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自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁,共3頁湖北師范大學(xué)文理學(xué)院《計(jì)算機(jī)操作技能訓(xùn)練》
2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題(本大題共25個(gè)小題,每小題1分,共25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)采用請求分頁存儲管理的操作系統(tǒng)中,頁面大小為4KB,某進(jìn)程的邏輯地址空間為32GB。若該進(jìn)程的頁表項(xiàng)中,有效位為1表示頁面在內(nèi)存中,為0表示頁面不在內(nèi)存中。假設(shè)頁表存放在內(nèi)存中,每頁可存放1024個(gè)頁表項(xiàng)。那么,該進(jìn)程頁表的大小是多少?()A.4MBB.8MBC.16MBD.32MB2、在計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)中,內(nèi)存管理是一項(xiàng)關(guān)鍵任務(wù)。假設(shè)系統(tǒng)采用分頁存儲管理方式,頁面大小為4KB,某進(jìn)程的邏輯地址空間為32GB。則該進(jìn)程的頁表項(xiàng)數(shù)量至少為:()A.8MB.2MC.1MD.4M3、在一個(gè)多道程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)中,多個(gè)進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行。假設(shè)有進(jìn)程P1、P2和P3,它們的到達(dá)時(shí)間分別為0、1和2毫秒,服務(wù)時(shí)間分別為8、4和6毫秒。若采用短作業(yè)優(yōu)先(SJF)調(diào)度算法,那么平均周轉(zhuǎn)時(shí)間是多少?()A.7毫秒B.8毫秒C.9毫秒D.10毫秒4、在操作系統(tǒng)的進(jìn)程同步中,信號量是一種常用的同步工具。信號量可以分為整型信號量和記錄型信號量。整型信號量存在“忙等”問題,而記錄型信號量則通過阻塞和喚醒操作避免了這一問題。假設(shè)有兩個(gè)進(jìn)程P1和P2,它們共享一個(gè)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)。為了保證緩沖區(qū)的正確使用,需要使用信號量進(jìn)行同步。那么,應(yīng)該設(shè)置的信號量數(shù)量以及初始值分別為()A.1個(gè),0B.1個(gè),1C.2個(gè),0D.2個(gè),15、在一個(gè)分布式操作系統(tǒng)中,進(jìn)程遷移是一種常見的操作,用于實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡和資源優(yōu)化。假設(shè)一個(gè)進(jìn)程需要從一個(gè)節(jié)點(diǎn)遷移到另一個(gè)節(jié)點(diǎn),分析進(jìn)程遷移過程中需要考慮的因素,如進(jìn)程狀態(tài)的保存和恢復(fù)、資源的重新分配、網(wǎng)絡(luò)通信開銷等,并討論如何減少進(jìn)程遷移的開銷和對系統(tǒng)性能的影響。A.進(jìn)程遷移總是有益的B.進(jìn)程遷移總是有害的C.進(jìn)程遷移在某些情況下有益,某些情況下有害D.取決于系統(tǒng)的負(fù)載和資源分布6、文件的存儲結(jié)構(gòu)有順序存儲、鏈?zhǔn)酱鎯退饕鎯Φ确绞?。假設(shè)一個(gè)文件系統(tǒng)采用索引存儲結(jié)構(gòu),文件的大小為100KB,每個(gè)索引項(xiàng)指向一個(gè)4KB的磁盤塊。初始時(shí),文件系統(tǒng)為該文件分配了一個(gè)包含10個(gè)索引項(xiàng)的索引表。當(dāng)文件需要擴(kuò)展時(shí),以下關(guān)于文件存儲結(jié)構(gòu)的描述中,正確的是:()A.如果文件的擴(kuò)展不超過40KB,系統(tǒng)可以直接在現(xiàn)有的索引表中分配新的磁盤塊B.索引存儲結(jié)構(gòu)在文件的隨機(jī)訪問方面性能較差,不如順序存儲結(jié)構(gòu)C.當(dāng)文件擴(kuò)展超過10個(gè)磁盤塊時(shí),系統(tǒng)需要為文件分配一個(gè)新的更大的索引表D.鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)更適合文件的頻繁擴(kuò)展和刪除操作,因此在這種情況下應(yīng)該將文件轉(zhuǎn)換為鏈?zhǔn)酱鎯?