安徽大學(xué)江淮學(xué)院《操作系統(tǒng)課程設(shè)計》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁安徽大學(xué)江淮學(xué)院

《操作系統(tǒng)課程設(shè)計》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在一個采用虛擬存儲技術(shù)的系統(tǒng)中，某進(jìn)程的工作集為當(dāng)前時刻t之前的10毫秒內(nèi)訪問過的頁面集合。若頁面訪問序列為1,2,3,1,4,5,2,1,6,3，頁面置換算法為工作集算法，工作集窗口大小為5毫秒，請問在t=10毫秒時，進(jìn)程的工作集中包含哪些頁面？（）A.1,2,3,4,5B.1,2,3,4,6C.2,3,4,5,6D.3,4,5,6,12、在一個采用樹形目錄結(jié)構(gòu)的文件系統(tǒng)中，有一個根目錄/，其下有子目錄A和B，A目錄下有文件file1和子目錄C，B目錄下有文件file2。現(xiàn)在要從根目錄開始查找文件file1，以下哪種查找方式效率最高？（）A.順序查找B.二分查找C.哈希查找D.基于索引的查找3、在一個具有文件共享功能的操作系統(tǒng)中，多個進(jìn)程可以同時訪問同一個文件。為了保證文件數(shù)據(jù)的一致性，系統(tǒng)采用了文件鎖機(jī)制。有進(jìn)程P1正在對文件進(jìn)行讀操作，并獲取了共享讀鎖，此時進(jìn)程P2想要對文件進(jìn)行寫操作。那么，進(jìn)程P2會處于什么狀態(tài)？（）A.就緒狀態(tài)，等待獲取寫鎖B.阻塞狀態(tài)，直到P1釋放讀鎖C.運(yùn)行狀態(tài)，可以直接進(jìn)行寫操作D.錯誤狀態(tài)，不允許同時進(jìn)行讀寫操作4、在一個具有進(jìn)程同步機(jī)制的操作系統(tǒng)中，有兩個進(jìn)程P和Q，它們共享一個緩沖區(qū)。P進(jìn)程負(fù)責(zé)向緩沖區(qū)寫入數(shù)據(jù)，Q進(jìn)程負(fù)責(zé)從緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)。為了保證數(shù)據(jù)的正確讀寫，使用了一個信號量S，初始值為1。當(dāng)P進(jìn)程準(zhǔn)備向緩沖區(qū)寫入數(shù)據(jù)時，執(zhí)行P(S)操作；寫入完成后，執(zhí)行V(S)操作。當(dāng)Q進(jìn)程準(zhǔn)備從緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)時，執(zhí)行P(S)操作；讀取完成后，執(zhí)行V(S)操作。假設(shè)當(dāng)前Q進(jìn)程正在讀取數(shù)據(jù)，P進(jìn)程準(zhǔn)備寫入數(shù)據(jù)。那么，P進(jìn)程會處于什么狀態(tài)？（）A.就緒狀態(tài)B.阻塞狀態(tài)C.運(yùn)行狀態(tài)D.掛起狀態(tài)5、某操作系統(tǒng)采用樹形目錄結(jié)構(gòu)，用戶A創(chuàng)建了一個文件/home/A/doc.txt，用戶B想要訪問該文件，但是沒有權(quán)限。若用戶A賦予用戶B對該文件的讀權(quán)限，用戶B應(yīng)該如何訪問該文件？（）A./home/A/doc.txtB.~/A/doc.txtC./A/doc.txtD.以上都不對6、在一個分布式操作系統(tǒng)中，多個計算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)連接協(xié)同工作。假設(shè)系統(tǒng)中有多個任務(wù)需要分配到不同的節(jié)點上執(zhí)行，以下關(guān)于分布式操作系統(tǒng)任務(wù)分配的描述中，正確的是：（）A.任務(wù)分配只考慮節(jié)點的計算能力，不考慮網(wǎng)絡(luò)帶寬和延遲B.分布式操作系統(tǒng)會自動將任務(wù)平均分配到各個節(jié)點上，以保證負(fù)載均衡C.在任務(wù)分配過程中，需要考慮節(jié)點的資源狀態(tài)、任務(wù)的需求以及網(wǎng)絡(luò)通信開銷等因素D.