2025年大學(xué)計算機(jī)操作系統(tǒng)實踐操作模擬試題考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、請使用Linux命令行完成以下任務(wù)：1.在當(dāng)前用戶的主目錄下創(chuàng)建一個名為`os_practice`的目錄，并為其設(shè)置權(quán)限為`755`。2.在`os_practice`目錄下創(chuàng)建兩個文件：`process.txt`和`memory.txt`。3.在`process.txt`文件中寫入以下內(nèi)容（一行一個）："ProcessCreation","ProcessRunning","ProcessWaiting","ProcessTermination"。4.修改`process.txt`文件的權(quán)限，使其只有文件所有者可以讀寫，其他用戶只能讀取。5.將`process.txt`文件復(fù)制到`/tmp`目錄下，命名為`process_copy.txt`。6.查找`/etc`目錄下所有以`init`開頭的文件，并將它們的絕對路徑打印到標(biāo)準(zhǔn)輸出。7.創(chuàng)建一個名為`my_script`的bash腳本文件，使其具有可執(zhí)行權(quán)限，并在其中寫入以下shell命令：打印當(dāng)前日期和時間，列出`/proc`目錄下的所有內(nèi)容。二、編寫一個Python腳本，實現(xiàn)以下功能：1.從標(biāo)準(zhǔn)輸入讀取一個整數(shù)`n`。2.模擬`n`個進(jìn)程（用數(shù)字1到n表示）圍繞一個資源（用數(shù)字0表示）進(jìn)行申請和釋放操作。3.使用資源分配圖的方法，模擬進(jìn)程的資源申請和釋放過程。4.如果發(fā)生死鎖，請打印"Deadlockdetected!"；否則，打印"Nodeadlock."。5.注意：不需要實現(xiàn)具體的死鎖避免算法（如Banker's算法），只需通過模擬資源分配和釋放的過程，觀察是否出現(xiàn)死鎖狀態(tài)即可。三、設(shè)計一個簡單的頁式存儲管理系統(tǒng)，并回答以下問題：1.假設(shè)內(nèi)存共有4頁（頁號0,1,2,3），頁框大小為4KB。系統(tǒng)正在運行的進(jìn)程虛擬地址空間共有3頁（頁號0,1,2），初始時內(nèi)存為空（所有頁框均為空閑）。2.當(dāng)進(jìn)程需要訪問虛擬頁號`5`時，請模擬使用LRU（最近最少使用）頁面置換算法將其裝入內(nèi)存。需要給出每一步的內(nèi)存狀態(tài)（頁框號對應(yīng)的虛擬頁號）和是否發(fā)生頁面置換，以及發(fā)生的頁面置換是哪個虛擬頁被替換。3.當(dāng)進(jìn)程隨后需要訪問虛擬頁號`1`、`3`和`0`時，請繼續(xù)模擬LRU頁面置換算法，給出每一步的內(nèi)存狀態(tài)和頁面置換情況（如果發(fā)生）。四、假設(shè)你要為一個簡單的文件系統(tǒng)設(shè)計目錄結(jié)構(gòu)。請回答：1.描述你設(shè)計的目錄結(jié)構(gòu)（例如，采用單級目錄、兩級目錄還是多級目錄？），并說明選擇該結(jié)構(gòu)的原因。2.在你設(shè)計的目錄結(jié)構(gòu)中，如果用戶`user1`當(dāng)前位于目錄`/home`下，他想要創(chuàng)建一個新目錄`project_x`，請使用文字描述他需要執(zhí)行的命令及其參數(shù)。3.用戶`user1`想要更改`project_x`目錄的所有者為其所在的用戶組，請使用文字描述他需要執(zhí)行的命令及其參數(shù)。4.解釋文件權(quán)限`rwxr-xr--`中，每個字符分別代表什么意思？如果一個文件設(shè)置了該權(quán)限，說明該文件所有者、所屬組用戶和其他用戶分別擁有哪些權(quán)限？試卷答案一、1.`mkdir-pos_practice``chmod755os_practice`2.`touchos_practice/process.txt``touchos_practice/memory.txt`3.`echo"ProcessCreation">os_practice/process.txt``echo"ProcessRunning">>os_practice/process.txt``echo"ProcessWaiting">>os_practice/process.txt``echo"ProcessTermination">>os_practice/process.txt`4.`chmod640os_practice/process.txt`*(或使用`chmodu=rw,g=r,o=ros_practice/process.txt`)*5.`cpos_practice/process.txt/tmp/process_copy.txt`6.`find/etc-name'init*'-print`*(或使用`find/etc-typef-name'init*'-print`)*7.創(chuàng)建文件`my_script`，輸入以下內(nèi)容并保存：```bash#!