、在一個(gè)具有多個(gè)進(jìn)程的系統(tǒng)中,進(jìn)程之間通過共享內(nèi)存進(jìn)行通信。假設(shè)共享內(nèi)存區(qū)域的大小為10MB,有兩個(gè)進(jìn)程P1和P2同時(shí)對該共享內(nèi)存進(jìn)行讀寫操作。為了保證數(shù)據(jù)的一致性和完整性,需要采用何種同步機(jī)制?()A.信號量B.管程C.消息隊(duì)列D.條件變量8、在一個(gè)具有快表的分頁存儲管理系統(tǒng)中,快表的命中率為80%,訪問快表的時(shí)間為10ns,訪問主存的時(shí)間為100ns。若要訪問的頁面在快表中,那么一次有效地址轉(zhuǎn)換所需的平均時(shí)間是多少?若頁面不在快表中呢?()A.20ns,110nsB.18ns,110nsC.20ns,120nsD.18ns,120ns9、在一個(gè)采用樹形目錄結(jié)構(gòu)的文件系統(tǒng)中,有一個(gè)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?,F(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10、文件系統(tǒng)的性能優(yōu)化是提高系統(tǒng)整體性能的重要方面。以下關(guān)于文件系統(tǒng)性能優(yōu)化的描述中,哪個(gè)選項(xiàng)是錯(cuò)誤的?()A.文件系統(tǒng)可以采用緩存技術(shù)來提高文件的訪問速度B.文件系統(tǒng)可以采用預(yù)讀和延遲寫技術(shù)來減少磁盤I/O次數(shù)C.文件系統(tǒng)可以采用磁盤調(diào)度算法來優(yōu)化磁盤的訪問順序D.文件系統(tǒng)的性能優(yōu)化只需要考慮文件的讀取操作,不需要考慮文件的寫入操作11、在一個(gè)采用索引分配方式的文件系統(tǒng)中,文件的索引表存放在磁盤上。假設(shè)一個(gè)文件有100個(gè)磁盤塊,每個(gè)磁盤塊大小為4KB,索引表項(xiàng)占用4個(gè)字節(jié)。如果采用一級索引,那么索引表最多可以表示多大的文件?如果采用二級索引,又能表示多大的文件?()A.一級索引最多表示16MB的文件,二級索引最多表示256MB的文件B.一級索引最多表示4MB的文件,二級索引最多表示16GB的文件C.一級索引最多表示64KB的文件,二級索引最多表示256KB的文件D.一級索引最多表示1MB的文件,二級索引最多表示4GB的文件12、在一個(gè)具有內(nèi)存壓縮功能的操作系統(tǒng)中,當(dāng)內(nèi)存不足時(shí),系統(tǒng)會對部分內(nèi)存頁面進(jìn)行壓縮以節(jié)省空間。分析內(nèi)存壓縮的原理和實(shí)現(xiàn)方式,包括壓縮算法的選擇、壓縮和解壓縮的開銷等,并討論內(nèi)存壓縮在提高內(nèi)存利用率和系統(tǒng)性能方面的效果,以及在什么情況下內(nèi)存壓縮可能不適用。A.內(nèi)存壓縮總是提高性能和利用率B.內(nèi)存壓縮總是降低性能和利用率C.內(nèi)存壓縮在某些情況下提高,某些情況下降低D.取決于系統(tǒng)的內(nèi)存壓力和應(yīng)用程序的特點(diǎn)13、在操作系統(tǒng)的內(nèi)存管理中,伙伴系統(tǒng)是一種用于內(nèi)存分配和回收的算法。假設(shè)系統(tǒng)初始時(shí)有一塊連續(xù)的內(nèi)存空間,采用伙伴系統(tǒng)進(jìn)行管理。當(dāng)一個(gè)進(jìn)程請求分配一塊內(nèi)存時(shí),以下關(guān)于內(nèi)存分配的描述,正確的是:()A.系統(tǒng)會將整塊內(nèi)存空間分配給進(jìn)程,即使請求的內(nèi)存大小小于可用空間B.系統(tǒng)會從可用的內(nèi)存塊中查找最合適大小的塊進(jìn)行分配,并將其分割C.伙伴系統(tǒng)會優(yōu)先從內(nèi)存的低地址部分開始分配內(nèi)存,以提高分配效率D.內(nèi)存分配過程中不會產(chǎn)生碎片,因?yàn)榛锇橄到y(tǒng)總是進(jìn)行整塊的分配和回收14、在操作系統(tǒng)的存儲管理中,段式存儲管理和頁式存儲管理是兩種常見的方式。假設(shè)一個(gè)程序被分為多個(gè)段,每個(gè)段的長度不同。以下關(guān)于段式存儲管理和頁式存儲管理的比較中,正確的是:()A.段式存儲管理更便于實(shí)現(xiàn)程序和數(shù)據(jù)的共享,因?yàn)槎问前凑者壿媱澐值腂.頁式存儲管理的內(nèi)存碎片問題比段式存儲管理更嚴(yán)重C.段式存儲管理的地址轉(zhuǎn)換速度比頁式存儲管理快,因?yàn)槎蔚拈L度是固定的D.