紹興文理學(xué)院元培學(xué)院《操作系統(tǒng)應(yīng)用》2022-2023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)效密封線第1頁(yè)，共3頁(yè)紹興文理學(xué)院元培學(xué)院《操作系統(tǒng)應(yīng)用》

2022-2023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)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題1分，共20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、在操作系統(tǒng)的虛擬內(nèi)存管理中，頁(yè)面置換算法的選擇會(huì)影響系統(tǒng)的性能。假設(shè)系統(tǒng)采用最近最少使用（LRU）頁(yè)面置換算法。當(dāng)內(nèi)存已滿且需要置換頁(yè)面時(shí)，以下關(guān)于頁(yè)面選擇的描述，正確的是：（）A.會(huì)選擇最長(zhǎng)時(shí)間未被訪問(wèn)的頁(yè)面進(jìn)行置換B.隨機(jī)選擇一個(gè)頁(yè)面進(jìn)行置換C.選擇剛剛被訪問(wèn)過(guò)的頁(yè)面進(jìn)行置換D.選擇最先進(jìn)入內(nèi)存的頁(yè)面進(jìn)行置換2、在一個(gè)采用請(qǐng)求分頁(yè)存儲(chǔ)管理的操作系統(tǒng)中，頁(yè)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(yè)表項(xiàng)中，有效位為1表示頁(yè)面在內(nèi)存中，為0表示頁(yè)面不在內(nèi)存中。假設(shè)頁(yè)表存放在內(nèi)存中，每頁(yè)可存放1024個(gè)頁(yè)表項(xiàng)。那么，該進(jìn)程頁(yè)表的大小是多少？（）A.4MBB.8MBC.16MBD.32MB3、在操作系統(tǒng)的存儲(chǔ)管理中，段式存儲(chǔ)管理和頁(yè)式存儲(chǔ)管理都有各自的特點(diǎn)。假設(shè)一個(gè)程序被分為多個(gè)段，每個(gè)段的長(zhǎng)度不同。以下關(guān)于段式存儲(chǔ)管理的優(yōu)點(diǎn)的描述，正確的是：（）A.段的長(zhǎng)度可以根據(jù)程序的邏輯需要?jiǎng)討B(tài)改變，更便于程序的擴(kuò)展和修改B.由于段的長(zhǎng)度固定，內(nèi)存分配和管理更加簡(jiǎn)單高效C.段式存儲(chǔ)管理不會(huì)產(chǎn)生內(nèi)存碎片，提高了內(nèi)存利用率D.段式存儲(chǔ)管理的地址轉(zhuǎn)換速度比頁(yè)式存儲(chǔ)管理更快4、某計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式，頁(yè)面大小為4KB，邏輯地址為32位。若某進(jìn)程的頁(yè)表如下所示：頁(yè)號(hào)物理塊號(hào)021528311則邏輯地址0x12345678對(duì)應(yīng)的物理地址是多少？（請(qǐng)給出詳細(xì)的計(jì)算過(guò)程）（）A.0x52345678B.0x82345678C.0x11345678D.0x223456785、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、在一個(gè)單CPU的操作系統(tǒng)中，有四個(gè)進(jìn)程P1、P2、P3和P4，它們的到達(dá)時(shí)間、運(yùn)行時(shí)間和優(yōu)先級(jí)如下表所示。進(jìn)程到達(dá)時(shí)間運(yùn)行時(shí)間（ms）優(yōu)先級(jí)P1053P2142P3261P4334假設(shè)系統(tǒng)采用搶占式優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法，當(dāng)時(shí)間片為2ms時(shí)，進(jìn)程的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間是多少？（給出詳細(xì)的計(jì)算過(guò)程）（）A.12.5msB.13.5msC.14.5msD.15.5ms7、在一個(gè)分時(shí)操作系統(tǒng)中，多個(gè)用戶通過(guò)終端同時(shí)與系統(tǒng)交互。