保山學院《計算機組成原理實驗》2021-2022學年第一學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第2頁，共2頁保山學院

《計算機組成原理實驗》2021-2022學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20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、在操作系統(tǒng)的存儲管理中，段頁式存儲管理結合了段式存儲和頁式存儲的優(yōu)點。它將程序先分段，然后再將每個段分頁。假設一個段頁式系統(tǒng)，地址空間為32位，其中段號占10位，頁號占10位，頁內偏移量占12位。每個段最大為4MB，每頁大小為4KB。那么，該系統(tǒng)中一個進程最多可以有多少個頁（）A.1024B.4096C.1048576D.41943042、在一個多處理器操作系統(tǒng)中，進程可以在多個CPU核心上并行執(zhí)行。假設有一個計算密集型的進程，它可以被分解為多個子任務，并且這些子任務之間沒有數(shù)據(jù)依賴關系?，F(xiàn)在系統(tǒng)中有4個可用的CPU核心，將這個進程分配到這些核心上執(zhí)行。分析在不同的任務分配策略（如平均分配、自適應分配等）下，進程的執(zhí)行時間和系統(tǒng)資源利用率的變化情況，并討論哪種分配策略在不同負載條件下更具優(yōu)勢。A.平均分配策略更優(yōu)B.自適應分配策略更優(yōu)C.兩種策略在不同情況下各有優(yōu)劣D.取決于進程的具體特點3、在一個分布式操作系統(tǒng)中，進程遷移是一項重要的功能。假設進程P需要從節(jié)點A遷移到節(jié)點B，以下關于進程遷移的步驟和需要考慮的因素，哪一項是正確的？（）A.首先停止進程P在節(jié)點A的執(zhí)行，將其狀態(tài)和數(shù)據(jù)打包發(fā)送到節(jié)點B，在節(jié)點B恢復進程的執(zhí)行；需要考慮節(jié)點B的資源可用性和網(wǎng)絡帶寬B.在節(jié)點A和節(jié)點B同時啟動進程P的副本，然后逐漸將節(jié)點A的工作轉移到節(jié)點B，最后停止節(jié)點A的副本；需要考慮進程的同步和數(shù)據(jù)一致性C.將進程P在節(jié)點A的代碼和數(shù)據(jù)直接復制到節(jié)點B，然后在節(jié)點B啟動進程；需要考慮節(jié)點A和節(jié)點B的操作系統(tǒng)版本差異D.進程P在節(jié)點A繼續(xù)執(zhí)行，同時在節(jié)點B逐步創(chuàng)建相同的進程環(huán)境，當準備好后切換到節(jié)點B執(zhí)行；需要考慮進程的優(yōu)先級和負載均衡4、文件系統(tǒng)的目錄結構對于文件的組織和管理非常重要。以下關于目錄結構的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.單級目錄結構只有一個目錄，所有文件都放在這個目錄中B.兩級目錄結構將文件分為用戶文件和系統(tǒng)文件，分別放在不同的目錄中C.樹形目錄結構可以將文件組織成層次結構，方便管理和查找D.無環(huán)圖目錄結構可以允許文件有多個父目錄，增加了文件的靈活性5、在操作系統(tǒng)的內存管理中，伙伴系統(tǒng)是一種用于內存分配和回收的算法。假設系統(tǒng)初始時有一塊連續(xù)的內存空間，采用伙伴系統(tǒng)進行管理。當一個進程請求分配一塊內存時，以下關于內存分配的描述，正確的是：（）A.系統(tǒng)會將整塊內存空間分配給進程，即使請求的內存大小小于可用空間B.系統(tǒng)會從可用的內存塊中查找最合適大小的塊進行分配，并將其分割C.伙伴系統(tǒng)會優(yōu)先從內存的低地址部分開始分配內存，以提高分配效率D.內存分配過程中不會產(chǎn)生碎片，因為伙伴系統(tǒng)總是進行整塊的分配和回收6、在一個具有進程優(yōu)先級調度的操作系統(tǒng)中，進程的優(yōu)先級分為高、中、低三個級別。高優(yōu)先級進程可以搶占中、低優(yōu)先級進程的CPU資源，中優(yōu)先級進程可以搶占低優(yōu)先級進程的CPU資源。