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2025年河北地质大学软件工程专业《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、填空题（每空2分，共20分）

1.操作系统是计算机系统中的系统软件，它能有效地管理计算机系统中的________资源，合理地组织计算机工作流程，以方便用户使用计算机，并提高计算机系统的________。

2.在操作系统中，进程的基本状态有：________、________和________。

3.临界资源是指一次仅允许一个进程使用的资源，访问临界资源必须遵守的规则是：互斥、________、________和有限等待。

4.采用________调度算法，平均等待时间最短；采用________调度算法，最短作业优先，可能产生饥饿现象。

5.在分页存储管理方式中，地址空间是________的，物理地址空间是________的。

6.虚拟内存是为了解决________的问题而提出的，它允许用户使用比实际物理内存更大的地址空间。

7.采用LRU页面置换算法，当内存帧数为3时，对于访问序列A,B,C,A,D,B,C,A,B，发生页面置换的次数为________。

8.文件系统通过________来标识文件，在文件系统中查找一个文件需要根据文件名找到其对应的________。

9.磁盘调度算法中，FCFS算法的平均寻道时间可能较长，因为它按________顺序执行请求。

10.进程同步与互斥的本质区别在于是否需要________机制来保证互斥访问。

二、简答题（每题5分，共20分）

1.简述进程与线程的区别与联系。

2.什么是死锁？请列举产生死锁的四个必要条件。

3.简述分页管理和分段管理的区别。

4.解释什么是文件共享，并简述实现文件共享的两种基本方法。

三、计算题（每题10分，共20分）

1.设某计算机有32位地址空间，采用分段存储管理方式，每段最大长度为2^16字节。若内存物理空间为256MB，采用固定分区分配方式，要求每个分区大小为16MB。请回答：

(1)逻辑地址和物理地址各有多少位？

(2)逻辑地址如何表示？物理地址如何表示？

(3)该系统最多能同时存放多少个进程？每个进程最多能拥有多少个段？

2.假设系统为两个进程分配了3个内存帧（F0,F1,F2）。当前内存状态为：F0-P1,F1-P1,F2-P2。页面置换采用FIFO算法。进程P1需要访问页面序列：P2,P3,P0,P3,P2,P1,P2,P3,P0。请写出每次访问发生的页面置换情况（若不发生置换则记录原状态）。

四、综合应用题（每题15分，共30分）

1.在某操作系统中，进程P1和P2需要共享一个临界资源。P1的代码片段如下：

P1入口：while(TRUE){

entrysectionP1;//进入临界区

criticalsectionP1;//临界区代码

exitsectionP1;//离开临界区

remaindersectionP1;//剩余部分

}

P2的代码片段结构类似，请分别画出P1和P2的进入临界区代码（即entrysectionP1和entrysectionP2）的流程图，并分别用信号量S1和S2描述P1和P2的进入临界区过程，要求保证互斥访问临界资源，且不出现死锁。

2.设有一个磁盘，平均寻道时间为50ms，磁头移动一个扇区的时间为1ms。磁盘有2000个扇区，数据传输率为10MB/s。现有一个磁盘请求序列：(100,50),(190,200),(170,100),(10,300)。采用SCAN磁盘调度算法（从当前磁头位置50开始，向磁头移动方向服务请求），请计算总的寻道时间和数据传输时间（假设磁头初始位置在50扇区，服务方向为向扇区号增大的方向）。

试卷答案

一、填空题（每空2分，共20分）

1.硬件，效率

2.就绪，运行，阻塞

3.严序，非抢占

4.最短作业优先，优先级调度

5.线性，离散

6.内存容量限制

7.5

8.文件名，索引节点（或i节点）

9.请求顺序

10.算法

二、简答题（每题5分，共20分）

1.答：进程是资源分配的基本单位，线程是CPU调度的基本单位。一个进程可以包含多个线程。进程拥有独立的地址空间和资源，线程共享所属进程的地址空间和资源，线程切换比进程切换开销小。

2.答：