假設(shè)系統(tǒng)的時(shí)間片大小為20毫秒，用戶進(jìn)程A在一個(gè)時(shí)間片內(nèi)完成了一部分計(jì)算任務(wù)，還需要繼續(xù)執(zhí)行。以下關(guān)于分時(shí)操作系統(tǒng)和進(jìn)程調(diào)度的描述中，正確的是：（）A.在下一個(gè)時(shí)間片，操作系統(tǒng)一定會(huì)調(diào)度進(jìn)程A繼續(xù)執(zhí)行B.由于時(shí)間片較短，用戶會(huì)感覺(jué)到系統(tǒng)的響應(yīng)非常迅速，好像每個(gè)用戶都在獨(dú)占系統(tǒng)C.如果在進(jìn)程A等待調(diào)度的過(guò)程中有更高優(yōu)先級(jí)的進(jìn)程進(jìn)入就緒狀態(tài)，進(jìn)程A可能會(huì)被延遲調(diào)度D.時(shí)間片的大小對(duì)系統(tǒng)的吞吐量沒(méi)有影響，只影響用戶的響應(yīng)時(shí)間8、在一個(gè)采用段頁(yè)式存儲(chǔ)管理的系統(tǒng)中，某進(jìn)程的段表如下所示：段號(hào)頁(yè)表長(zhǎng)度（頁(yè)）頁(yè)表始址032001240021500若邏輯地址為（1，100），其中段號(hào)為1，頁(yè)號(hào)為100，頁(yè)面大小為1KB，請(qǐng)問(wèn)其對(duì)應(yīng)的物理地址是多少？（給出詳細(xì)的計(jì)算過(guò)程）（）A.500B.600C.700D.8009、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、P410、在一個(gè)多任務(wù)操作系統(tǒng)中，多個(gè)進(jìn)程同時(shí)競(jìng)爭(zhēng)CPU資源。假設(shè)系統(tǒng)采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法，每個(gè)進(jìn)程被分配相同長(zhǎng)度的時(shí)間片。當(dāng)一個(gè)進(jìn)程在其時(shí)間片內(nèi)未完成任務(wù)時(shí)，會(huì)被掛起并放入就緒隊(duì)列等待下一輪調(diào)度。現(xiàn)在有三個(gè)進(jìn)程P1、P2和P3，它們的運(yùn)行時(shí)間分別為20毫秒、10毫秒和30毫秒。如果系統(tǒng)的時(shí)間片長(zhǎng)度為10毫秒，那么這三個(gè)進(jìn)程的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間（從進(jìn)程開(kāi)始到完成的時(shí)間）大約是多少？需要考慮進(jìn)程的切換時(shí)間和等待時(shí)間，并分析這種調(diào)度算法在不同場(chǎng)景下的優(yōu)缺點(diǎn)。A.20毫秒B.23.33毫秒C.26.67毫秒D.30毫秒11、在文件系統(tǒng)中，文件的存儲(chǔ)方式有連續(xù)存儲(chǔ)、鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)和索引存儲(chǔ)等。假設(shè)一個(gè)文件系統(tǒng)主要處理大文件的存儲(chǔ)和訪問(wèn)。以下關(guān)于存儲(chǔ)方式選擇的描述，正確的是：（）A.連續(xù)存儲(chǔ)適合大文件，因?yàn)榭梢钥焖俣ㄎ晃募?shù)據(jù)，讀寫(xiě)效率高B.鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)可以充分利用磁盤(pán)空間，適合存儲(chǔ)大文件C.索引存儲(chǔ)會(huì)增加文件的存儲(chǔ)空間開(kāi)銷，不適合大文件存儲(chǔ)D.對(duì)于大文件，應(yīng)該隨機(jī)選擇一種存儲(chǔ)方式，性能差異不大12、在一個(gè)多道程序設(shè)計(jì)的操作系統(tǒng)中，有多個(gè)進(jìn)程同時(shí)競(jìng)爭(zhēng)CPU和內(nèi)存資源。假設(shè)系統(tǒng)中有進(jìn)程P1、P2和P3，它們的優(yōu)先級(jí)分別為高、中、低，并且它們的運(yùn)行時(shí)間和內(nèi)存需求各不相同。P1需要運(yùn)行10分鐘，占用512MB內(nèi)存；P2需要運(yùn)行20分鐘，占用256MB內(nèi)存；P3需要運(yùn)行30分鐘，占用128MB內(nèi)存。當(dāng)前系統(tǒng)可用內(nèi)存為1GB，CPU采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法，時(shí)間片大小為5分鐘。