第一部分：高频考点总结（划重点）#

根据历年试卷分析，考试结构通常为：选择题(20分) + 填空/判断(10-20分) + 简答题(20-25分) + 综合计算题(30-40分)。

1. 必考大题（计算与综合分析）#

这部分分值最高，务必熟练掌握计算步骤：

• 银行家算法（Banker’s Algorithm）：
  • 给定Allocation、Need、Available矩阵，判断当前状态是否安全（求安全序列）。
  • 当某进程发出请求Request时，判断系统是否能分配（试探性分配 -> 安全性检测）。
• 页面置换算法（Page Replacement）：
  • 给定页面访问序列（如 1, 2, 3, 4, 1, 2…）和物理块数。
  • 计算 FIFO（先进先出）、LRU（最近最久未使用）、OPT（最佳置换）的缺页次数和缺页率。
  • 注意：23年考过 Belady异常（FIFO特有）。
• 磁盘调度算法：
  • 给定磁道访问序列和当前磁头位置。
  • 计算 SSTF（最短寻道优先）、SCAN（电梯算法/扫描算法）、FCFS 的访问顺序和磁头移动总磁道数。
• 处理机调度算法：
  • 给定进程到达时间和服务时间。
  • 计算 FCFS、SJF（短作业优先）、RR（时间片轮转）、HRRN（高响应比）的平均周转时间和带权周转时间。
• PV操作（信号量）：
  • 经典模型：生产者-消费者问题、读者-写者问题（23年考过）、哲学家进餐、以及变种（如猎人放兔子、父亲放水果）。
• 地址转换：
  • 分页系统： 逻辑地址(十六进制或十进制) $\rightarrow$ 物理地址。公式：物理地址 = 块号 × 块大小 + 页内偏移。
  • 多级索引（文件）： 结合Inode结构，计算文件最大长度或根据偏移量判断需要读几次磁盘。

2. 简答题常考点#

• 概念辨析： 进程与程序的区别（必背）、线程与进程的区别。
• 死锁： 产生的4个必要条件（互斥、请求与保持、不剥夺、环路等待），死锁预防/避免/检测的区别。
• 特性： 操作系统的4个基本特征（并发、共享、虚拟、异步）。
• I/O技术： SPOOLing技术的原理、组成及优点（将独占设备改造为共享设备）。
• 微内核： 优缺点（23年新考点）。
• 思政结合： 国产操作系统与国家安全/信息安全的关系（23年必考题）。

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第二部分：操作系统期末模拟试卷#

考试时间：120分钟 满分：100分

一、单项选择题（每题2分，共20分）#

1. 操作系统的四个基本特征中，最基本的两个特征是（ ）。 A. 并发和异步 B. 并发和共享 C. 共享和虚拟 D. 虚拟和异步
2. 在分时系统中，当时间片用完时，进程的状态将从（ ）转变为（ ）。 A. 就绪 -> 运行 B. 运行 -> 阻塞 C. 运行 -> 就绪 D. 阻塞 -> 就绪
3. 下列关于线程的叙述中，正确的是（ ）。 A. 线程是资源分配的基本单位 B. 线程是处理机调度的基本单位 C. 同一进程的不同线程拥有独立的地址空间 D. 线程切换必须要内核介入
4. 某系统有3个并发进程，都需要同类资源4个，试问该系统不会发生死锁的最少资源数是（ ）。 A. 9 B. 10 C. 11 D. 12
5. 在虚拟页式存储管理中，若使用FIFO算法，当分配给进程的物理块数增加时，缺页次数反而增加，这种现象称为（ ）。 A. 抖动现象 B. Belady异常 C. 碎片现象 D. 覆盖现象
6. 某文件的物理结构采用索引分配，每个磁盘块大小为1KB，索引项（盘块号）占4字节。若采用一级索引，该文件最大长度为（ ）。 A. 64KB B. 256KB C. 512KB D. 4MB
7. 银行家算法在资源分配中主要用于（ ）。 A. 死锁预防 B. 死锁检测 C. 死锁避免 D. 死锁解除
8. 为了缓和CPU和I/O设备速度不匹配的矛盾，主要采用（ ）技术。 A. 缓冲技术 B. 通道技术 C. 中断技术 D. 覆盖技术
9. 文件系统中，打开文件（Open）操作的主要工作是（ ）。 A. 把文件读入内存 B. 在目录中找到文件目录项，将其调入内存 C. 分配文件控制块 D. 建立新的文件目录
10. 下列调度算法中，不会导致“饥饿”现象的是（ ）。 A. 时间片轮转 (RR) B. 静态优先级 C. 短作业优先 (SJF) D. 多级反馈队列

