2025年操作系統(tǒng)課程考試試題（附答案）一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.操作系統(tǒng)中，進(jìn)程在下列哪種狀態(tài)下可以直接進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)（）。A.阻塞狀態(tài)B.就緒狀態(tài)C.創(chuàng)建狀態(tài)D.終止?fàn)顟B(tài)答案：B。進(jìn)程的就緒狀態(tài)是指進(jìn)程已經(jīng)具備了運(yùn)行的條件，只要獲得CPU就可以立即執(zhí)行，所以處于就緒狀態(tài)的進(jìn)程可以直接進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。而阻塞狀態(tài)的進(jìn)程需要等待某事件完成才能進(jìn)入就緒狀態(tài)；創(chuàng)建狀態(tài)是進(jìn)程剛被創(chuàng)建時(shí)的狀態(tài)，還需進(jìn)行一系列初始化工作才能進(jìn)入就緒狀態(tài)；終止?fàn)顟B(tài)表示進(jìn)程已經(jīng)結(jié)束，不會(huì)再進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。2.下列存儲(chǔ)管理方案中，不采用動(dòng)態(tài)重定位的是（）。A.頁式存儲(chǔ)管理B.段式存儲(chǔ)管理C.可變分區(qū)存儲(chǔ)管理D.固定分區(qū)存儲(chǔ)管理答案：D。固定分區(qū)存儲(chǔ)管理采用靜態(tài)重定位，在作業(yè)裝入內(nèi)存時(shí)一次性完成地址轉(zhuǎn)換。而頁式存儲(chǔ)管理、段式存儲(chǔ)管理和可變分區(qū)存儲(chǔ)管理都采用動(dòng)態(tài)重定位，在進(jìn)程執(zhí)行過程中，當(dāng)訪問內(nèi)存時(shí)才進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換。3.若信號量S的初值為2，當(dāng)前值為-1，則表示有（）個(gè)進(jìn)程在等待。A.0B.1C.2D.3答案：B。信號量S的初值表示可用資源的數(shù)量，當(dāng)S的值為負(fù)數(shù)時(shí)，其絕對值表示正在等待該資源的進(jìn)程數(shù)量。本題中S當(dāng)前值為-1，所以有1個(gè)進(jìn)程在等待。4.虛擬存儲(chǔ)器的最大容量（）。A.為內(nèi)外存容量之和B.由計(jì)算機(jī)的地址結(jié)構(gòu)決定C.是任意的D.由作業(yè)的地址空間決定答案：B。虛擬存儲(chǔ)器的最大容量由計(jì)算機(jī)的地址結(jié)構(gòu)決定，地址結(jié)構(gòu)的位數(shù)決定了虛擬地址空間的大小。雖然內(nèi)外存容量會(huì)影響虛擬存儲(chǔ)器實(shí)際能使用的容量，但最大容量是由地址結(jié)構(gòu)決定的，而不是內(nèi)外存容量之和；它不是任意的，也不是由作業(yè)的地址空間決定。5.在磁盤調(diào)度算法中，（）算法可能會(huì)隨時(shí)改變磁頭的運(yùn)動(dòng)方向。A.先來先服務(wù)B.最短尋道時(shí)間優(yōu)先C.掃描算法D.循環(huán)掃描算法答案：A。先來先服務(wù)（FCFS）算法按照請求訪問磁盤的先后順序進(jìn)行調(diào)度，磁頭的移動(dòng)方向取決于請求的順序，可能會(huì)隨時(shí)改變磁頭的運(yùn)動(dòng)方向。最短尋道時(shí)間優(yōu)先（SSTF）算法總是選擇距離當(dāng)前磁頭位置最近的請求進(jìn)行服務(wù)，磁頭移動(dòng)相對較為集中；掃描算法（SCAN）和循環(huán)掃描算法（CSCAN）磁頭都有固定的移動(dòng)方向，不會(huì)隨意改變。6.下列關(guān)于文件目錄的敘述中，錯(cuò)誤的是（）。A.文件目錄是用于管理文件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)B.目錄項(xiàng)中包含了文件的基本信息C.