在這種情況下，以下關(guān)于進(jìn)程調(diào)度和內(nèi)存分配的描述，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.進(jìn)程P1會(huì)首先獲得CPU資源，因?yàn)樗膬?yōu)先級(jí)最高，并且會(huì)一次性分配512MB內(nèi)存B.由于內(nèi)存有限，進(jìn)程P3可能會(huì)因?yàn)閮?nèi)存不足而被阻塞，直到其他進(jìn)程釋放足夠的內(nèi)存C.CPU會(huì)按照P1、P2、P3的順序輪流執(zhí)行，每個(gè)進(jìn)程每次執(zhí)行5分鐘，內(nèi)存根據(jù)進(jìn)程需求逐步分配D.進(jìn)程P2可能會(huì)在P1運(yùn)行完第一個(gè)時(shí)間片后獲得CPU資源，內(nèi)存分配會(huì)優(yōu)先滿足運(yùn)行時(shí)間短的進(jìn)程13、在一個(gè)具有虛擬內(nèi)存的操作系統(tǒng)中，系統(tǒng)采用請(qǐng)求調(diào)頁(yè)的方式將頁(yè)面調(diào)入內(nèi)存。當(dāng)一個(gè)進(jìn)程訪問(wèn)一個(gè)不在內(nèi)存中的頁(yè)面時(shí)，會(huì)產(chǎn)生缺頁(yè)中斷。假設(shè)頁(yè)面置換算法為最近最久未使用（LRU）算法，系統(tǒng)為該進(jìn)程分配了4個(gè)頁(yè)框。進(jìn)程的頁(yè)面訪問(wèn)序列為1、2、3、4、1、2、5、1、2、3、4、5，初始時(shí)4個(gè)頁(yè)框均為空。那么，在這個(gè)過(guò)程中發(fā)生的缺頁(yè)次數(shù)是多少？（）A.7次B.8次C.9次D.10次14、在一個(gè)采用索引分配方式的文件系統(tǒng)中，一個(gè)文件的大小為100KB，盤(pán)塊大小為4KB，每個(gè)盤(pán)塊號(hào)占用4個(gè)字節(jié)。若采用一級(jí)索引，索引表項(xiàng)能夠容納的盤(pán)塊號(hào)數(shù)量為1024個(gè)。那么，該文件最多需要多少個(gè)索引塊？（）A.1個(gè)B.2個(gè)C.3個(gè)D.4個(gè)15、假設(shè)一個(gè)文件系統(tǒng)采用樹(shù)形目錄結(jié)構(gòu)，根目錄下有文件夾A和B，文件夾A下有文件1.txt和文件夾C，文件夾C下有文件2.txt，文件夾B下有文件3.txt。當(dāng)前工作目錄為文件夾A，請(qǐng)問(wèn)要訪問(wèn)文件3.txt的相對(duì)路徑和絕對(duì)路徑分別是什么？（）A.../B/3.txt，/A/B/3.txtB.../B/3.txt，/B/3.txtC.B/3.txt，/A/B/3.txtD.B/3.txt，/B/3.txt16、某文件系統(tǒng)采用索引節(jié)點(diǎn)（inode）來(lái)存儲(chǔ)文件的屬性和磁盤(pán)塊的指針。假設(shè)一個(gè)inode占用128字節(jié)，其中10個(gè)直接磁盤(pán)塊指針，1個(gè)一級(jí)間接磁盤(pán)塊指針，1個(gè)二級(jí)間接磁盤(pán)塊指針，1個(gè)三級(jí)間接磁盤(pán)塊指針。每個(gè)磁盤(pán)塊大小為4KB，每個(gè)磁盤(pán)塊指針占用4字節(jié)。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.16GBB.32GBC.64GBD.128GB17、在操作系統(tǒng)中，線程的同步和互斥是保證多線程程序正確執(zhí)行的關(guān)鍵。以下關(guān)于線程同步和互斥的描述中，哪個(gè)選項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.線程同步是指多個(gè)線程之間協(xié)調(diào)執(zhí)行，避免出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)條件和數(shù)據(jù)不一致的問(wèn)題B.線程互斥是指多個(gè)線程之間對(duì)共享資源的訪問(wèn)進(jìn)行互斥控制，保證同一時(shí)間只有一個(gè)線程訪問(wèn)共享資源C.線程同步和互斥可以通過(guò)鎖、信號(hào)量和條件變量等機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)D.