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计算机操作系统试题及答案

一、选择题（每题3分，共15分）

下列关于进程和线程的说法，正确的是（）

A.进程是资源分配的基本单位，线程是调度的基本单位

B.进程和线程都能独立拥有系统资源

C.一个进程只能包含一个线程

D.线程切换的开销比进程切换的开销大

死锁产生的必要条件中，无法通过破坏“（）”来预防死锁。

A.互斥条件

B.请求与保持条件

C.不可剥夺条件

D.循环等待条件

在分页存储管理中，页面的大小通常由（）决定。

A.用户程序

B.操作系统

C.内存容量

D.硬件

下列文件物理结构中，适合随机访问且不易产生外部碎片的是（）

A.连续结构

B.链接结构

C.索引结构

D.哈希结构

设备管理中，SPOOLing技术的主要作用是（）

A.提高CPU与设备的并行工作能力

B.提高内存利用率

C.实现设备的共享

D.减少设备的I/O次数

二、填空题（每空2分，共20分）

进程的三种基本状态分别是就绪态、（）和阻塞态。

虚拟内存的实现基于（）原理，即程序在运行时只需将部分代码和数据装入内存。

文件系统中，（）用于记录文件的名称、大小、存储位置等属性信息。

死锁产生的四个必要条件是互斥条件、请求与保持条件、不可剥夺条件和（）。

操作系统的五大基本功能包括进程管理、内存管理、文件管理、设备管理和（）。

在进程调度算法中，（）算法总是选择当前就绪队列中运行时间最短的进程投入运行。

分段存储管理中，段的大小由（）决定，且各段大小可以不同。

设备控制器是（）与设备之间的接口，负责接收和执行CPU的指令。

按文件的用途分类，可将文件分为系统文件、用户文件和（）。

为解决CPU和I/O设备速度不匹配的问题，通常在内存中设置（）。

三、简答题（每题8分，共32分）

简述引入线程的原因。

说明页面置换算法中LRU（最近最少使用）和FIFO（先进先出）的原理，并比较两者的优缺点。

简述死锁的预防和避免的区别，并各举一种对应的算法。

解释缓冲技术的作用，以及常用的缓冲类型有哪些。

四、综合应用题（第1题15分，第2题18分，共33分）

假设系统中有4个作业，其到达时间和运行时间如下表所示，采用先来先服务（FCFS）和短作业优先（SJF，非抢占式）调度算法，分别计算各作业的周转时间和平均周转时间，以及平均带权周转时间（带权周转时间=周转时间/运行时间）。

作业号

到达时间（单位：ms）

运行时间（单位：ms）

1

0

8

2

1

4

3

2

2

4

3

1

某系统有3个进程P1、P2、P3，4类资源R1、R2、R3、R4，当前资源分配情况如下表所示。已知系统剩余资源向量为（2,1,0,0），请判断当前系统是否处于安全状态，若安全，请找出一个安全序列；若不安全，请说明原因。

进程

已分配资源

最大需求资源

P1

(1,0,2,1)

(3,2,2,2)

P2

(2,1,0,0)

(2,2,1,0)

P3

(0,0,1,1)

(1,0,3,3)

参考答案

一、选择题

A（解析：进程是资源分配基本单位，线程是调度基本单位；线程不能独立拥有资源，依赖进程；一个进程可包含多个线程；线程切换开销小于进程切换）

A（解析：互斥条件是设备或资源本身特性决定，无法破坏；其他三个条件可通过相应策略破坏，如“请求与保持”可通过一次性申请所有资源破坏）

D（解析：页面大小由硬件的地址结构决定，如地址总线位数划分页号和页内偏移，进而确定页面大小）

C（解析：连续结构易产生外部碎片，随机访问效率低；链接结构随机访问差；索引结构支持随机访问，无外部碎片；哈希结构主要用于快速查找，非典型文件物理结构）

A（解析：SPOOLing技术将独占设备虚拟为共享设备，使CPU与I/O设备并行工作，提高效率；不直接提高内存利用率，也不是主要实现设备共享或减少I/O次数）

二、填空题

运行态

局部性

文件目录（或目录项）

循环等待条件

用户接口（或作业管理）

短作业优先（SJF）

用户程序（或进程需求）

CPU

库文件

缓冲区

三、简答题

引入线程的原因：

（1）减少进程切换开销：进程切换需保存和恢复整个进程的上下文，线程切换仅需保存线程私有上下文，开销更小，提高系统并发效率；

（2）提高系统并发度：一个进程可创建多个线程，各线程并发执行，能更充分利用CPU资源；

（3）简化程序结构：复杂程序可拆分为多个线程，分别处理不同任务（如网络通信、数据计算），降低编程难度；

（4）适应多处理器环境：多线程可在多处理器上并行执行，充分利用硬件资源。

LRU与FIFO原理及优缺点：

LRU