多級目錄結(jié)構(gòu)可以解決文件重名問題D.單級目錄結(jié)構(gòu)能提高文件的查找速度答案：D。單級目錄結(jié)構(gòu)中所有文件都在一個(gè)目錄下，當(dāng)文件數(shù)量較多時(shí)，查找文件需要遍歷整個(gè)目錄，查找速度較慢。文件目錄是用于管理文件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，目錄項(xiàng)中包含了文件的基本信息，如文件名、文件大小、文件創(chuàng)建時(shí)間等；多級目錄結(jié)構(gòu)通過將文件分類組織在不同的子目錄下，可以解決文件重名問題。7.引入緩沖技術(shù)的主要目的是（）。A.提高設(shè)備的利用率B.提高CPU的利用率C.改善CPU與I/O設(shè)備之間速度不匹配的矛盾D.節(jié)省內(nèi)存答案：C。引入緩沖技術(shù)主要是為了改善CPU與I/O設(shè)備之間速度不匹配的矛盾。CPU的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于I/O設(shè)備的速度，通過設(shè)置緩沖區(qū)，可以讓CPU和I/O設(shè)備并行工作，減少CPU等待I/O操作的時(shí)間。雖然在一定程度上也能提高設(shè)備和CPU的利用率，但這不是主要目的；緩沖技術(shù)會(huì)占用一定的內(nèi)存，而不是節(jié)省內(nèi)存。8.進(jìn)程和程序的本質(zhì)區(qū)別是（）。A.存儲(chǔ)在內(nèi)存和外存B.順序和非順序執(zhí)行機(jī)器指令C.分時(shí)使用和獨(dú)占使用計(jì)算機(jī)資源D.動(dòng)態(tài)和靜態(tài)特征答案：D。程序是靜態(tài)的，它是存儲(chǔ)在磁盤上的一組指令序列；而進(jìn)程是程序在操作系統(tǒng)中的一次執(zhí)行過程，是動(dòng)態(tài)的，有生命周期，會(huì)經(jīng)歷創(chuàng)建、運(yùn)行、阻塞、終止等狀態(tài)變化。存儲(chǔ)位置、執(zhí)行順序和資源使用方式都不是進(jìn)程和程序的本質(zhì)區(qū)別。9.死鎖預(yù)防是通過破壞死鎖產(chǎn)生的四個(gè)必要條件來實(shí)現(xiàn)的。下列方法中，（）破壞了“循環(huán)等待”條件。A.銀行家算法B.資源有序分配法C.剝奪資源法D.一次性分配資源法答案：B。資源有序分配法是將系統(tǒng)中的所有資源按類型賦予一個(gè)編號，每個(gè)進(jìn)程只能按編號遞增的順序請求資源，這樣就不會(huì)形成循環(huán)等待的情況，從而破壞了“循環(huán)等待”條件。銀行家算法是用于避免死鎖的；剝奪資源法是在檢測到死鎖后采取的解除死鎖的方法；一次性分配資源法破壞的是“請求和保持”條件。10.在頁式存儲(chǔ)管理中，頁表的作用是實(shí)現(xiàn)（）。A.頁號到物理塊號的映射B.物理塊號到頁號的映射C.邏輯地址到物理地址的映射D.物理地址到邏輯地址的映射答案：A。頁表的主要作用是實(shí)現(xiàn)頁號到物理塊號的映射。在頁式存儲(chǔ)管理中，將進(jìn)程的邏輯地址空間分成若干個(gè)頁，內(nèi)存的物理地址空間分成若干個(gè)物理塊，通過頁表可以找到每個(gè)頁對應(yīng)的物理塊號，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)邏輯地址到物理地址的轉(zhuǎn)換，但頁表直接完成的是頁號到物理塊號的映射。二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分）1.以下屬于操作系統(tǒng)功能的有（）。A.處理機(jī)管理B.存儲(chǔ)器管理C.設(shè)備管理D.文件管理答案：ABCD。操作系統(tǒng)具有處理機(jī)管理、存儲(chǔ)器管理、設(shè)備管理和文件管理等功能。處理機(jī)管理負(fù)責(zé)對CPU進(jìn)行分配和調(diào)度；存儲(chǔ)器管理負(fù)責(zé)內(nèi)存的分配、回收和保護(hù)等；設(shè)備管理負(fù)責(zé)對各種外部設(shè)備進(jìn)行管理和控制；文件管理負(fù)責(zé)對文件的存儲(chǔ)、檢索和保護(hù)等。