一旦任務(wù)被分配到某個節(jié)點上，就不能再遷移到其他節(jié)點，即使該節(jié)點出現(xiàn)故障7、操作系統(tǒng)中的作業(yè)管理負(fù)責(zé)對用戶提交的作業(yè)進(jìn)行組織、調(diào)度和控制。作業(yè)通常由程序、數(shù)據(jù)和作業(yè)控制說明書組成。作業(yè)調(diào)度算法的性能直接影響系統(tǒng)的效率和用戶的滿意度。假設(shè)有三個作業(yè)J1、J2和J3，它們的提交時間分別為8:00、8:30和9:00，運(yùn)行時間分別為2小時、1小時和0.5小時。若采用短作業(yè)優(yōu)先（SJF）調(diào)度算法，且系統(tǒng)在10:00開始調(diào)度作業(yè)，那么平均等待時間為（）A.0.5小時B.1小時C.1.5小時D.2小時8、在一個文件系統(tǒng)中，文件控制塊（FCB）包含了文件的各種屬性信息，如文件名、文件大小、文件創(chuàng)建時間等。假設(shè)一個文件系統(tǒng)中有1000個文件，每個文件的FCB占用128字節(jié)，磁盤塊大小為1024字節(jié)。那么，存儲這些文件的FCB至少需要多少個磁盤塊？（）A.125B.128C.256D.5129、在一個具有三級頁表的分頁存儲系統(tǒng)中，頁面大小為4KB，邏輯地址空間為64GB。若各級頁表的長度均為4B，則頁表占用的內(nèi)存空間是多少？（給出詳細(xì)的計算步驟）（）A.4MBB.8MBC.16MBD.32MB10、在一個實時操作系統(tǒng)中，有多個任務(wù)具有不同的截止時間和優(yōu)先級。任務(wù)T1的截止時間為100毫秒，優(yōu)先級為高；任務(wù)T2的截止時間為200毫秒，優(yōu)先級為中；任務(wù)T3的截止時間為300毫秒，優(yōu)先級為低。假設(shè)系統(tǒng)當(dāng)前處于空閑狀態(tài)，然后這三個任務(wù)依次到達(dá)。如果系統(tǒng)采用基于優(yōu)先級的搶占式調(diào)度算法，那么任務(wù)的執(zhí)行順序是怎樣的？同時分析這種調(diào)度算法在滿足實時任務(wù)截止時間方面的可靠性和可能存在的問題。A.T1->T2->T3B.T1->T3->T2C.T2->T1->T3D.T3->T2->T111、設(shè)備管理中的緩沖技術(shù)可以提高設(shè)備的I/O性能。以下關(guān)于緩沖技術(shù)的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.緩沖技術(shù)可以減少設(shè)備和CPU之間的數(shù)據(jù)傳輸次數(shù)，提高系統(tǒng)的吞吐量B.緩沖技術(shù)可以分為單緩沖、雙緩沖和循環(huán)緩沖等不同類型C.緩沖技術(shù)可以通過硬件實現(xiàn)，也可以通過軟件實現(xiàn)D.緩沖技術(shù)只對輸入設(shè)備有效，對輸出設(shè)備沒有作用12、在操作系統(tǒng)的虛擬內(nèi)存管理中，頁面置換算法的選擇會影響系統(tǒng)的性能。假設(shè)系統(tǒng)采用最近最少使用（LRU）頁面置換算法。當(dāng)內(nèi)存已滿且需要置換頁面時，以下關(guān)于頁面選擇的描述，正確的是：（）A.會選擇最長時間未被訪問的頁面進(jìn)行置換B.隨機(jī)選擇一個頁面進(jìn)行置換C.選擇剛剛被訪問過的頁面進(jìn)行置換D.選擇最先進(jìn)入內(nèi)存的頁面進(jìn)行置換13、進(jìn)程同步是操作系統(tǒng)中保證進(jìn)程協(xié)調(diào)運(yùn)行的重要機(jī)制。假設(shè)有兩個進(jìn)程P1和P2，它們共享一個緩沖區(qū)。P1負(fù)責(zé)向緩沖區(qū)寫入數(shù)據(jù)，P2負(fù)責(zé)從緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)。為了保證數(shù)據(jù)的正確讀寫，需要使用信號量進(jìn)行同步。