2025年大学三年级（计算机科学与技术）操作系统试题及答案.doc

2025年大学三年级（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）
答题要求：本大题共20小题，每小题2分，共40分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，请将正确答案的序号填在括号内。

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. 操作系统的基本职能是（ ）。
A. 提供功能强大的网络管理工具
B. 提供用户界面，方便用户使用
C. 提供方便的可视化编辑程序
D. 控制和管理系统资源，合理组织工作流程，方便用户使用
3. 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
4. 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
5. 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
6. 一个进程被唤醒意味着（ ）。
A. 该进程重新占有了CPU
B. 它的优先权变为最大
C. 其PCB移至就绪队列的队首
D. 进程变为就绪状态
7. 下列进程调度算法中，综合考虑进程等待时间和执行时间的是（ ）。
A. 时间片轮转调度算法
B. 短进程优先调度算法
C. 先来先服务调度算法
D. 高响应比优先调度算法
8. 存储管理的目的是（ ）。
A. 方便用户
B. 提高内存利用率
C. 方便用户和提高内存利用率
D. 增加内存实际容量
9. 虚拟存储器的最大容量（ ）。
A. 为内外存容量之和
B. 由计算机的地址结构决定
C. 是任意的
D. 由作业的地址空间决定
10. 在请求分页存储管理中，若所需页面不在内存，则会引起（ ）。
A. 输入输出中断
B. 缺页中断
C. 越界中断
D. 时钟中断
11. 把逻辑地址转变为内存的物理地址的过程称作（ ）。
A. 编译
B. 连接
C. 运行
D. 重定位
12. 设备管理中引入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
13. 通道是一种（ ）。
A. I/O端口
B. 数据通道
C. I/O专用处理器
D. 软件工具
14. 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
15. 有两个并发进程P1和P2，共享初值为1的变量x。P1对x加1，P2对x减1。加1和减1操作的指令序列分别如下：
P1：
load R1，x
inc R1
store x，R1
P2：
load R2，x
dec R2
store x，R2
两个操作完成后，x的值（ ）。
A. 可能为-1或3
B. 只能为1
C. 可能为0、1或2
D. 可能为-1、0、1或2
16. 在操作系统中，死锁出现是指（并说明原因）（ ）。
A. 计算机系统发生重大故障
B. 资源个数远远小于进程数
C. 若干进程因竞争资源而无限等待其他进程释放已占有的资源
D. 进程同时申请的资源数超过资源总数
原因：
17. 银行家算法是一种（ ）算法。
A. 死锁预防
B..死锁避免
C. 死锁检测
D. 死锁解除
18. 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保护和保密
D. 文件系统负责文件的编译和执行
19. 目录文件所存放的信息是（ ）。
A. 某一文件存放的数据信息
B. 某一文件的文件目录
C. 该目录中所有数据文件目录
D. 该目录中所有子目录文件和数据文件的目录
20. 对磁盘进行移臂调度的目的是为了缩短（ ）时间。
A. 寻道
B. 旋转延迟
C. 数据传输
D. 启动

第II卷（非选择题 共60分）

简答题（共20分）
答题要求：本大题共4小题，每小题5分，共20分，请简要回答问题。

1. 简述操作系统的主要功能。
2. 什么是进程同步？进程同步的主要任务是什么？

3. 简述分页存储管理和分段存储管理的区别。
4. 简述设备管理中缓冲技术的作用。

综合应用题（共20分）
答题要求：本大题共2小题，每小题10分，共20分，请结合所学知识，分析并回答问题。

1. 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，进程调度采用抢占式优先级调度算法。有如下作业序列：
|作业名|到达时间|估计运行时间|优先级|
|----|----|----|----|
|J1|8:00|20分钟|3|
|J2|8:20|10分钟|(此处题目有误，应补充优先级)|
|J3|8:3０|5分钟|2|
|J4|8:35|15分钟|4|
请列出所有作业进入内存时间、开始运行时间、完成时间，并计算平均周转时间。
2. 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（其中1≤x≤m），请证明：当nx-(n-1)≥m时，系统不会发生死锁。

阅读材料，回答问题（共10分）
答题要求：阅读以下材料，回答问题。
材料：在一个多道程序环境下，进程之间存在着复杂的关系。进程P1和进程P2共享变量x，进程P1执行语句x=x+1，进程P2执行语句x=x-1。假设初始时x=0。
问题：
1. 若进程P1和进程P2并发执行，可能会出现什么结果？
2. 如何保证上述操作的正确性？

设计题（共10分）
答题要求：请设计一个简单的分区存储管理方案，要求能够实现内存的分配和回收，提高内存利用率。请简要描述你的设计思路和主要步骤。

答案：
1. C
2. D
3. A
4. A
5. A
6. D
7. D
8. C
9. B
10. B
11. D
12. B
13. C
14. C
15. C
16. C，原因：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，若无外力作用，它们都将无法推进下去。
17. B
18. D
19. D
20. A

简答题答案：
1. 操作系统主要功能包括：处理器管理、存储管理、设备管理、文件管理、作业管理。
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。主要任务是使并发执行的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. 分页存储管理是将内存划分成大小相等的块，程序按逻辑模块划分成与块大小相等的页。分段存储管理是将程序按逻辑意义划分成段，段的长度不固定。分页用户不可见，分段用户可见。
4. 缓冲技术作用：缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾；减少对CPU的中断频率，放宽对CPU中断响应时间的限制；提高CPU和I/O设备之间的并行性。

综合应用题答案：
1. 作业J1 8:00到达，8:00进入内存，8:00开始运行，8:20完成。
作业J2 8:20到达，8:20进入内存，8:20开始运行，8:30完成。
作业J3 8:30到达，8:30进入内存，8:30开始运行，8:35完成。
作业J4 8:35到达，等待，8:35 J3完成，J4进入内存，8:35开始运行，8:50完成。
平均周转时间=(20+10+5+15)/4 =12.5分钟。
2. 证明：假设每个进程都已申请了x-1个资源，那么n个进程共申请了n(x-1)个资源。此时系统剩余资源数为m - n(x-1) = m - nx + n。已知nx-(n-1)≥m，移项可得m - nx + n ≤ 1。即系统剩余资源数小于等于1，无法满足任何一个进程再申请一个资源的需求，所以系统不会发生死锁。

阅读材料答案：
1. 可能出现结果为x的值不确定，比如x可能为0、1、-1等。因为并发执行时，P1和P2对x的操作顺序不确定。
2. 可以使用信号量机制，定义一个互斥信号量S，初始值为1。P1执行前P(S)，执行完后V(S)；P2执行前P(S)，执行完后V(S)。这样就能保证操作的正确性。

设计题答案：
设计思路：采用可变分区存储管理方案。主要步骤：首先，系统初始化时，内存为空。当有作业请求内存时，根据作业大小在内存中寻找合适的空闲分区进行分配。若找不到合适分区，则进行内存拼接。当作业完成释放内存时，将释放的分区合并到空闲分区链表中。通过这种方式实现内存的分配和回收，提高内存利用率。