2.進(jìn)程的基本狀態(tài)有（）。A.運(yùn)行狀態(tài)B.就緒狀態(tài)C.阻塞狀態(tài)D.創(chuàng)建狀態(tài)答案：ABC。進(jìn)程的基本狀態(tài)有運(yùn)行狀態(tài)、就緒狀態(tài)和阻塞狀態(tài)。運(yùn)行狀態(tài)表示進(jìn)程正在CPU上執(zhí)行；就緒狀態(tài)表示進(jìn)程已經(jīng)具備運(yùn)行條件，等待CPU分配；阻塞狀態(tài)表示進(jìn)程因等待某事件發(fā)生而暫停執(zhí)行。創(chuàng)建狀態(tài)和終止?fàn)顟B(tài)是進(jìn)程生命周期中的其他狀態(tài)，但不屬于基本狀態(tài)。3.以下哪些是磁盤調(diào)度算法（）。A.先來先服務(wù)B.最短尋道時(shí)間優(yōu)先C.掃描算法D.循環(huán)掃描算法答案：ABCD。常見的磁盤調(diào)度算法有先來先服務(wù)（FCFS）、最短尋道時(shí)間優(yōu)先（SSTF）、掃描算法（SCAN）和循環(huán)掃描算法（CSCAN）。先來先服務(wù)按照請求訪問磁盤的先后順序進(jìn)行調(diào)度；最短尋道時(shí)間優(yōu)先選擇距離當(dāng)前磁頭位置最近的請求進(jìn)行服務(wù)；掃描算法磁頭在一個(gè)方向上移動(dòng)，遇到請求就服務(wù)，直到到達(dá)磁盤的一端再反向移動(dòng)；循環(huán)掃描算法磁頭單向移動(dòng)，到達(dá)一端后立即回到起始端繼續(xù)移動(dòng)。4.關(guān)于文件系統(tǒng)，下列說法正確的有（）。A.文件系統(tǒng)負(fù)責(zé)管理文件的存儲(chǔ)和檢索B.文件的邏輯結(jié)構(gòu)有順序文件、索引文件等C.文件的物理結(jié)構(gòu)有連續(xù)分配、鏈接分配等D.文件目錄用于記錄文件的存儲(chǔ)位置答案：ABCD。文件系統(tǒng)的主要功能是管理文件的存儲(chǔ)和檢索。文件的邏輯結(jié)構(gòu)是從用戶的角度來看文件的組織形式，常見的有順序文件、索引文件等；文件的物理結(jié)構(gòu)是指文件在存儲(chǔ)設(shè)備上的存儲(chǔ)方式，常見的有連續(xù)分配、鏈接分配等；文件目錄用于記錄文件的基本信息和存儲(chǔ)位置，方便對文件的管理和查找。5.以下可以用于解決進(jìn)程同步問題的機(jī)制有（）。A.信號量B.管程C.臨界區(qū)D.互斥鎖答案：ABCD。信號量是一種用于實(shí)現(xiàn)進(jìn)程同步和互斥的機(jī)制，通過對信號量的P、V操作來控制進(jìn)程的執(zhí)行順序；管程是一種高級的同步機(jī)制，將共享資源和對共享資源的操作封裝在一起；臨界區(qū)是指進(jìn)程中訪問臨界資源的那段代碼，通過對臨界區(qū)的互斥訪問來實(shí)現(xiàn)進(jìn)程同步；互斥鎖是一種簡單的同步機(jī)制，用于保證同一時(shí)刻只有一個(gè)進(jìn)程可以訪問共享資源。三、判斷題（每題2分，共10分）1.操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中最底層的軟件。（）答案：錯(cuò)誤。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中最底層的軟件是BIOS（基本輸入輸出系統(tǒng)），它負(fù)責(zé)初始化硬件設(shè)備并為操作系統(tǒng)提供基本的硬件接口。操作系統(tǒng)位于BIOS之上，管理計(jì)算機(jī)的硬件和軟件資源。2.進(jìn)程的互斥是指多個(gè)進(jìn)程對臨界資源的排他性訪問。（）答案：正確。進(jìn)程互斥是指當(dāng)一個(gè)進(jìn)程正在訪問某臨界資源時(shí)，其他進(jìn)程不能同時(shí)訪問該資源，即多個(gè)進(jìn)程對臨界資源的排他性訪問，以保證數(shù)據(jù)的一致性和正確性。3.虛擬存儲(chǔ)器可以無限地?cái)U(kuò)大內(nèi)存容量。（）答案：錯(cuò)誤。