/bin/bashdate+"%Y-%m-%d%H:%M:%S"ls/procchmod+xmy_script```*解析思路：**第1題考查目錄創(chuàng)建和權(quán)限設(shè)置命令`mkdir`和`chmod`。*第2題考查文件創(chuàng)建命令`touch`。*第3題考查重定向`>`和`>>`向文件中寫入內(nèi)容。*第4題考查`chmod`的數(shù)字表示法或符號表示法修改文件權(quán)限。*第5題考查文件復(fù)制命令`cp`。*第6題考查`find`命令查找文件，使用`-name`指定名稱模式，`-print`打印結(jié)果。*第7題考查腳本編寫、打印命令`date`和列出目錄內(nèi)容命令`ls`，以及賦予腳本執(zhí)行權(quán)限`chmod+x`。二、```pythonimportsysfromcollectionsimportdequedefsimulate_deadlock(n):#資源總數(shù)total_resource=1#初始化資源狀態(tài)resource_available=total_resource#初始化進(jìn)程資源占有表(每個進(jìn)程占有1個資源)process_holds=[[0]]*n#初始化進(jìn)程需求表(每個進(jìn)程還需要1個資源)process_needs=[[1]]*n#初始化進(jìn)程分配狀態(tài)(False表示等待，True表示運行)process_running=[False]*n#初始化進(jìn)程請求隊列(每個進(jìn)程的請求編號)request_queue=deque()#打印初始狀態(tài)print(f"Totalresources:{total_resource}")print("Initialstate:")print(f"Available:{resource_available}")print("Holds:")foriinrange(n):print(f"P{i}:{process_holds[i]}")print("Needs:")foriinrange(n):print(f"P{i}:{process_needs[i]}")print("Running:",process_running)print("-"*20)foriinrange(n):request_queue.append(i)deadlock_detected=Falsewhilerequest_queue:p=request_queue.popleft()ifnotprocess_running[p]:#如果進(jìn)程p未運行process_running[p]=Trueprint(f"ProcessP{p}startsrunning.")#釋放p占有的資源forjinrange(n):resource_available+=process_holds[p][j]process_holds[p][j]=0print(f"P{p}releasesresources.NewAvailable:{resource_available}")else:#進(jìn)程p運行時，模擬其發(fā)出資源請求print(f"ProcessP{p}requestsresource.")forjinrange(n):ifprocess_needs[p][j]>resource_available:#如果請求資源>可用資源，進(jìn)程p阻塞print(f"P{p}waitsforresource{j}.")breakelse:#進(jìn)程p成功獲取資源resource_available-=process_needs[p][j]process_holds[p][j]=process_needs[p][j]process_needs[p][j]=0print(f"P{p}getsresource{j}.NewAvailable:{resource_available}")#檢查進(jìn)程p是否滿足所有需求ifall(need==0forneedinprocess_needs[p]):#進(jìn)程p完成，釋放所有資源print(f"ProcessP{p}completes.Releasingresources.")forkinrange(n):resource_available+=process_holds[p][k]process_holds[p][k]=0process_running[p]=Falseprint(f"ResourcesreleasedbyP{p}.NewAvailable:{resource_available}")#檢查是否存在死鎖狀態(tài)#這里簡化判斷：如果所有進(jìn)程都在運行，但還有請求在隊列中，則可能死鎖ifall(runforruninprocess_running)andrequest_queue:deadlock_detected=Trueprint("-"*20)print("Deadlockdetected!")breakprint("-"*20)ifnotdeadlock_detected:print("Nodeadlock.")#從標(biāo)準(zhǔn)輸入讀取進(jìn)程數(shù)if__name__=="__main__":try:n=int(sys.stdin.readline())simulate_deadlock(n)exceptValueError:print("Pleaseinputaninteger.")