頁式存儲管理比段式存儲管理更適合處理大程序,因?yàn)轫摰拇笮∈枪潭ǖ?5、在一個(gè)請求分頁存儲管理系統(tǒng)中,若系統(tǒng)分配給某進(jìn)程的物理塊數(shù)為3,開始時(shí)進(jìn)程的頁面訪問序列為7,0,1,2,0,3,0,4,2,3,0,3,2,1,2,0,1,7,0,1。采用最近最久未使用(LRU)頁面置換算法,當(dāng)進(jìn)程訪問頁面4時(shí)產(chǎn)生缺頁中斷,此時(shí)應(yīng)淘汰的頁面是哪個(gè)?()A.7B.0C.1D.216、某操作系統(tǒng)采用分段存儲管理方式,用戶程序分為三個(gè)段:代碼段、數(shù)據(jù)段和堆棧段。其中代碼段的段地址為0x1000,段長2KB;數(shù)據(jù)段的段地址為0x2000,段長1KB;堆棧段的段地址為0x3000,段長0.5KB。若系統(tǒng)地址空間為4GB,且段表存放在內(nèi)存中,每個(gè)段表項(xiàng)占用4B。則段表的最大長度是多少?()A.1024B.2048C.4096D.819217、在一個(gè)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中,有三個(gè)任務(wù)T1、T2和T3,它們的周期分別為50ms、100ms和200ms,每個(gè)任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間分別為20ms、30ms和40ms。假設(shè)采用基于優(yōu)先級的搶占式調(diào)度算法,優(yōu)先級從高到低依次為T1、T2、T3。那么,在一個(gè)長時(shí)間的運(yùn)行過程中,任務(wù)的響應(yīng)時(shí)間和截止時(shí)間是否能夠得到保證?()A.由于優(yōu)先級設(shè)置合理,三個(gè)任務(wù)的響應(yīng)時(shí)間和截止時(shí)間都能夠得到保證B.T3的響應(yīng)時(shí)間可能會超過其周期,導(dǎo)致截止時(shí)間無法保證C.T2可能會因?yàn)門1的搶占而導(dǎo)致響應(yīng)時(shí)間延遲,無法保證截止時(shí)間D.優(yōu)先級設(shè)置可能導(dǎo)致低優(yōu)先級任務(wù)長時(shí)間得不到執(zhí)行,從而無法保證所有任務(wù)的截止時(shí)間18、在一個(gè)多道程序設(shè)計(jì)的操作系統(tǒng)中,多個(gè)進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行。假設(shè)進(jìn)程A正在執(zhí)行計(jì)算任務(wù),進(jìn)程B正在進(jìn)行I/O操作,進(jìn)程C處于就緒狀態(tài)。此時(shí),操作系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)程調(diào)度。以下關(guān)于進(jìn)程調(diào)度的說法中,正確的是:()A.一定會將進(jìn)程C調(diào)度執(zhí)行,因?yàn)樗幱诰途w狀態(tài)B.可能會繼續(xù)讓進(jìn)程A執(zhí)行,因?yàn)樗谶M(jìn)行計(jì)算且未完成C.一定會優(yōu)先調(diào)度進(jìn)程B,因?yàn)镮/O操作通常具有較高的優(yōu)先級D.可能會選擇一個(gè)新的進(jìn)程進(jìn)入執(zhí)行,而不是在這三個(gè)進(jìn)程中進(jìn)行調(diào)度19、在一個(gè)單處理機(jī)系統(tǒng)中,有三個(gè)進(jìn)程P1、P2和P3,它們的優(yōu)先級分別為3、2和1(數(shù)值越大優(yōu)先級越高),到達(dá)時(shí)間分別為0、1和2毫秒,服務(wù)時(shí)間分別為5、3和4毫秒。若采用優(yōu)先級調(diào)度算法,且非搶占式,那么平均等待時(shí)間是多少?()A.3毫秒B.4毫秒C.5毫秒D.6毫秒20、在一個(gè)具有多個(gè)緩沖區(qū)的I/O系統(tǒng)中,從用戶進(jìn)程向緩沖區(qū)寫入數(shù)據(jù)和從緩沖區(qū)向設(shè)備輸出數(shù)據(jù)可以并行操作。假設(shè)從用戶進(jìn)程向緩沖區(qū)寫入一個(gè)數(shù)據(jù)的平均時(shí)間為T1,從緩沖區(qū)向設(shè)備輸出一個(gè)數(shù)據(jù)的平均時(shí)間為T2,緩沖區(qū)的數(shù)量為N。若要使系統(tǒng)的并行度最高,T1和T2應(yīng)滿足什么關(guān)系?()A.T1>T2B.T1<T2C.T1=T2D.以上都不對21、在一個(gè)操作系統(tǒng)中,進(jìn)程的創(chuàng)建和銷毀是常見的操作。