線程同步和互斥只對(duì)多線程程序有效，對(duì)單線程程序沒(méi)有作用18、在一個(gè)具有多個(gè)進(jìn)程的系統(tǒng)中，進(jìn)程之間通過(guò)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(duì)該共享內(nèi)存進(jìn)行讀寫(xiě)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(hào)量B.管程C.消息隊(duì)列D.條件變量19、在操作系統(tǒng)中，系統(tǒng)調(diào)用是用戶程序與操作系統(tǒng)內(nèi)核進(jìn)行交互的接口。假設(shè)有一個(gè)用戶程序需要讀取一個(gè)文件的內(nèi)容，通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用實(shí)現(xiàn)。以下關(guān)于系統(tǒng)調(diào)用執(zhí)行過(guò)程的描述，正確的是：（）A.用戶程序直接訪問(wèn)文件系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，完成文件讀取操作B.用戶程序通過(guò)陷入內(nèi)核模式，執(zhí)行內(nèi)核提供的文件讀取函數(shù)C.系統(tǒng)調(diào)用會(huì)導(dǎo)致用戶程序被阻塞，直到文件讀取完成后才能繼續(xù)執(zhí)行D.系統(tǒng)調(diào)用的執(zhí)行速度非?？欤瑢?duì)用戶程序的性能幾乎沒(méi)有影響20、在一個(gè)具有進(jìn)程同步機(jī)制的操作系統(tǒng)中，有兩個(gè)進(jìn)程P和Q，它們共享一個(gè)緩沖區(qū)。P進(jìn)程負(fù)責(zé)向緩沖區(qū)寫(xiě)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(xiě)，使用了一個(gè)信號(hào)量S，初始值為1。當(dāng)P進(jìn)程準(zhǔn)備向緩沖區(qū)寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)，執(zhí)行P(S)操作；寫(xiě)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(shí)，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(xiě)入數(shù)據(jù)。那么，P進(jìn)程會(huì)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)二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）解釋操作系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)中的關(guān)鍵作用。2、（本題5分）進(jìn)程的創(chuàng)建過(guò)程包括哪些步驟？3、（本題5分）簡(jiǎn)述時(shí)鐘置換算法的基本策略。4、（本題5分）操作系統(tǒng)如何支持文件的加密和解密？5、（本題5分）內(nèi)存分配的方式有哪些？三、綜合分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）分析操作系統(tǒng)中的系統(tǒng)啟動(dòng)優(yōu)化技術(shù)。2、（本題5分）分析操作系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)的目錄索引優(yōu)化技術(shù)。3、（本題5分）分析操作系統(tǒng)的存儲(chǔ)管理如何應(yīng)對(duì)內(nèi)存泄漏和內(nèi)存碎片問(wèn)題。4、（本題5分）分析操作系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)的文件訪問(wèn)的權(quán)限檢查優(yōu)化。5、（本題5分）探討操作系統(tǒng)如何優(yōu)化進(jìn)程調(diào)度算法以適應(yīng)云計(jì)算環(huán)境的動(dòng)態(tài)需求。四、論述題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）操作系統(tǒng)的設(shè)備管理是保證計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各種硬件設(shè)備正常運(yùn)行和有效利用的