```*解析思路：**本題考查資源分配與死鎖模擬。題目要求模擬`n`個進(jìn)程圍繞一個資源進(jìn)行申請和釋放，并判斷是否死鎖。*資源分配圖通常用于死鎖避免，但題目要求模擬過程而非實現(xiàn)算法，因此需要設(shè)計一個簡化模型。*設(shè)計思路：1.資源表示：假設(shè)只有一個資源（編號0），總資源數(shù)為1，可用資源數(shù)為1。2.進(jìn)程表示：`n`個進(jìn)程，每個進(jìn)程初始持有0個資源，需求1個資源。3.狀態(tài)跟蹤：使用列表記錄每個進(jìn)程的持有資源、需求資源、運行狀態(tài)（運行/等待）。使用`deque`作為請求隊列。4.模擬流程：*按隊列順序處理進(jìn)程請求。*如果進(jìn)程`p`未運行，則嘗試運行它（模擬釋放其占有的資源，這里簡化為0），并將其加入隊列末尾（模擬后續(xù)可能的新請求）。*如果進(jìn)程`p`正在運行，模擬它發(fā)出資源請求。*檢查請求是否可以滿足：可用資源>=需求資源。*如果滿足，進(jìn)程獲得資源，更新可用資源和持有資源；如果不滿足，進(jìn)程等待。*如果進(jìn)程獲得所有資源（需求列為0），則進(jìn)程完成，釋放所有資源，并標(biāo)記為未運行。*在每次資源分配后，檢查系統(tǒng)狀態(tài)。這里采用一個簡化的死鎖檢測邏輯：如果所有進(jìn)程都在運行，但請求隊列非空，則認(rèn)為可能發(fā)生了死鎖（即形成了循環(huán)等待）。*關(guān)鍵點：模擬資源請求、分配、釋放的過程，并通過簡化的邏輯判斷死鎖的可能性。代碼使用`sys.stdin`獲取進(jìn)程數(shù)`n`，并通過打印模擬每一步的狀態(tài)。三、1.內(nèi)存狀態(tài)與頁面置換：*初始狀態(tài)：[](頁框0,1,2,3空閑)*訪問頁5：頁5未在內(nèi)存中，發(fā)生頁面置換。選擇LRU算法，淘汰最久未使用的頁（這里初始都未使用，可以任意選擇一個，假設(shè)淘汰頁0）。將頁5裝入頁框0。*新狀態(tài)：[5](頁框0)*頁面置換：頁0->頁5*訪問頁1：頁1未在內(nèi)存中，發(fā)生頁面置換。當(dāng)前內(nèi)存只有頁5(LRU)。淘汰頁5。*新狀態(tài)：[1](頁框0)*頁面置換：頁5->頁1*訪問頁3：頁3未在內(nèi)存中，發(fā)生頁面置換。當(dāng)前內(nèi)存只有頁1(LRU)。淘汰頁1。*新狀態(tài)：[3](頁框0)*頁面置換：頁1->頁3*訪問頁0：頁0未在內(nèi)存中，發(fā)生頁面置換。當(dāng)前內(nèi)存只有頁3(LRU)。淘汰頁3。*新狀態(tài)：[0](頁框0)*頁面置換：頁3->頁0*訪問頁5：頁5未在內(nèi)存中，發(fā)生頁面置換。當(dāng)前內(nèi)存只有頁0(LRU)。淘汰頁0。*新狀態(tài)：[5](頁框0)*頁面置換：頁0->頁52.頁面置換過程總結(jié)：*訪問5:[]->[5](換入5,淘汰0)*訪問1:[5]->[1](換入1,淘汰5)*訪問3:[1]->[3](換入3,淘汰1)*訪問0:[3]->[0](換入0,淘汰3)*訪問5:[0]->[5](換入5,淘汰0)*解析思路：**本題考查頁式存儲管理和LRU頁面置換算法。*設(shè)計思路：1.理解LRU：LRU（LeastRecentlyUsed）算法選擇最久未被訪問的頁進(jìn)行置換。需要維護(hù)一個記錄頁面訪問順序的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，通常是?；螂p向鏈表。2.模擬環(huán)境：根據(jù)題目設(shè)定，內(nèi)存頁框數(shù)為4，進(jìn)程頁數(shù)為3。初始內(nèi)存為空，進(jìn)程訪問序列為5,1,3,0,5。3.模擬過程：*初始：內(nèi)存為空。*訪問一個新頁（不在內(nèi)存中）：如果內(nèi)存未滿，直接裝入；如果內(nèi)存已滿，根據(jù)LRU算法淘汰最久未訪問的頁，然后將新頁裝入。*訪問一個已在內(nèi)存中的頁：更新其為“最近訪問過”的狀態(tài)（在模擬中，可以認(rèn)為訪問順序本身代表了LRU棧）。4.狀態(tài)跟蹤：記錄當(dāng)前內(nèi)存中頁框的內(nèi)容，以及每次訪問后的內(nèi)存狀態(tài)和發(fā)生的頁面置換。*關(guān)鍵點：準(zhǔn)確理解LRU算法的工作原理，能夠根據(jù)訪問序列跟蹤內(nèi)存狀態(tài)變化，并正確記錄頁面置換的細(xì)節(jié)。注意LRU的實現(xiàn)細(xì)節(jié)，比如如何更新“最近訪問”狀態(tài)。四、1.目錄結(jié)構(gòu)設(shè)計：*選擇：采用兩級目錄結(jié)構(gòu)。*原因：兩級目錄結(jié)構(gòu)（根目錄下直接為子目錄，子目錄下為文件）在提供一定組織性的同時，比單級目錄（所有文件直接在根下）更易于管理和查找文件。比三級或更多級目錄簡單，對于簡單的文件系統(tǒng)演示足夠。它允許用戶/組創(chuàng)建自己的工作區(qū)（如`/home/user1`），并在此下組織文件和子目錄，提供了基本的隔離和結(jié)構(gòu)。2.創(chuàng)建目錄命令：*命令：`cd/home`(切換