當前有三個進程P1（高優(yōu)先級）、P2（中優(yōu)先級）、P3（低優(yōu)先級），P3正在運行，P1和P2處于就緒狀態(tài)。此時，P1變?yōu)榫途w狀態(tài)，系統(tǒng)會如何調度？（）A.立即暫停P3，運行P1B.等待P3運行完當前時間片，再運行P1C.讓P1等待，直到P3主動放棄CPUD.不確定，取決于系統(tǒng)的具體實現(xiàn)7、設備管理中的設備獨立性是指程序與具體的設備無關。以下關于設備獨立性的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.設備獨立性可以提高程序的可移植性和設備的利用率B.設備獨立性可以通過設備驅動程序和邏輯設備表來實現(xiàn)C.設備獨立性意味著程序可以不考慮設備的具體類型和特性，直接使用設備D.設備獨立性只對輸入設備有效，對輸出設備沒有作用8、在一個操作系統(tǒng)中，文件的訪問控制列表（ACL）可以提供更精細的訪問權限控制。假設一個文件有多個用戶和組的訪問權限設置，分析ACL的工作原理和實現(xiàn)方式，包括權限的定義、繼承和沖突解決等，并討論與傳統(tǒng)的用戶/組權限模式相比，ACL在靈活性和管理復雜性方面的特點。A.ACL更靈活但更復雜B.ACL不如傳統(tǒng)模式靈活但更簡單C.ACL和傳統(tǒng)模式在靈活性和復雜性上相當D.取決于文件系統(tǒng)的類型和應用需求9、在一個實時操作系統(tǒng)中，任務的截止時間是一個關鍵因素。假設系統(tǒng)中有一個硬實時任務T1，其截止時間為100ms，當前時間為50ms，任務已經(jīng)執(zhí)行了40ms，還剩下20ms的計算量。以下關于任務調度的描述中，正確的是：（）A.操作系統(tǒng)會暫停其他任務，優(yōu)先保證T1在截止時間前完成B.如果此時有一個更高優(yōu)先級的非實時任務就緒，操作系統(tǒng)會調度該任務執(zhí)行C.由于T1已經(jīng)花費了較多時間，操作系統(tǒng)會判定其無法按時完成，將其放棄D.實時操作系統(tǒng)不會對任務進行搶占式調度，以避免影響任務的執(zhí)行進度10、在操作系統(tǒng)的虛擬內存管理中，頁面置換算法的選擇會影響系統(tǒng)的性能。假設系統(tǒng)采用最近最少使用（LRU）頁面置換算法。當內存已滿且需要置換頁面時，以下關于頁面選擇的描述，正確的是：（）A.會選擇最長時間未被訪問的頁面進行置換B.隨機選擇一個頁面進行置換C.選擇剛剛被訪問過的頁面進行置換D.選擇最先進入內存的頁面進行置換11、某磁盤的轉速為7200轉/分鐘，平均尋道時間為8ms，每個磁道包含1000個扇區(qū)，傳輸速率為50MB/s。若要讀取一個50MB的文件，其平均訪問時間約為多少？（請給出詳細的計算過程）（）A.18.4msB.20.4msC.22.4msD.24.4ms12、在一個采用先來先服務（FCFS）磁盤調度算法的系統(tǒng)中，假設磁盤請求隊列的順序為98，183，37，122，14，124，65，67。磁頭初始位置在53磁道，磁頭移動方向從0磁道開始向磁道號增加的方向移動，請問磁頭移動的總距離是多少？（）A.565B.649C.708D.75613、操作系統(tǒng)的虛擬內存管理可以提高系統(tǒng)的內存利用率和程序的并發(fā)度。以下關于虛擬內存管理的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.虛擬內存管理可以將程序的一部分頁面換出到硬盤上，當需要時再換入內存B.虛擬內存管理可以采用分頁式、分段式或段頁式等存儲管理方式C.虛擬內存管理需要硬件支持，如MMU（內存管理單元）和TLB（轉換后備緩沖器）D.虛擬內存管理可以完全替代物理內存，使得程序可以在沒有物理內存的情況下運行14、在操作系統(tǒng)的內核結構中，微內核結構和宏內核結構各有優(yōu)缺點。假設一個操作系統(tǒng)采用微內核結構，以下關于其特點的描述，正確的是：（）A.微內核結構將大部分系統(tǒng)服務功能放在內核之外，內核體積小，穩(wěn)定性高B.由于微內核結構的內核功能較少，系統(tǒng)的性能通常比宏內核結構更高C.微內核結構的系統(tǒng)服務之間通信效率高，因為它們都在內核中直接交互D.