长春理工大学操作系统期末考试试卷及答案

"这是一份来自长春理工大学的《操作系统》期末考试试卷，包含了3套试卷及对应的答案。试卷主要测试学生对操作系统基础知识的理解和应用能力，涵盖了填空题、选择题和问答题等多种题型。" 操作系统是计算机科学中的核心课程，它涉及到计算机系统的核心管理与调度功能。这份试卷主要检验了以下几个重要的操作系统知识点： 1. **信号量**：信号量是操作系统中用于进程同步和互斥的一种机制。试卷中提到了整型信号量、记录型信号量、信号量集合和二进制信号量四种类型。整型信号量是最基础的形式，记录型信号量则包含等待队列，用于处理多个进程的竞争情况；信号量集合用于管理多个资源；二进制信号量只能取0或1，对应着资源的有无。 2. **进程通信**：进程通信主要包括共享存储器系统、消息传递和管道通信。共享存储器允许进程直接读写共享数据，消息传递通过发送和接收消息实现通信，而管道通信则是半同步半异步的通信方式，常用于父子进程或无亲缘关系进程间的通信。 3. **分段存储管理**：分段存储管理的优点包括方便编程（每个段可以独立编址，便于模块化编程），信息共享（不同进程间可共享某些段），动态增长（段的大小可随程序运行需求动态扩展），以及保护（每个段可以设置不同的访问权限）。 4. **I/O控制方式**：I/O控制方式包括程序直接控制、中断驱动I/O、DMA（直接存储器访问）和通道方式。程序直接控制方式简单但效率低，中断驱动I/O提高了CPU利用率，DMA允许设备直接与内存交换数据，通道方式进一步将I/O控制权交给专门的通道处理器。 5. **操作系统特性**：操作系统通常具有多路性、交互性、虚拟性和异步性四大特性。多路性指多个用户可以同时使用系统；交互性使用户能实时得到反馈；虚拟性包括虚拟存储和虚拟设备，提供比实际硬件更多的资源；异步性反映了进程执行的非顺序性。 6. **临界区问题**：临界区是指进程中访问共享资源的那段代码，需要通过同步机制保证同一时间只有一个进程可以执行这段代码，以避免数据不一致。 7. **覆盖与交换技术**：这些技术的目的是为了节省主存空间，通过将暂时不使用的部分程序或数据换出到外存，以便腾出主存空间供其他进程使用。 8. **SPOOLing技术**：SPOOLing（Simultaneous Peripheral Operation On-Line）提高了I/O设备的利用率，通过假脱机技术使得多个进程可以共享I/O设备。 9. **缓冲技术**：缓冲池是在主存中的一块区域，用于临时存放输入/输出数据，提高数据传输效率。 10. **文件系统**：试卷中涉及了文件的访问方式，如从根目录开始的路径名、从当前目录开始的路径名，以及文件的逻辑结构，如流式文件。 11. **操作系统设计目标**：通常包括资源管理、任务调度、提供用户接口、保障系统安全和稳定性等。 通过解答这些题目，学生可以深入理解操作系统的概念、原理和机制，为后续深入学习打下坚实的基础。