蚌埠學(xué)院《操作系統(tǒng)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密封線(xiàn)第1頁(yè)，共6頁(yè)蚌埠學(xué)院

《操作系統(tǒng)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題2分，共40分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在一個(gè)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中，有三個(gè)周期性任務(wù)T1、T2和T3，它們的周期分別為50ms、100ms和200ms，執(zhí)行時(shí)間分別為20ms、30ms和60ms。采用速率單調(diào)調(diào)度算法（RMS），請(qǐng)問(wèn)這三個(gè)任務(wù)能否被正確調(diào)度？如果能，給出調(diào)度順序；如果不能，說(shuō)明原因。（）A.能，調(diào)度順序?yàn)門(mén)1,T2,T3B.能，調(diào)度順序?yàn)門(mén)1,T3,T2C.否，T2和T3的執(zhí)行時(shí)間超過(guò)其周期的一半D.否，系統(tǒng)總負(fù)載超過(guò)處理器處理能力2、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(gè)選項(xiàng)是錯(cuò)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(lèi)型C.緩沖技術(shù)可以通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)D.緩沖技術(shù)只對(duì)輸入設(shè)備有效，對(duì)輸出設(shè)備沒(méi)有作用3、在操作系統(tǒng)中，進(jìn)程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換是一個(gè)重要的概念。假設(shè)一個(gè)進(jìn)程處于阻塞狀態(tài)，等待I/O操作完成。以下關(guān)于進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換的描述中，正確的是：（）A.當(dāng)I/O操作完成后，進(jìn)程會(huì)直接從阻塞狀態(tài)轉(zhuǎn)換為運(yùn)行狀態(tài)B.進(jìn)程從阻塞狀態(tài)轉(zhuǎn)換為就緒狀態(tài)后，一定會(huì)立即被調(diào)度執(zhí)行C.在阻塞狀態(tài)的進(jìn)程不會(huì)因?yàn)闀r(shí)間片用完而被切換到其他狀態(tài)D.如果有更高優(yōu)先級(jí)的進(jìn)程進(jìn)入就緒狀態(tài)，阻塞狀態(tài)的進(jìn)程可能會(huì)被長(zhǎng)期擱置4、假設(shè)有一個(gè)文件系統(tǒng)，采用混合索引分配方式，其直接索引指針指向10個(gè)磁盤(pán)塊，一級(jí)間接索引指針指向一個(gè)包含256個(gè)磁盤(pán)塊地址的索引表，二級(jí)間接索引指針指向一個(gè)包含256個(gè)一級(jí)間接索引表地址的索引表。每個(gè)磁盤(pán)塊大小為4KB，請(qǐng)問(wèn)該文件系統(tǒng)能夠支持的最大文件大小是多少？（）A.10MB+1GB+256GBB.40KB+1MB+256MBC.40KB+1MB+64GBD.10MB+256MB+64GB5、在一個(gè)操作系統(tǒng)中，內(nèi)核負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)的核心資源和提供基本的服務(wù)。假設(shè)有兩種內(nèi)核結(jié)構(gòu)：微內(nèi)核和宏內(nèi)核。微內(nèi)核將系統(tǒng)的核心功能放在內(nèi)核空間，而將大部分服務(wù)放在用戶(hù)空間；宏內(nèi)核則將更多的功能集成在內(nèi)核空間。分析微內(nèi)核和宏內(nèi)核結(jié)構(gòu)在系統(tǒng)性能、可擴(kuò)展性、安全性和開(kāi)發(fā)難度等方面的優(yōu)缺點(diǎn)，并討論在不同應(yīng)用場(chǎng)景下哪種內(nèi)核結(jié)構(gòu)更合適。A.微內(nèi)核結(jié)構(gòu)更優(yōu)B.宏內(nèi)核結(jié)構(gòu)更優(yōu)C.兩種結(jié)構(gòu)各有優(yōu)劣，取決于具體情況D.無(wú)法確定哪種結(jié)構(gòu)更好6、假設(shè)一個(gè)操作系統(tǒng)的頁(yè)表項(xiàng)大小為4字節(jié)，頁(yè)面大小為4KB，邏輯地址空間大小為4GB。