2025年大学本科（计算机科学与技术）操作系统试题及答案.doc

2025年大学本科（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：本卷共20小题，每小题2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。

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. 进程的三种基本状态不包括
A. 运行态
B. 就绪态
C. 阻塞态
D. 等待态

3. 以下哪种调度算法是基于时间片的？
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. 优先级调度算法

4. 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

5. 在分页存储管理系统中，页面大小由
A. 用户确定
B. 操作系统确定
C. 程序员确定
D. 内存容量确定

6. 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、检索和保护
B. 文件系统为用户提供了一个方便、统一的接口
C. 文件系统采用树形目录结构来组织文件
D. 文件系统只能管理磁盘上的文件

7. 设备管理中引入缓冲技术的目的之一是
A. 提高设备的利用率
B. 减少设备的损耗
C. 加快数据传输速度
D. 实现设备的并发操作

8. 操作系统中，中断向量表的作用是
A. 存放中断服务程序的入口地址
B. 存放中断类型号
C. 存放中断优先级
D. 存放中断屏蔽字

9. 进程同步中，信号量的值
A. 只能为正整数
B. 只能为负整数
C. 可以为任意整数
D. 只能为0或1

10. 死锁产生的四个必要条件不包括
A. 互斥条件
B. 请求和保持条件
C. 不剥夺条件
D. 安全条件

11. 操作系统是一种
A. 通用软件
B. 系统软件
C. 应用软件
D. 工具软件

12. 多道程序设计技术的主要目的是
A. 提高CPU利用率
B. 提高内存利用率
C. 提高I/O设备利用率
D. 以上都是

13. 进程控制块（PCB）不包含以下哪项信息？
A. 进程标识
B. 进程状态
C. 程序代码
D. 进程优先级

14. 存储管理中，地址重定位的方式分为
A. 静态重定位和动态重定位
B. 绝对重定位和相对重定位
C. 直接重定位和间接重定位
D. 内部重定位和外部重定位

15. 以下哪种文件物理结构不利于文件的随机访问？
A. 连续结构
B. 链接结构
C. 索引结构
D. 散列结构

16. 设备驱动程序的作用是
A. 实现设备的初始化
B. 完成设备的I/O操作
C. 处理设备的中断请求
D. 以上都是

17. 操作系统中，时钟中断的作用不包括
A. 实现进程的调度
B. 实现内存的管理
C. 实现系统的定时任务
D. 实现CPU的保护

18. 进程通信中，消息传递通信方式可以分为
A. 直接通信和间接通信
B. 同步通信和异步通信
C. 可靠通信和不可靠通信
D. 以上都是

19. 操作系统中，用户程序使用系统调用时，通过
A. 陷入指令
B. 中断指令
C. 转移指令
D. 调用指令

20. 实时操作系统的特点不包括
A. 高可靠性
B. 高响应性
C. 高吞吐量
D. 多路性

第II卷（非选择题 共60分）

简答题（共20分）
答题要求：简要回答问题，条理清晰，要点准确。

21. （5分）简述操作系统的定义和功能。

22. （5分）什么是进程？进程和程序的区别是什么？

23. （5分）简述分页存储管理系统中地址转换的过程。

24. （5分）简述文件系统的层次结构。

综合应用题（共20分）
答题要求：根据题目要求，结合所学知识，进行详细分析和解答。

25. （10分）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：
|作业名|提交时间|运行时间|
|----|----|----|
|J1|8:00|2小时|
|J2|8:30|1小时|
|J3|9:00|0.5小时|
|J4|9:30|0.25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. （10分）在一个请求分页存储管理系统中，某进程的页面访问序列为：1, 2, 3, 4, 1, 2, 5, 1, 2, 3, 4, 5。若分配给该进程的物理块数为3，采用最近最久未使用（LRU）页面置换算法，计算缺页次数和缺页率。