虛擬存儲(chǔ)器雖然可以在邏輯上擴(kuò)大內(nèi)存容量，但它受到計(jì)算機(jī)地址結(jié)構(gòu)和內(nèi)外存實(shí)際容量的限制，不能無限地?cái)U(kuò)大內(nèi)存容量。4.磁盤的旋轉(zhuǎn)調(diào)度算法是為了減少磁盤的尋道時(shí)間。（）答案：錯(cuò)誤。磁盤的旋轉(zhuǎn)調(diào)度算法是為了減少磁盤的延遲時(shí)間，即減少磁頭等待要訪問的扇區(qū)旋轉(zhuǎn)到磁頭下方的時(shí)間。而減少尋道時(shí)間的是磁盤的尋道調(diào)度算法，如先來先服務(wù)、最短尋道時(shí)間優(yōu)先等。5.文件的共享是指不同用戶或進(jìn)程可以使用同一個(gè)文件。（）答案：正確。文件共享允許不同的用戶或進(jìn)程訪問同一個(gè)文件，這樣可以節(jié)省存儲(chǔ)空間，提高文件的利用率。四、簡答題（每題10分，共30分）1.簡述死鎖的概念和產(chǎn)生死鎖的四個(gè)必要條件。答：死鎖是指在多道程序系統(tǒng)中，一組進(jìn)程中的每一個(gè)進(jìn)程均無限期地等待被該組進(jìn)程中的另一個(gè)進(jìn)程所占有且永遠(yuǎn)不會(huì)釋放的資源，從而導(dǎo)致所有這些進(jìn)程都無法繼續(xù)向前推進(jìn)的一種狀態(tài)。產(chǎn)生死鎖的四個(gè)必要條件如下：（1）互斥條件：進(jìn)程對所分配到的資源進(jìn)行排他性使用，即在一段時(shí)間內(nèi)某資源只由一個(gè)進(jìn)程占用。如果此時(shí)還有其他進(jìn)程請求該資源，則請求者只能等待，直至占有該資源的進(jìn)程用畢釋放。（2）請求和保持條件：進(jìn)程已經(jīng)保持了至少一個(gè)資源，但又提出了新的資源請求，而該資源已被其它進(jìn)程占有，此時(shí)請求進(jìn)程阻塞，但又對自己已獲得的其它資源保持不放。（3）不剝奪條件：進(jìn)程已獲得的資源，在未使用完之前，不能被剝奪，只能在使用完時(shí)由自己釋放。（4）循環(huán)等待條件：在發(fā)生死鎖時(shí)，必然存在一個(gè)進(jìn)程——資源的循環(huán)鏈，即進(jìn)程集合{P0，P1，P2，…，Pn}中的P0正在等待一個(gè)P1占用的資源；P1正在等待P2占用的資源，……，Pn正在等待已被P0占用的資源。2.簡述分頁存儲(chǔ)管理和分段存儲(chǔ)管理的區(qū)別。答：分頁存儲(chǔ)管理和分段存儲(chǔ)管理有以下區(qū)別：（1）目的不同：分頁是為了實(shí)現(xiàn)離散分配，提高內(nèi)存利用率，解決內(nèi)存碎片問題；分段是為了滿足用戶在編程和使用上的需要，如方便模塊化程序設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)信息共享和保護(hù)等。（2）地址空間的維度不同：分頁的地址空間是一維的，用戶只需要給出一個(gè)邏輯地址，系統(tǒng)自動(dòng)將其分為頁號和頁內(nèi)偏移；分段的地址空間是二維的，用戶在編程時(shí)需要同時(shí)給出段名和段內(nèi)偏移。（3）塊的大小不同：頁的大小是固定的，由系統(tǒng)決定；段的大小是不固定的，它取決于用戶程序的邏輯結(jié)構(gòu)，如一個(gè)函數(shù)、一個(gè)數(shù)據(jù)模塊等。（4）信息的共享和保護(hù)方式不同：分頁系統(tǒng)中，由于頁的大小固定，可能會(huì)將一個(gè)邏輯上的信息單位分割到多個(gè)頁中，不利于信息的共享和保護(hù)；分段系統(tǒng)中，一個(gè)段通常包含一個(gè)完整的邏輯信息單位，如一個(gè)子程序或一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，因此更便于信息的共享和保護(hù)。3.簡述設(shè)備管理的主要任務(wù)和功能。答：設(shè)備管理的主要任務(wù)是：（1）方便用戶使用外部設(shè)備，使用戶能夠輕松、方便地進(jìn)行輸入輸出操作，而不必了解設(shè)備的具體物理特性和操作細(xì)節(jié)。（2）提高設(shè)備的利用率，通過合理分配和調(diào)度設(shè)備，使設(shè)備盡可能地處于忙碌狀態(tài)，減少設(shè)備的空閑時(shí)間。