那么該系統(tǒng)的頁(yè)表需要占用多少內(nèi)存空間？（）A.4MBB.8MBC.16MBD.32MB7、在一個(gè)具有進(jìn)程通信機(jī)制的操作系統(tǒng)中，有進(jìn)程P1和P2，它們通過(guò)消息隊(duì)列進(jìn)行通信。P1向消息隊(duì)列發(fā)送了5條消息，P2從消息隊(duì)列中接收消息。假設(shè)消息隊(duì)列遵循先進(jìn)先出的原則，且P2接收消息的速度比P1發(fā)送消息的速度慢。當(dāng)P2開(kāi)始接收消息時(shí)，消息隊(duì)列中已有3條消息。那么，P2最多能接收到幾條消息？（）A.3條B.5條C.8條D.不確定，取決于P2接收消息的時(shí)間和P1發(fā)送消息的情況8、在操作系統(tǒng)中，進(jìn)程通信是進(jìn)程之間交換信息的重要手段。常見(jiàn)的進(jìn)程通信方式有共享存儲(chǔ)、消息傳遞和管道通信等。共享存儲(chǔ)方式通過(guò)在內(nèi)存中開(kāi)辟共享存儲(chǔ)區(qū)來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的通信；消息傳遞方式則通過(guò)發(fā)送和接收消息來(lái)完成；管道通信是一種半雙工的通信方式?，F(xiàn)在有兩個(gè)進(jìn)程需要頻繁地交換大量數(shù)據(jù)，為了提高通信效率，最適合采用的通信方式是（）A.共享存儲(chǔ)B.消息傳遞C.管道通信D.以上方式均可9、在一個(gè)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中，任務(wù)具有不同的優(yōu)先級(jí)。假設(shè)系統(tǒng)中有三個(gè)實(shí)時(shí)任務(wù)T1、T2和T3，優(yōu)先級(jí)依次降低。當(dāng)多個(gè)任務(wù)同時(shí)就緒時(shí)，以下關(guān)于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度的描述中，正確的是：（）A.總是調(diào)度優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)T1執(zhí)行，直到它完成或阻塞B.如果任務(wù)T1正在執(zhí)行，而更高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)T2就緒，操作系統(tǒng)會(huì)立即搶占T1并調(diào)度T2執(zhí)行C.實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)只考慮任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，不考慮任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間和資源需求D.低優(yōu)先級(jí)的任務(wù)T3永遠(yuǎn)不會(huì)得到執(zhí)行機(jī)會(huì)，除非高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)都處于阻塞狀態(tài)10、在一個(gè)具有設(shè)備管理功能的操作系統(tǒng)中，設(shè)備分配采用靜態(tài)分配方式。有三個(gè)進(jìn)程P1、P2、P3，分別需要使用打印機(jī)、掃描儀和繪圖儀。系統(tǒng)中有一臺(tái)打印機(jī)、一臺(tái)掃描儀和一臺(tái)繪圖儀。當(dāng)P1申請(qǐng)打印機(jī)、P2申請(qǐng)掃描儀、P3申請(qǐng)繪圖儀時(shí)，系統(tǒng)能否滿(mǎn)足這些請(qǐng)求？（）A.可以滿(mǎn)足，因?yàn)槊總€(gè)進(jìn)程申請(qǐng)的設(shè)備不同B.不能滿(mǎn)足，因?yàn)樵O(shè)備分配是靜態(tài)的，可能已經(jīng)被其他進(jìn)程占用C.可以滿(mǎn)足，但需要等待一段時(shí)間，進(jìn)行設(shè)備的分配和初始化D.不確定，取決于設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)和系統(tǒng)的配置11、在一個(gè)采用死鎖檢測(cè)算法的系統(tǒng)中，資源分配圖中包含了四個(gè)進(jìn)程P1、P2、P3和P4，以及三類(lèi)資源R1、R2和R3。資源分配情況如下表所示：進(jìn)程已分配資源尚需資源R1R2R3R1R2R3P1201110P2110121P3121012P4010211請(qǐng)問(wèn)該系統(tǒng)是否處于死鎖狀態(tài)？如果是，哪些進(jìn)程處于死鎖中？