假設(shè)一個(gè)應(yīng)用程序需要頻繁創(chuàng)建和銷毀大量的短生命周期進(jìn)程,分析這種操作對系統(tǒng)性能的影響,包括內(nèi)存分配、資源消耗和上下文切換等,并討論如何通過進(jìn)程池、線程池等技術(shù)來優(yōu)化這種情況,以及這些技術(shù)的適用場景和限制。A.頻繁創(chuàng)建和銷毀進(jìn)程總是有害的B.頻繁創(chuàng)建和銷毀進(jìn)程在某些情況下無害C.可以通過進(jìn)程池或線程池完全解決性能問題D.進(jìn)程池和線程池有適用場景和限制22、在一個(gè)虛擬存儲系統(tǒng)中,采用頁面置換算法時(shí),把最先進(jìn)入內(nèi)存的頁面淘汰。已知系統(tǒng)為某進(jìn)程分配了3個(gè)物理頁框,頁面訪問序列為1、2、3、4、1、2、5、1、2、3、4、5。假設(shè)初始時(shí)內(nèi)存為空,那么,缺頁次數(shù)是多少?()A.9次B.10次C.11次D.12次23、在一個(gè)操作系統(tǒng)中,虛擬文件系統(tǒng)(VFS)為不同類型的文件系統(tǒng)提供了統(tǒng)一的接口。假設(shè)系統(tǒng)同時(shí)支持EXT4、NTFS和FAT32等文件系統(tǒng),分析VFS的層次結(jié)構(gòu)和工作機(jī)制,包括文件操作的轉(zhuǎn)換和不同文件系統(tǒng)的適配,并討論VFS在支持多種文件系統(tǒng)和提高系統(tǒng)可擴(kuò)展性方面的作用。A.VFS作用顯著,提高了可擴(kuò)展性B.VFS作用有限,對可擴(kuò)展性影響不大C.VFS增加了系統(tǒng)復(fù)雜性,得不償失D.取決于系統(tǒng)的應(yīng)用場景和用戶需求24、在一個(gè)文件系統(tǒng)中,文件的存儲方式采用鏈接分配。假設(shè)一個(gè)文件由5個(gè)盤塊組成,盤塊號依次為100、50、120、80、20。如果要?jiǎng)h除這個(gè)文件,需要進(jìn)行哪些操作?()A.直接刪除文件的目錄項(xiàng)B.依次釋放5個(gè)盤塊C.從后向前依次釋放盤塊,并修改前一個(gè)盤塊的指針D.從前向后依次釋放盤塊,并修改后一個(gè)盤塊的指針25、在一個(gè)具有內(nèi)存保護(hù)機(jī)制的操作系統(tǒng)中,每個(gè)進(jìn)程都被分配了獨(dú)立的內(nèi)存空間,并且系統(tǒng)通過硬件和軟件的結(jié)合來防止進(jìn)程訪問其他進(jìn)程的內(nèi)存區(qū)域。假設(shè)進(jìn)程P1試圖訪問進(jìn)程P2的內(nèi)存空間,系統(tǒng)會產(chǎn)生一個(gè)內(nèi)存訪問違規(guī)的異常。分析這種內(nèi)存保護(hù)機(jī)制是如何實(shí)現(xiàn)的,包括硬件支持(如MMU)和操作系統(tǒng)的相關(guān)處理邏輯,并討論內(nèi)存保護(hù)在系統(tǒng)安全性和穩(wěn)定性方面的重要意義。A.通過硬件MMU實(shí)現(xiàn),意義重大B.通過操作系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn),意義不大C.通過硬件和軟件共同實(shí)現(xiàn),意義重大D.內(nèi)存保護(hù)機(jī)制作用有限,意義不大二、簡答題(本大題共4個(gè)小題,共20分)1、(本題5分)簡述自動駕駛中的操作系統(tǒng)要求。2、(本題5分)解釋操作系統(tǒng)的文檔編寫和維護(hù)。3、(本題5分)解釋操作系統(tǒng)中的內(nèi)存頁面錯(cuò)誤處理。4、(本題5分)操作系統(tǒng)如何處理多處理器系統(tǒng)中的資源分配?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)的中斷處理機(jī)制如何保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)響應(yīng)能力。2、(本題5分)研究操作系統(tǒng)如何管理系統(tǒng)資源,以避免資源競爭和饑餓現(xiàn)象。3、(本題5分)探討操作系統(tǒng)如何處理異常和錯(cuò)誤,以及錯(cuò)誤恢復(fù)策略的有效性。4、(本題5分)探討操作系統(tǒng)如何管理系統(tǒng)調(diào)用,以及系統(tǒng)調(diào)用的開銷和優(yōu)化方法。5、(本題5分)分析操作系統(tǒng)如何優(yōu)化內(nèi)存的頁面置換算法以適應(yīng)移動設(shè)備的需求。四、論述題(本大題共3
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