浙江師范大學(xué)《操作系統(tǒng)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)浙江師范大學(xué)

《操作系統(tǒng)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題2分，共30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)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2、在操作系統(tǒng)中，進(jìn)程通信的方式多種多樣。共享內(nèi)存方式通過(guò)共享一塊內(nèi)存區(qū)域來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的數(shù)據(jù)交換，具有很高的通信效率；消息傳遞方式則通過(guò)發(fā)送和接收消息來(lái)完成通信，消息可以包含各種數(shù)據(jù)類型；管道通信方式則是一種半雙工的通信方式，常用于父子進(jìn)程之間的通信。假設(shè)有兩個(gè)進(jìn)程需要進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)交換，并且要求通信的可靠性較高，那么最適合采用的通信方式是（）A.共享內(nèi)存B.消息傳遞C.管道通信D.以上方式都不適合3、在一個(gè)支持虛擬內(nèi)存的操作系統(tǒng)中，當(dāng)一個(gè)進(jìn)程發(fā)生缺頁(yè)中斷時(shí)，操作系統(tǒng)需要從磁盤(pán)中將所需的頁(yè)面調(diào)入內(nèi)存。假設(shè)頁(yè)面置換算法為先進(jìn)先出（FIFO）算法，當(dāng)前內(nèi)存中有三個(gè)頁(yè)面，分別是頁(yè)面A、B、C，最近訪問(wèn)的順序?yàn)锽、C、A?，F(xiàn)在需要調(diào)入頁(yè)面D，而內(nèi)存已滿，那么會(huì)置換出哪個(gè)頁(yè)面？（）A.頁(yè)面A，因?yàn)樗亲钤邕M(jìn)入內(nèi)存的頁(yè)面B.頁(yè)面B，因?yàn)樗亲罱L問(wèn)的頁(yè)面C.頁(yè)面C，因?yàn)樗谥虚g位置D.隨機(jī)選擇一個(gè)頁(yè)面進(jìn)行置換4、在一個(gè)具有虛擬存儲(chǔ)管理的操作系統(tǒng)中，進(jìn)程的邏輯地址空間被劃分為若干頁(yè)面，物理內(nèi)存被劃分為相同大小的頁(yè)框。當(dāng)進(jìn)程執(zhí)行時(shí)，如果所需頁(yè)面不在物理內(nèi)存中，就會(huì)產(chǎn)生缺頁(yè)中斷。假設(shè)一個(gè)進(jìn)程正在執(zhí)行，其頁(yè)面訪問(wèn)序列為1、2、3、4、1、2、5、1、2、3、4、5，系統(tǒng)采用先進(jìn)先出（FIFO）頁(yè)面置換算法，分配給該進(jìn)程的物理內(nèi)存頁(yè)框數(shù)量為3。那么，在此過(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5、文件的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)有順序存儲(chǔ)、鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)和索引存儲(chǔ)等方式。假設(shè)一個(gè)文件系統(tǒng)采用索引存儲(chǔ)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(pán)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(chǔ)結(jié)構(gòu)的描述中，正確的是：（）A.如果文件的擴(kuò)展不超過(guò)40KB，系統(tǒng)可以直接在現(xiàn)有的索引表中分配新的磁盤(pán)塊B.索引存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)在文件的隨機(jī)訪問(wèn)方面性能較差，不如順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)C.當(dāng)文件擴(kuò)展超過(guò)10個(gè)磁盤(pán)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?chǔ)結(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?chǔ)6、在操作系統(tǒng)的磁盤(pán)調(diào)度算法中，先來(lái)先服務(wù)（FCFS）、最短尋道時(shí)間優(yōu)先（SSTF）和掃描算法（SCAN）是常見(jiàn)的方法。假設(shè)磁盤(pán)請(qǐng)求隊(duì)列中的請(qǐng)求順序?yàn)?5、58、39、18、90、160、150、38、184，磁頭當(dāng)前位于100磁道，向磁道號(hào)增加的方向移動(dòng)。以下關(guān)于不同磁盤(pán)調(diào)度算法的描述中，正確的是：（）A.FCFS算法按照請(qǐng)求到達(dá)的先后順序進(jìn)行調(diào)度，平均尋道時(shí)間較長(zhǎng)B.SSTF算法總是選擇距離當(dāng)前磁頭位置最近的請(qǐng)求進(jìn)行調(diào)度，可能會(huì)導(dǎo)致某些請(qǐng)求長(zhǎng)時(shí)間等待C.SCAN算法在磁頭移動(dòng)到一端后，會(huì)立即反向移動(dòng)，避免了饑餓現(xiàn)象D.不同的磁盤(pán)調(diào)度算法在不同的磁盤(pán)負(fù)載情況下性能表現(xiàn)不同，需要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的算法7、在一個(gè)采用虛擬存儲(chǔ)技術(shù)的系統(tǒng)中，某進(jìn)程的工作集為當(dāng)前時(shí)刻t之前的10毫秒內(nèi)訪問(wèn)過(guò)的頁(yè)面集合。若頁(yè)面訪問(wèn)序列為1,2,3,1,4,5,2,1,6,3，頁(yè)面置換算法為工作集算法，工作集窗口大小為5毫秒，請(qǐng)問(wèn)在t=10毫秒時(shí)，進(jìn)程的工作集中包含哪些頁(yè)面？（）A.1,2,3,4,5B.1,2,3,4,6C.2,3,4,5,6D.3,4,5,6,18、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9、在一個(gè)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中，對(duì)于周期性任務(wù)和非周期性任務(wù)都需要進(jìn)行合理的調(diào)度。