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2025年淮北师范大学数据科学与大数据技术专业《操作系统》科目期末试卷及答案

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、单项选择题（每小题2分，共20分。下列每小题备选答案中，只有一个是最符合题意的，请将正确选项的代表字母填在题干后的括号内）

1.在操作系统中，进程与程序的关系是（）。

A.一个程序只能对应一个进程

B.一个进程只能对应一个程序

C.一个程序可以对应多个进程，一个进程也对应一个程序

D.一个程序可以对应多个进程，一个进程也可以对应多个程序

2.下列关于进程状态的描述中，错误的是（）。

A.进程状态包括就绪态、运行态和阻塞态

B.进程从运行态到就绪态通常是因为时间片用完

C.进程从阻塞态到就绪态通常是因为等待的事件发生

D.进程只能按就绪态、运行态、阻塞态的顺序转换

3.优先级调度算法的优点是（）。

A.短作业优先

B.响应时间短

C.公平性

D.资源利用率高

4.分页机制的主要目的是（）。

A.解决外部碎片问题

B.提高内存利用率

C.实现内存保护

D.简化地址映射

5.虚拟内存采用页式管理时，当进程所需数据不在内存中时，引发的中断是（）。

A.输入/输出中断

B.硬件故障中断

C.程序性中断

D.软件中断

6.下列文件物理结构中，不利于文件扩容的是（）。

A.连续分配

B.索引分配

C.堆分配

D.索引分配和连续分配混合

7.在文件系统中，目录结构的作用是（）。

A.实现文件共享

B.实现文件必威体育官网网址

C.组织和管理文件

D.提高文件访问速度

8.设备独立性软件层的主要功能是（）。

A.实现设备分配和回收

B.实现设备驱动程序和数据结构的统一管理

C.提供与设备无关的输入/输出接口

D.控制设备的工作细节

9.下列I/O控制方式中，需要CPU主动参与的是（）。

A.中断驱动方式

B.DMA方式

C.I/O通道方式

D.以上都是

10.操作系统提供了多种同步机制，用于解决并发控制问题，信号量机制是其中的一种，其基本操作包括（）。

A.创建、撤销

B.读取、写入

C.P操作、V操作

D.申请、释放

二、填空题（每空1分，共10分。请将答案填写在横线上）

1.进程是操作系统中资源分配和调度的基本单位，而______是程序在一个数据集上的一次运行过程。

2.在多道程序设计中，操作系统通过______技术，使宏观上多个进程在系统中并发执行，微观上则是一个进程在执行。

3.动态分区分配内存方法中，会产生两种内部碎片和______碎片。

4.虚拟内存是为了解决物理内存容量不足的问题而引入的技术，它利用了磁盘空间来扩展逻辑地址空间，其核心思想是______。

5.文件系统中，文件的逻辑结构通常分为顺序文件、索引文件和______文件。

6.设备分配过程中，为了避免死锁，通常采用______策略。

7.在I/O系统中，通道是一种独立的I/O控制机构，它能够执行______，减轻CPU的负担。

8.互斥量（Mutex）是一种用于实现进程/线程互斥的工具，其核心属性是______和______。

9.死锁是指两个或两个以上进程因互相等待对方占有的资源而造成的僵局，其中产生死锁的四个必要条件是：互斥、______、非抢占和循环等待。

10.设备独立性软件通常分为设备驱动程序、______和用户级设备调用接口。

三、名词解释（每小题2分，共10分。请用简洁的语言解释下列名词的含义）

1.进程上下文

2.虚拟内存

3.文件系统

4.设备驱动程序

5.同步

四、简答题（每小题5分，共20分。请简要回答下列问题）

1.简述进程与线程的区别。

2.简述页面置换算法的基本思想，并列举一种常用的页面置换算法。

3.简述索引文件的结构及其优缺点。

4.简述中断处理过程的主要步骤。

五、综合应用题（每小题10分，共30分。请根据要求作答）

1.假设一个计算机系统中有3个进程P1、P2、P3，它们的优先级分别为5、3、4。当前P1在运行，若采用优先级调度算法，试问当P1执行完毕后，下一个执行的进程是哪一个？请说明理由。

2.设有一个采用分页存储管理的系统，页面大小为1024字节。