二、填空题（每空1分，共10分）#

1. 进程的三种基本状态是就绪态、、。
2. 信号量S的初值为5，当前值为-2，则表示有_______个等待进程。
3. 某虚拟存储系统采用页式管理，逻辑地址由页号和页内地址组成。若逻辑地址用32位表示，其中页内地址占12位，则一个页面的大小为_______KB。
4. 死锁的四个必要条件是：互斥条件、、不可剥夺条件和。
5. 磁盘访问时间由三部分组成：_______（时间最长）、旋转延迟时间和传输时间。
6. I/O控制方式主要有程序轮询、中断驱动、_______和通道控制方式。

三、简答题（每题6分，共24分）#

1. （必背） 请简述进程和程序的区别。
2. 什么是SPOOLing技术？它主要解决了什么问题？由哪几部分组成？
3. 什么是微内核操作系统？简述其优缺点。
4. （结合时事） 谈谈你对国产操作系统发展的看法，以及它与国家信息安全的关系。

四、综合计算题（共46分）#

1. 处理机调度（10分） 设有3个作业A、B、C，它们同时到达，服务时间分别为 $T_A=20ms$，$T_B=10ms$，$T_C=5ms$。 (1) 若采用 FCFS（先来先服务，假设顺序为A、B、C），求平均周转时间。 (2) 若采用 SJF（短作业优先，非抢占），求作业的执行顺序及平均周转时间。

2. 银行家算法（12分） 系统有5个进程 $P_0 \sim P_4$，3类资源 A、B、C。$T_0$时刻资源分配情况如下：

• Available (剩余资源): [2, 3, 3]
• Allocation (已分配): $P_0$[2,1,2], $P_1$[4,0,2], $P_2$[3,0,5], $P_3$[2,0,4], $P_4$[3,1,4] (注：此处数据为简化示例，考试请按表格计算)
• Max (最大需求): $P_0$[4,3,3]… (需根据Need计算)

请回答： (1) 计算各进程的 Need 矩阵。 (2) 当前系统是否处于安全状态？若是，给出一个安全序列。 (3) 若进程 $P_2$ 发出请求 Request(1, 0, 0)，系统能否分配？为什么？

3. 页面置换算法（12分） 在一个请求分页系统中，某进程的页面访问序列为：1, 2, 3, 4, 1, 2, 5, 1, 2, 3, 4, 5。 若分配给该进程的物理块数为 3（初始为空），请分别用以下算法计算缺页次数： (1) FIFO（先进先出）算法（请画出内存页面变化图）。 (2) LRU（最近最久未使用）算法（请画出内存页面变化图）。

4. 磁盘调度与PV操作（12分） (1) 磁盘调度： 磁头当前在100号磁道，正向磁道号增加的方向移动。请求队列为：55, 58, 39, 18, 90, 160, 150, 38, 184。 请计算采用 SCAN（电梯）算法 的磁头移动顺序和总寻道长度。

(2) PV操作（读者-写者问题）： 有一个许多进程共享的数据区，可对其进行读取和写入。要求：

• 允许多个读者同时执行读操作；
• 写者写数据时，不允许其他进程（无论读写）访问；
• 任一进程在读或写时，其他写者都不能访问。 请定义信号量，并写出读者和写者的同步算法代码（主要写出P、V操作部分）。