黄河科技学院《计算机操作系统》2023-2024学年期末试卷
院(系)_______班级_______学号_______姓名_______
题号
一
二
三
四
五
总分
得分
一、单项选择题（每题2分，共20分）
操作系统的基本特征是（）。
A.并发性与共享性B.虚拟性与异步性C.实时性与交互性D.可靠性与安全性
考查操作系统的核心特性，需结合并发与共享的定义进行判断。
进程从运行状态转换为阻塞状态的原因是（）。
A.时间片用完B.被调度程序选中C.等待I/O操作完成D.进程优先级提升
根据进程状态转换条件，分析阻塞状态的触发原因。
以下属于进程调度算法的是（）。
A.先来先服务（FCFS）B.最佳适应算法C.电梯调度算法D.最短寻道时间优先（SSTF）
区分处理机调度算法与其他资源管理算法的差异。
虚拟内存技术的主要目的是（）。
A.提高内存访问速度B.扩大内存物理空间C.实现内存共享D.逻辑上扩充内存容量
理解虚拟内存的工作原理及核心目标。
死锁产生的必要条件不包括（）。
A.互斥条件B.不可剥夺条件C.循环等待条件D.资源分配不当
掌握死锁的四个必要条件及其排除方法。
进程控制块（PCB）的作用是（）。
A.描述进程的基本状态和资源信息B.实现进程间通信C.管理文件系统D.控制设备驱动
明确PCB在进程管理中的核心作用。
以下属于文件物理结构的是（）。
A.顺序结构B.树形目录C.索引节点D.符号链接
区分文件逻辑结构与物理结构的定义及类型。
时间片轮转调度算法的时间片大小会影响（）。
A.系统吞吐量B.进程优先级C.内存分配效率D.文件访问速度
分析时间片大小对进程调度公平性和系统性能的影响。
设备独立性是指（）。
A.设备驱动程序独立于操作系统B.用户程序独立于具体设备C.设备控制器独立于CPUD.设备类型独立于应用场景
理解设备独立性的概念及其在操作系统中的实现。
操作系统内核的功能不包括（）。
A.进程管理B.内存管理C.用户界面D.设备驱动
区分内核态与用户态的功能划分。
二、多项选择题（每题3分，共15分）
操作系统的主要功能包括（）。
A.处理机管理B.内存管理C.设备管理D.文件管理E.用户接口
依据操作系统的五大管理功能进行判断。
进程调度算法的评价指标有（）。
A.平均周转时间B.系统吞吐量C.响应时间D.内存利用率E.死锁发生率
掌握进程调度算法的性能评估标准。
内存管理的主要任务包括（）。
A.内存分配与回收B.地址映射C.内存保护D.虚拟内存实现E.进程同步
明确内存管理的核心职责及技术手段。
文件系统的功能包括（）。
A.文件存储空间管理B.目录管理C.文件读写操作D.文件共享与保护E.设备驱动
根据文件系统的基本功能进行选择。
以下属于进程间通信方式的有（）。
A.管道B.消息传递C.共享内存D.信号量E.文件锁
区分进程同步机制与通信机制的不同实现。
三、简答题（每题10分，共30分）
简述进程与线程的区别。
从资源分配单位、调度单位、并发性、上下文切换开销等方面对比分析。
说明虚拟内存的工作原理及实现方式。
阐述虚拟内存如何通过部分装入和置换技术实现逻辑内存扩充，并解释页表机制的作用。
简述死锁避免的银行家算法基本思想。
说明银行家算法如何通过资源分配状态的安全性检查预防死锁，并解释安全序列的概念。
四、分析题（15分）
假设某系统有三个进程P1、P2、P3，资源R1有5个实例，R2有3个实例。当前资源分配情况如下：
P1已分配R1:2，R2:1；最大需求R1:4，R2:2。
P2已分配R1:1，R2:1；最大需求R1:3，R2:2。
P3已分配R1:1，R2:0；最大需求R1:2，R2:2。
剩余资源：R1:1，R2:1。
画出资源分配图并判断系统是否处于安全状态。
若P3请求分配R1:1，R2:1，系统是否应批准该请求？说明理由。
需运用银行家算法进行安全性检查，并分析资源分配后的状态变化。
五、设计题（20分）
设计一个基于信号量的生产者-消费者模型，要求：
定义信号量及其初始值；（6分）
描述生产者和消费者的操作流程；（8分）
分析可能出现的死锁情况及预防措施。（6分）
根据进程同步的经典问题，结合信号量机制设计解决方案，并考虑资源竞争的处理策略。