假設(shè)系統(tǒng)中有一個(gè)周期性任務(wù)T1，周期為50ms，執(zhí)行時(shí)間為20ms，還有一個(gè)非周期性任務(wù)T2，執(zhí)行時(shí)間為30ms。以下關(guān)于任務(wù)調(diào)度的描述，正確的是：（）A.操作系統(tǒng)會(huì)優(yōu)先調(diào)度周期性任務(wù)T1，確保其按時(shí)完成B.非周期性任務(wù)T2會(huì)在周期性任務(wù)T1的空閑時(shí)間執(zhí)行C.由于T2的執(zhí)行時(shí)間較長(zhǎng)，可能會(huì)導(dǎo)致T1錯(cuò)過(guò)周期D.操作系統(tǒng)會(huì)為T(mén)1和T2分配相同的時(shí)間片，輪流執(zhí)行10、在一個(gè)文件系統(tǒng)中，文件的存儲(chǔ)方式采用鏈接分配。假設(shè)一個(gè)文件由5個(gè)盤(pán)塊組成，盤(pán)塊號(hào)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(pán)塊C.從后向前依次釋放盤(pán)塊，并修改前一個(gè)盤(pán)塊的指針D.從前向后依次釋放盤(pán)塊，并修改后一個(gè)盤(pán)塊的指針11、操作系統(tǒng)的進(jìn)程通信機(jī)制可以實(shí)現(xiàn)不同進(jìn)程之間的數(shù)據(jù)交換和同步。以下關(guān)于進(jìn)程通信的描述中，哪個(gè)選項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.進(jìn)程通信可以分為共享內(nèi)存、消息傳遞和管道等方式B.共享內(nèi)存方式速度快，但需要解決同步和互斥問(wèn)題C.消息傳遞方式比較靈活，但開(kāi)銷較大D.管道是一種單向通信方式，只能用于父子進(jìn)程之間的通信12、在一個(gè)分布式操作系統(tǒng)環(huán)境中，多個(gè)計(jì)算機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接在一起，共同完成各種任務(wù)。假設(shè)系統(tǒng)中有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)A和B，它們分別運(yùn)行著不同的進(jìn)程。進(jìn)程P1在節(jié)點(diǎn)A上產(chǎn)生了一些數(shù)據(jù)，需要傳輸給在節(jié)點(diǎn)B上運(yùn)行的進(jìn)程P2?，F(xiàn)在有多種數(shù)據(jù)傳輸方式可供選擇，如消息傳遞、共享內(nèi)存和遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用（RPC）等。對(duì)于這種跨節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸，哪種方式在數(shù)據(jù)一致性、傳輸效率和編程復(fù)雜性方面具有更好的綜合性能？需要詳細(xì)分析每種方式的特點(diǎn)和適用場(chǎng)景。A.消息傳遞B.共享內(nèi)存C.遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用（RPC）D.以上方式在不同情況下各有優(yōu)劣13、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)14、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15、在計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)中，進(jìn)程管理是核心功能之一。以下關(guān)于進(jìn)程狀態(tài)的描述中，哪個(gè)選項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.就緒狀態(tài)表示進(jìn)程已經(jīng)準(zhǔn)備好執(zhí)行，但還需要等待CPU分配時(shí)間片B.運(yùn)行狀態(tài)表示進(jìn)程正在CPU上執(zhí)行C.阻塞狀態(tài)表示進(jìn)程因?yàn)榈却硞€(gè)事件而暫停執(zhí)行D.終止?fàn)顟B(tài)表示進(jìn)程已經(jīng)完成執(zhí)行，但還占用系統(tǒng)資源二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）解釋操作系統(tǒng)的用戶滿意度調(diào)查和反饋處理。2、（本題5分）進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)調(diào)整策略有哪些？3、（本題5分）簡(jiǎn)述操作系統(tǒng)中的安全審計(jì)。三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）論述操作系統(tǒng)中的電源管理策略，包括休眠、待機(jī)和節(jié)能模式等，分析如何在保證系統(tǒng)性能的前提下實(shí)現(xiàn)有效的電源管理，降低能耗。2、（本題5分）在操作系統(tǒng)中，線程是進(jìn)程內(nèi)的執(zhí)行單元。請(qǐng)?jiān)敿?xì)闡述線程與進(jìn)程的區(qū)別和聯(lián)系，分析線程的實(shí)現(xiàn)方式和同步機(jī)制，探討多線程編程中的并發(fā)問(wèn)題和解決方案。3、（本題5分）論述操作系統(tǒng)中的分布式文件系統(tǒng)的容錯(cuò)和恢復(fù)機(jī)制，包括數(shù)據(jù)副本管理、節(jié)點(diǎn)故障處理和數(shù)據(jù)一致性維護(hù)。分析分布式文件系統(tǒng)在大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中的可靠性保障。4、（本題5分）操作系統(tǒng)的電源管理對(duì)于移動(dòng)設(shè)備和節(jié)能型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)至關(guān)重要。請(qǐng)?jiān)敿?xì)論述操作系統(tǒng)在電源管理方面的策略和技術(shù)，如休眠、待機(jī)、動(dòng)態(tài)頻率調(diào)整等，分析電源管理對(duì)系統(tǒng)性能和電池壽命的影響，以及如何根據(jù)設(shè)備的使用情況進(jìn)行合理的電源配置。5、（本題5分）操作系統(tǒng)的內(nèi)核調(diào)試技術(shù)對(duì)于解決系統(tǒng)