以下關(guān)于信號量操作的描述，正確的是：（）A.P1在寫入數(shù)據(jù)前先執(zhí)行V操作，P2在讀取數(shù)據(jù)前先執(zhí)行P操作B.P1在寫入數(shù)據(jù)前先執(zhí)行P操作，P2在讀取數(shù)據(jù)前先執(zhí)行V操作C.P1和P2在讀寫數(shù)據(jù)前都先執(zhí)行P操作，完成后都執(zhí)行V操作D.P1和P2在讀寫數(shù)據(jù)前都先執(zhí)行V操作，完成后都執(zhí)行P操作14、在一個操作系統(tǒng)中，死鎖是一個需要避免的問題。假設(shè)有四個進(jìn)程P1、P2、P3、P4，它們分別需要資源A、B、C，資源的數(shù)量分別為5、4、3，每個進(jìn)程所需的資源數(shù)量如下表所示：（）進(jìn)程所需資源A所需資源B所需資源CP1211P2121P3112P4212采用銀行家算法來判斷系統(tǒng)是否處于安全狀態(tài)。如果當(dāng)前系統(tǒng)的資源分配情況如下表所示：進(jìn)程已分配資源A已分配資源B已分配資源CP1100P2010P3110P4101那么，系統(tǒng)是否處于安全狀態(tài)？A.系統(tǒng)處于安全狀態(tài)，存在一個安全序列，如B.系統(tǒng)處于安全狀態(tài)，存在一個安全序列，如C.系統(tǒng)處于不安全狀態(tài)，不存在安全序列D.系統(tǒng)處于安全狀態(tài)，存在一個安全序列，如15、某計算機(jī)采用虛擬存儲技術(shù)，系統(tǒng)為用戶進(jìn)程提供了4GB的虛擬地址空間，頁面大小為4KB。假設(shè)某進(jìn)程的虛擬頁面訪問序列為1，2，3，4，1，2，5，1，2，3，4，5。若采用最佳頁面置換算法（OPT），則發(fā)生缺頁中斷的次數(shù)是多少？（請詳細(xì)分析計算過程）（）A.7B.8C.9D.10二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）什么是內(nèi)存緊縮？在什么情況下需要進(jìn)行？2、（本題5分）簡述操作系統(tǒng)中的分布式鎖。3、（本題5分）什么是操作系統(tǒng)的用戶體驗優(yōu)化？4、（本題5分）操作系統(tǒng)如何優(yōu)化磁盤空間的利用？三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）操作系統(tǒng)的安全性是計算機(jī)系統(tǒng)安全的重要保障。論述操作系統(tǒng)中的安全機(jī)制，如用戶認(rèn)證、訪問控制、加密技術(shù)等，分析它們在防止非法訪問、保護(hù)系統(tǒng)資源和用戶數(shù)據(jù)方面的作用，探討操作系統(tǒng)面臨的安全威脅和應(yīng)對策略。2、（本題5分）操作系統(tǒng)的升級和更新是保持系統(tǒng)性能和安全性的重要手段。論述操作系統(tǒng)升級的過程和注意事項，分析升級對系統(tǒng)配置和應(yīng)用程序的影響，探討如何進(jìn)行有效的版本管理和回滾操作。3、（本題5分）隨著大數(shù)據(jù)和人工智能的發(fā)展，操作系統(tǒng)需要適應(yīng)新的計算模式。論述操作系統(tǒng)在支持大數(shù)據(jù)處理和機(jī)器學(xué)習(xí)任務(wù)方面的改進(jìn)和優(yōu)化，如資源分配策略、并行計算支持等，分析操作系統(tǒng)在應(yīng)對這些新興技術(shù)時所面臨的挑戰(zhàn)和解決方案。4、（本題5分）操作系統(tǒng)中的系統(tǒng)調(diào)用是用戶程序與操作系統(tǒng)內(nèi)核交互的接口。論述系統(tǒng)調(diào)用的實現(xiàn)機(jī)制和作用，分析系統(tǒng)調(diào)用的參數(shù)傳遞、返回值處理和錯誤處理方式，探討系統(tǒng)調(diào)用在應(yīng)用程序開發(fā)和系統(tǒng)功能擴(kuò)展方面的重要性。5、（本題5分）在分布式操作系統(tǒng)中，資源管理和任務(wù)分配是關(guān)鍵問題。深入探討分布式系統(tǒng)中的資源發(fā)現(xiàn)、分配策略、任務(wù)調(diào)度算法，分析在節(jié)點異構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)延遲等情況下如何保證資源的