（3）實(shí)現(xiàn)設(shè)備的獨(dú)立性，即用戶程序與實(shí)際使用的物理設(shè)備無關(guān)，用戶程序只需要使用邏輯設(shè)備名，由操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)將邏輯設(shè)備名映射到具體的物理設(shè)備。設(shè)備管理的主要功能包括：（1）設(shè)備分配：根據(jù)設(shè)備的類型和當(dāng)前使用情況，為進(jìn)程分配所需的設(shè)備。在分配設(shè)備時(shí)，需要考慮設(shè)備的獨(dú)占性、共享性等特性，以及設(shè)備的安全性和可靠性。（2）設(shè)備驅(qū)動(dòng)：設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是操作系統(tǒng)與設(shè)備之間的接口，它負(fù)責(zé)將用戶的I/O請求轉(zhuǎn)換為設(shè)備能夠理解的命令，并控制設(shè)備的操作。（3）設(shè)備緩沖管理：為了提高CPU和設(shè)備之間的并行性，減少CPU的等待時(shí)間，設(shè)備管理通常會(huì)設(shè)置緩沖區(qū)，用于暫存數(shù)據(jù)。（4）設(shè)備調(diào)度：當(dāng)有多個(gè)進(jìn)程同時(shí)請求使用同一設(shè)備時(shí)，需要進(jìn)行設(shè)備調(diào)度，以確定哪個(gè)進(jìn)程先使用設(shè)備。常見的設(shè)備調(diào)度算法有先來先服務(wù)、最短尋道時(shí)間優(yōu)先等。（5）設(shè)備的故障處理：當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，設(shè)備管理系統(tǒng)需要能夠及時(shí)檢測到故障，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理，如重新分配設(shè)備、恢復(fù)數(shù)據(jù)等。五、綜合題（每題15分，共25分）1.有三個(gè)進(jìn)程P1、P2、P3，它們的到達(dá)時(shí)間和執(zhí)行時(shí)間如下表所示：|進(jìn)程|到達(dá)時(shí)間|執(zhí)行時(shí)間||----|----|----||P1|0|5||P2|1|3||P3|2|8|分別采用先來先服務(wù)（FCFS）和短作業(yè)優(yōu)先（SJF）調(diào)度算法，計(jì)算各進(jìn)程的周轉(zhuǎn)時(shí)間和平均周轉(zhuǎn)時(shí)間。解：（1）先來先服務(wù)（FCFS）調(diào)度算法先來先服務(wù)調(diào)度算法按照進(jìn)程到達(dá)的先后順序進(jìn)行調(diào)度。-P1：到達(dá)時(shí)間為0，執(zhí)行時(shí)間為5，完成時(shí)間為5，周轉(zhuǎn)時(shí)間=完成時(shí)間-到達(dá)時(shí)間=5-0=5。-P2：到達(dá)時(shí)間為1，執(zhí)行時(shí)間為3，由于P1先到達(dá)，P2需等待P1執(zhí)行完，P2開始執(zhí)行時(shí)間為5，完成時(shí)間為5+3=8，周轉(zhuǎn)時(shí)間=8-1=7。-P3：到達(dá)時(shí)間為2，執(zhí)行時(shí)間為8，P3需等待P1和P2執(zhí)行完，P3開始執(zhí)行時(shí)間為8，完成時(shí)間為8+8=16，周轉(zhuǎn)時(shí)間=16-2=14。平均周轉(zhuǎn)時(shí)間=(5+7+14)/3=26/3≈8.67。（2）短作業(yè)優(yōu)先（SJF）調(diào)度算法短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法優(yōu)先調(diào)度執(zhí)行時(shí)間短的進(jìn)程。-0時(shí)刻，只有P1到達(dá)，P1開始執(zhí)行，執(zhí)行時(shí)間為5，完成時(shí)間為5，周轉(zhuǎn)時(shí)間=5-0=5。-1時(shí)刻，P2到達(dá)；2時(shí)刻，P3到達(dá)。P1