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2025年同济大学计算机科学与技术专业《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、选择题

1.下列哪一项不属于操作系统的基本功能？

A.进程管理

B.内存管理

C.设备管理

D.应用软件开发

2.在操作系统中，进程的基本状态不包括：

A.就绪状态

B.运行状态

C.阻塞状态

D.空闲状态

3.以下哪种进程调度算法会优先选择等待时间最长的进程？

A.FCFS

B.SJF

C.RR

D.HRN

4.下列关于进程的描述，错误的是：

A.进程是资源分配的基本单位

B.进程是程序的一次执行过程

C.进程具有动态性

D.进程具有静态性

5.用于实现进程互斥的软件方法是：

A.信号量机制

B.消息队列

C.管道

D.命令控制

6.下列哪种内存分配方式允许将一个进程分散存放在内存中多个不同的物理块中？

A.单一连续分配

B.固定分区分配

C.动态分区分配

D.分页存储管理

7.页面置换算法中，每次置换掉的是：

A.最先进入内存的页

B.最长时间未被访问的页

C.以后最少会被访问的页

D.逻辑地址中最低的页

8.虚拟内存的主要目的是：

A.提高内存的物理容量

B.实现内存保护

C.提高内存的访问速度

D.减少内存碎片

9.在文件系统中，文件目录通常采用：

A.线性结构

B.树形结构

C.图结构

D.扁平结构

10.下列关于文件共享的描述，错误的是：

A.共享文件可以被多个进程同时访问

B.共享文件可以提高文件利用率和系统效率

C.共享文件会带来并发控制问题

D.共享文件会降低文件安全性

二、填空题

1.操作系统通过________机制管理进程。

2.系统调用是用户程序请求操作系统服务的________。

3.死锁产生的四个必要条件是互斥、占有并等待、非抢占和________。

4.页式存储管理中，地址映射过程需要使用________和页表基址寄存器。

5.页面置换算法中，最常用的算法有FIFO、LRU和________。

6.虚拟内存采用________段来实现地址转换。

7.文件系统中，文件的逻辑结构通常分为顺序结构和________。

8.设备管理的主要功能包括设备分配、设备控制、________和设备回收。

9.磁盘调度算法的目标是________和减少寻道时间。

10.消息队列是一种进程间通信方式，它允许进程通过________进行通信。

三、简答题

1.简述进程与程序的区别。

2.解释什么是临界区，并说明解决临界区问题的基本原则。

3.简述页面置换算法可能带来的问题。

4.什么是内存碎片？简述减少内存碎片的主要方法。

5.说明文件系统提供哪些基本功能。

6.解释什么是设备独立性，并说明实现设备独立性的方法。

四、计算题

1.假设系统为每个进程分配一个页面，当前内存中有4个页面，页面替换算法采用FIFO。进程访问页面的顺序为：1,2,3,4,1,2,5,1,2,3,4,5。请计算FIFO算法的缺页次数和缺页率。

2.设有一个采用分页存储管理的系统，页面大小为4KB，逻辑地址为B800:1F50，物理地址为21000:03F0。请计算该逻辑地址对应的物理地址。

五、综合应用题

1.假设有两个进程P1和P2需要共享一个变量X，初始值为0。P1对X执行加1操作，P2对X执行减1操作。请设计一个使用信号量机制实现的进程同步方案，保证X的值始终为0或1。

2.假设一个文件系统采用单级目录结构，文件存储在磁盘上，磁盘块大小为1KB。现有一个目录文件dir，其中包含两个文件file1和file2。file1大小为2KB，file2大小为3KB。请画出该文件系统的逻辑结构图，并说明如何通过路径名访问file2。

试卷答案

一、选择题

1.D

2.D

3.A

4.D

5.A

6.C

7.B

8.A

9.B

10.D

二、填空题

1.信号量

2.接口

3.循环等待

4.页表

5.LRU

6.