微內核結構的可擴展性較差，難以添加新的系統(tǒng)服務15、操作系統(tǒng)的安全機制可以保護系統(tǒng)的資源和數(shù)據(jù)不被非法訪問和破壞。以下關于操作系統(tǒng)安全機制的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.操作系統(tǒng)可以采用用戶認證和授權機制來控制用戶對系統(tǒng)資源的訪問B.操作系統(tǒng)可以采用加密技術來保護文件和數(shù)據(jù)的安全C.操作系統(tǒng)可以采用訪問控制列表（ACL）來實現(xiàn)對文件和目錄的訪問控制D.操作系統(tǒng)的安全機制只需要在軟件層面實現(xiàn)，不需要考慮硬件設備的安全性16、在一個操作系統(tǒng)中，磁盤調度算法采用最短尋道時間優(yōu)先（SSTF）算法。當前磁頭位于磁道50，磁道訪問請求序列為80、40、90、10、60。那么，磁頭移動的總距離是多少？（）A.150B.160C.170D.18017、在一個多道程序設計系統(tǒng)中，多個進程并發(fā)執(zhí)行。進程A正在使用CPU進行計算，進程B正在等待I/O操作完成，進程C處于就緒狀態(tài)。此時，操作系統(tǒng)進行進程調度。以下關于進程調度的描述，正確的是：（）A.操作系統(tǒng)可能會將CPU分配給進程C，暫停進程A的執(zhí)行B.由于進程B正在等待I/O操作，所以它會被立即調度執(zhí)行C.進程A會一直占用CPU直到其計算任務完成，不會被調度切換D.操作系統(tǒng)一定會選擇等待時間最長的進程進行調度18、在操作系統(tǒng)的存儲管理中，段頁式存儲管理結合了段式和頁式存儲管理的優(yōu)點。假設一個程序被分為多個段，每個段又被分為多個頁。以下關于段頁式存儲管理的地址轉換過程的描述，正確的是：（）A.首先進行段的地址轉換，然后進行頁的地址轉換B.先進行頁的地址轉換，再進行段的地址轉換C.段和頁的地址轉換同時進行，以提高效率D.地址轉換過程只需要進行一次，無需區(qū)分段和頁19、操作系統(tǒng)中的死鎖問題是一個重要的研究課題。假設有三個進程P1、P2和P3，它們分別需要資源A、B和C。目前，P1占用了資源A，P2占用了資源B，P3占用了資源C，并且它們都在請求對方占用的資源。以下關于死鎖的描述中，正確的是：（）A.這種情況一定會導致死鎖，因為三個進程都無法繼續(xù)執(zhí)行B.死鎖的發(fā)生是因為資源分配不當和進程推進順序不合理C.只要其中一個進程釋放其占用的資源，就可以避免死鎖的發(fā)生D.操作系統(tǒng)可以通過預先分配所有資源的方式來完全避免死鎖的出現(xiàn)20、在一個采用段頁式存儲管理的系統(tǒng)中，某進程的段表如下所示：段號頁表長度（頁）頁表始址032001240021500若邏輯地址為（1，100），其中段號為1，頁號為100，頁面大小為1KB，請問其對應的物理地址是多少？（給出詳細的計算過程）（）A.500B.600C.700D.800二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）什么是軟件錯誤和硬件錯誤？如何應對？2、（本題5分）操作系統(tǒng)如何處理多核之間的通信延遲？3、（本題5分）什么是分布式操作系統(tǒng)？其主要特征有哪些？4、（本題5分）簡述操作系統(tǒng)中的安全策略更新。5、（本題5分）簡述管道通信的特點和適用場景。三、綜合分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）分析操作系統(tǒng)如何處理進程的異常終止和資源回收。2、（本題5分）探討操作系統(tǒng)中的分布式文件系統(tǒng)的副本管理策略。3、（本題5分）分析操作系統(tǒng)如何優(yōu)化文件系統(tǒng)的目錄遍歷和搜索的性能。4、（本題5分）研究操作系統(tǒng)中的內存管理的內存映射文件的一致性維護。5、（本題5分）研究操作系統(tǒng)如何實現(xiàn)對文件系統(tǒng)的訪問控制列表（ACL）的高效管理。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）在實時操作系統(tǒng)中，任務