材料分析题（共20分）
答题要求：阅读材料，结合所学知识，回答问题。

材料：在操作系统中，内存管理是一个重要的功能。随着计算机技术的发展，内存管理技术也不断演进。早期的计算机内存较小，采用单一连续分配方式。后来，为了提高内存利用率，出现了分区分配方式，包括固定分区和可变分区。再后来，分页存储管理和分段存储管理技术相继出现，进一步提高了内存管理的灵活性和效率。

27. （10分）请简述单一连续分配方式的优缺点，并说明为什么后来被其他方式取代。

28. （10分）比较分页存储管理和分段存储管理的异同点。

论述题（共20分）
答题要求：结合所学知识，对问题进行深入分析和阐述，观点明确，论证充分。

29. （10分）论述死锁预防的方法，并说明每种方法的原理和实现方式。

30. （10分）论述操作系统中进程同步和互斥的概念、区别和联系，并举例说明如何实现进程同步和互斥。

答案：
1. C
2. D
3. C
4. B
5. B
6. D
7. A
8. A
9. C
10. D
11. B
12. D
13. C
14. A
15. B
16. D
17. B
18. A
19. A
20. C
21. 操作系统是管理计算机硬件与软件资源的程序，同时也是计算机系统的内核与基石。其功能包括处理器管理、存储管理、设备管理、文件管理以及为用户提供接口等。
22. 进程是程序在操作系统中的一次执行过程,是系统进行资源分配和调度的基本单位。区别：程序是静态的指令集合，进程是动态的执行过程；程序没有生命周期，进程有创建、运行、阻塞、终止等生命周期；程序不占用系统资源，进程占用系统资源。
23. 首先将逻辑地址中的页号与页表寄存器中的页表长度进行比较，若页号大于等于页表长度，则产生越界中断。否则，根据页号找到对应的页表项，得到该页在内存中的物理块号，再将逻辑地址中的页内偏移与物理块号拼接，形成物理地址。
24. 文件系统层次结构一般包括用户接口层、文件目录层、文件存储层、设备驱动层等。用户接口层为用户提供操作文件的接口；文件目录层负责管理文件目录；文件存储层负责文件的实际存储；设备驱动层负责与外部设备交互。
25. 作业调度甘特图：8:00 - 10:00 J1；10:00 - 11:00 J2；11:00 - 11:30 J3；11:30 - 11:55 J4。进程调度甘特图：8:00 - 10:00 J1；10:00 - 11:00 J2；11:00 - 11:30 J3；11:30 - 11:55 J4。J1周转时间2小时；J2周转时间2.5小时；J3周转时间1.5小时；J4周转时间0.25小时。平均周转时间=(2 + 2.5 + 1.5 + 0.25)/4 =1.5625小时。
26. 缺页次数9次。缺页率=9/12 = 75%。
27. 优点：简单直观，无需额外的管理开销。缺点：内存利用率低，存在内部碎片。被取代原因：随着程序规模增大，单一连续分配无法满足多程序运行需求，内存利用率过低。
28. 相同点：都提高了内存管理灵活性。不同点：分页是将程序划分为大小固定的页面，分段是按程序逻辑划分为大小可变的段；分页对用户透明，分段用户可见；分页主要用于提高内存利用率，分段主要用于满足程序模块化需求。
29. 预防死锁方法：摒弃互斥条件，如允许进程同时访问某些资源，但很多资源不适合；摒弃请求和保持条件，进程运行前一次性申请全部资源，可能造成资源浪费；摒弃不剥夺条件，允许剥夺进程资源，可能导致进程前序工作失效；摒弃环路等待条件，对资源编号，进程按编号顺序申请资源，可能限制资源使用顺序。
30. 进程同步是指进程间协调工作，按预定顺序推进；互斥是指进程互斥访问临界资源。区别：同步关注进程间协作顺序，互斥关注临界资源访问。联系：都为保证进程正确运行。实现同步可通过信号量机制，如生产者消费者问题；实现互斥可利用互斥锁，线程获取锁访问临界区，访问完释放锁。