（請(qǐng)給出詳細(xì)的分析過(guò)程）（）A.是，P1、P2、P3B.是，P2、P3、P4C.否D.是，P1、P3、P412、某磁盤(pán)的轉(zhuǎn)速為7200轉(zhuǎn)/分鐘，平均尋道時(shí)間為8ms，每個(gè)磁道包含1000個(gè)扇區(qū)，傳輸速率為50MB/s。若要讀取一個(gè)50MB的文件，其平均訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間約為多少？（請(qǐng)給出詳細(xì)的計(jì)算過(guò)程）（）A.18.4msB.20.4msC.22.4msD.24.4ms13、在操作系統(tǒng)的存儲(chǔ)管理中，段式存儲(chǔ)管理將用戶(hù)程序按照邏輯分段，每個(gè)段具有不同的名字和長(zhǎng)度。與分頁(yè)存儲(chǔ)管理相比，段式存儲(chǔ)管理更便于實(shí)現(xiàn)程序的模塊化和動(dòng)態(tài)鏈接。假設(shè)一個(gè)段式存儲(chǔ)系統(tǒng)，地址空間為32位，其中段號(hào)占8位，段內(nèi)偏移量占24位，每個(gè)段最大長(zhǎng)度為2^24字節(jié)。那么，該系統(tǒng)最多可以有多少個(gè)段（）A.2^8個(gè)B.2^16個(gè)C.2^24個(gè)D.2^32個(gè)14、在一個(gè)操作系統(tǒng)中，文件系統(tǒng)負(fù)責(zé)管理存儲(chǔ)在磁盤(pán)上的文件和目錄。假設(shè)使用的是一種索引節(jié)點(diǎn)（inode）結(jié)構(gòu)的文件系統(tǒng)，每個(gè)文件都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的inode，其中包含了文件的屬性信息和指向文件數(shù)據(jù)塊的指針?，F(xiàn)在有一個(gè)大文件，其數(shù)據(jù)分布在多個(gè)不連續(xù)的磁盤(pán)塊上。當(dāng)讀取這個(gè)文件時(shí)，文件系統(tǒng)需要通過(guò)inode中的指針來(lái)定位數(shù)據(jù)塊。分析這種文件系統(tǒng)在處理大文件時(shí)的性能特點(diǎn)，包括磁盤(pán)尋道時(shí)間、數(shù)據(jù)傳輸速度和文件訪(fǎng)問(wèn)的效率，并探討如何優(yōu)化文件系統(tǒng)以提高大文件的訪(fǎng)問(wèn)性能。A.讀取大文件時(shí)性能較好，無(wú)需優(yōu)化B.讀取大文件時(shí)性能較差，可采用連續(xù)分配方式優(yōu)化C.讀取大文件時(shí)性能較差，可采用更大的磁盤(pán)緩存優(yōu)化D.讀取大文件時(shí)性能較差，可采用更高效的磁盤(pán)調(diào)度算法優(yōu)化15、在一個(gè)分布式操作系統(tǒng)中，多個(gè)計(jì)算機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接協(xié)同工作。假設(shè)系統(tǒng)中有多個(gè)任務(wù)需要分配到不同的節(jié)點(diǎn)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(diǎn)的計(jì)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(huì)自動(dòng)將任務(wù)平均分配到各個(gè)節(jié)點(diǎn)上，以保證負(fù)載均衡C.在任務(wù)分配過(guò)程中，需要考慮節(jié)點(diǎn)的資源狀態(tài)、任務(wù)的需求以及網(wǎng)絡(luò)通信開(kāi)銷(xiāo)等因素D.一旦任務(wù)被分配到某個(gè)節(jié)點(diǎn)上，就不能再遷移到其他節(jié)點(diǎn)，即使該節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障16、設(shè)備管理中的設(shè)備獨(dú)立性可以提高程序的可移植性和設(shè)備的利用率。以下關(guān)于設(shè)備獨(dú)立性的描述中，哪個(gè)選項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.設(shè)備獨(dú)立性可以通過(guò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和邏輯設(shè)備表來(lái)實(shí)現(xiàn)B.設(shè)備獨(dú)立性意味著程序可以不考慮設(shè)備的具體類(lèi)型和特性，直接使用設(shè)備C.設(shè)備獨(dú)立性可以提高設(shè)備的利用率，因?yàn)椴煌某绦蚩梢怨蚕碓O(shè)備D.