同类资源4个，试问该系统不会发生死锁的最少资源数是（ ）。
A. 9
B. 10
C. 11
D. 12

第II卷（非选择题，共60分）

二、填空题（每题3分，共15分）
1. 操作系统的基本特征是并发、共享、______和______。
2. 进程的三种基本状态是______、______和______。
3. 存储管理的主要功能包括内存分配、______、______和内存扩充。
4. 设备管理中引入缓冲技术的目的是为了缓解______和______之间速度不匹配的矛盾。
5.__是操作系统中采用的以空间换取时间的技术。

三、简答题（每题10分，共20分）
1. 简述进程同步与互斥的概念。
2. 简述虚拟内存的实现原理。

四、综合应用题（共15分）
某系统有同类资源m个，供n个进程共享。如果每个进程最多申请x个资源（1≤x≤m），请证明：当nx - n + 1≤m时，系统不会发生死锁。（请结合具体例子进行说明）

五、案例分析题（共10分）
在一个多道程序环境下，有三个进程P1、P2 和P3，它们共享资源R。资源R的使用规则如下：P1和P2 互斥使用资源R；P2和P3 互斥使用资源R；P1和P3 可以同时使用资源R。请设计一个合理的同步机制来实现这些进程对资源R的正确使用。

答案：
一、选择题
1. C
2. A
3. C
4. A
5. D
6. A
7. B
8. B
9. A
10. B

二、填空题
1. 虚拟、异步
2. 就绪、运行、阻塞
3. 内存保护、地址映射
4. CPU、I/O设备
5. 虚拟存储技术

三、简答题
1. 进程同步是指进程之间一种直接的协同工作关系，这些进程在执行某些任务时需要按照某种先后次序来协调它们的工作。进程互斥是指进程之间对临界资源的访问需要互斥进行，即在同一时刻只允许一个进程访问临界资源。
2. 虚拟内存的实现原理是基于程序的局部性原理。通过将一部分暂时不使用的内存数据交换到外存（如磁盘）上，而将当前需要的程序和数据装入内存，使得程序可以在比实际物理内存更大的虚拟地址空间中运行。操作系统通过页表等机制来实现虚拟地址到物理地址的映射，从而管理虚拟内存。

四、证明：设每个进程都已申请了x - 1个资源，此时系统剩余资源数为m - n(x - 1) = m - nx + n。当nx - n + 1≤m时，即m - nx + n≥1，这意味着系统至少还剩下1个资源，那么无论哪个进程再申请1个资源，都可以满足其需求并运行完毕，运行完毕后释放资源，从而使其他进程也能顺利运行。例如，m = 10，n = 3，x = 4，nx - n + 1 = 3×4 - 3 + 1 = 10 = m，此时系统不会发生死锁。

五、可以使用信号量来实现同步机制。定义三个信号量S12、S23、S13，初值均为1。P1进程在访问资源R前，先对S12执行P操作，访问完后执行V操作；P2进程在访问资源R前，先对S12执行P操作，再对S23执行P操作，访问完后依次执行V操作；P3进程在访问资源R前，先对S23执行P操作，再对S13执行P操作，访问完后依次执行V操作。这样就可以保证P1和P2互斥，P2和P3互斥，P1和P3可以同时使用资源R。