設(shè)備獨(dú)立性只對(duì)輸入設(shè)備有效，對(duì)輸出設(shè)備沒(méi)有作用17、在操作系統(tǒng)中，進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)可以用來(lái)決定進(jìn)程的執(zhí)行順序。以下關(guān)于進(jìn)程優(yōu)先級(jí)的描述中，哪個(gè)選項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)可以分為靜態(tài)優(yōu)先級(jí)和動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)兩種類(lèi)型B.靜態(tài)優(yōu)先級(jí)在進(jìn)程創(chuàng)建時(shí)確定，不會(huì)隨著時(shí)間的變化而改變C.動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)可以根據(jù)進(jìn)程的執(zhí)行情況和等待時(shí)間等因素進(jìn)行調(diào)整D.進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)越高，執(zhí)行的時(shí)間就越長(zhǎng)18、在一個(gè)多道批處理系統(tǒng)中，有三個(gè)作業(yè)J1、J2和J3，它們的提交時(shí)間、運(yùn)行時(shí)間如下表所示：作業(yè)提交時(shí)間運(yùn)行時(shí)間（小時(shí)）J18:003J29:002J310:001假設(shè)系統(tǒng)采用短作業(yè)優(yōu)先（SJF）調(diào)度算法，計(jì)算三個(gè)作業(yè)的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間。（給出詳細(xì)的計(jì)算過(guò)程）（）A.4小時(shí)B.4.33小時(shí)C.4.67小時(shí)D.5小時(shí)19、在操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)中，文件的物理結(jié)構(gòu)有連續(xù)分配、鏈接分配和索引分配等多種方式。連續(xù)分配方式具有較高的順序訪(fǎng)問(wèn)速度，但存在外部碎片問(wèn)題；鏈接分配方式解決了外部碎片問(wèn)題，但隨機(jī)訪(fǎng)問(wèn)速度較慢；索引分配方式則結(jié)合了兩者的優(yōu)點(diǎn)。假設(shè)一個(gè)文件系統(tǒng)采用索引分配方式，每個(gè)索引節(jié)點(diǎn)包含13個(gè)直接地址項(xiàng)、1個(gè)一級(jí)間接地址項(xiàng)、1個(gè)二級(jí)間接地址項(xiàng)和1個(gè)三級(jí)間接地址項(xiàng)，每個(gè)地址項(xiàng)大小為4字節(jié)，盤(pán)塊大小為1KB。若要訪(fǎng)問(wèn)文件的第10000塊，至少需要幾次磁盤(pán)I/O操作（）A.1B.2C.3D.420、文件系統(tǒng)的可靠性是保證數(shù)據(jù)安全的重要因素。以下關(guān)于文件系統(tǒng)可靠性的描述中，哪個(gè)選項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.文件系統(tǒng)可以采用備份和恢復(fù)技術(shù)來(lái)保證數(shù)據(jù)的可靠性B.文件系統(tǒng)可以采用日志記錄技術(shù)來(lái)記錄文件的操作，以便在系統(tǒng)崩潰時(shí)進(jìn)行恢復(fù)C.文件系統(tǒng)可以采用RAID（磁盤(pán)陣列）技術(shù)來(lái)提高數(shù)據(jù)的可靠性和可用性D.文件系統(tǒng)的可靠性只取決于硬件設(shè)備的質(zhì)量，與軟件設(shè)計(jì)無(wú)關(guān)二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）內(nèi)存分配的方式有哪些？2、（本題5分）解釋操作系統(tǒng)的安全模型和策略。3、（本題5分）什么是系統(tǒng)負(fù)載？如何衡量？三、綜合分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）探討操作系統(tǒng)如何處理進(jìn)程間通信中的消息傳遞的消息隊(duì)列的高可用性實(shí)現(xiàn)。2、（本題5分）探討操作系統(tǒng)在處理多核環(huán)境下的內(nèi)存共享和同步機(jī)制的改進(jìn)。3、（本題5分）研究操作系統(tǒng)如何支持不同類(lèi)型的文件系統(tǒng)的日志壓縮和存儲(chǔ)優(yōu)化。4、（本題5分）探討操作系統(tǒng)如何處理進(jìn)程間通信中