成都大學(xué)《計(jì)算機(jī)組成原理》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《計(jì)算機(jī)組成原理》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批閱人一、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，文件的訪問控制列表（ACL）可以提供更精細(xì)的訪問權(quán)限控制。假設(shè)一個(gè)文件有多個(gè)用戶和組的訪問權(quán)限設(shè)置，分析ACL的工作原理和實(shí)現(xiàn)方式，包括權(quán)限的定義、繼承和沖突解決等，并討論與傳統(tǒng)的用戶/組權(quán)限模式相比，ACL在靈活性和管理復(fù)雜性方面的特點(diǎn)。A.ACL更靈活但更復(fù)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(fù)雜性上相當(dāng)D.取決于文件系統(tǒng)的類型和應(yīng)用需求2、在操作系統(tǒng)的虛擬存儲(chǔ)管理中，頁面置換算法的選擇對系統(tǒng)性能有很大影響。假設(shè)系統(tǒng)采用最近未使用（NRU）頁面置換算法，以下關(guān)于NRU算法的描述中，正確的是：（）A.NRU算法根據(jù)頁面最近是否被使用以及是否被修改來選擇置換頁面B.NRU算法總是選擇最長時(shí)間未被使用的頁面進(jìn)行置換C.NRU算法在選擇置換頁面時(shí)，不考慮頁面的訪問頻率D.NRU算法比先進(jìn)先出（FIFO）算法更能避免Belady異常現(xiàn)象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)被長期擱置4、在一個(gè)分布式操作系統(tǒng)中，多個(gè)計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)連接在一起，共同完成一個(gè)大型任務(wù)。假設(shè)系統(tǒng)中有節(jié)點(diǎn)A、B、C和D，它們分別承擔(dān)不同的計(jì)算任務(wù)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)任務(wù)?，F(xiàn)在節(jié)點(diǎn)A出現(xiàn)故障，系統(tǒng)需要進(jìn)行故障恢復(fù)和任務(wù)重新分配。在這種情況下，以下關(guān)于分布式操作系統(tǒng)的處理方式的描述，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.系統(tǒng)會(huì)立即停止所有任務(wù)，等待節(jié)點(diǎn)A恢復(fù)正常后再繼續(xù)運(yùn)行B.其他節(jié)點(diǎn)會(huì)自動(dòng)接管節(jié)點(diǎn)A的任務(wù)，并重新分配計(jì)算和存儲(chǔ)資源，保證任務(wù)繼續(xù)進(jìn)行C.系統(tǒng)會(huì)將整個(gè)任務(wù)回滾到之前的一個(gè)檢查點(diǎn)，然后從該點(diǎn)重新開始執(zhí)行D.由于分布式系統(tǒng)的復(fù)雜性，節(jié)點(diǎn)A的故障會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)崩潰，無法恢復(fù)5、某計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用分頁存儲(chǔ)管理方式，頁面大小為4KB，邏輯地址為32位。若某進(jìn)程的頁表如下所示：頁號物理塊號021528311則邏輯地址0x12345678對應(yīng)的物理地址是多少？（請給出詳細(xì)的計(jì)算過程）（）A.0x52345678B.0x82345678C.0x11345678D.0x223456786、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7、在一個(gè)具有進(jìn)程優(yōu)先級調(diào)度的操作系統(tǒng)中，進(jìn)程的優(yōu)先級分為高、中、低三個(gè)級別。高優(yōu)先級進(jìn)程可以搶占中、低優(yōu)先級進(jìn)程的CPU資源，中優(yōu)先級進(jìn)程可以搶占低優(yōu)先級進(jìn)程的CPU資源。當(dāng)前有三個(gè)進(jìn)程P1（高優(yōu)先級）、P2（中優(yōu)先級）、P3（低優(yōu)先級），P3正在運(yùn)行，P1和P2處于就緒狀態(tài)。此時(shí)，P1變?yōu)榫途w狀態(tài)，系統(tǒng)會(huì)如何調(diào)度？（）A.立即暫停P3，運(yùn)行P1B.等待P3運(yùn)行完當(dāng)前時(shí)間片，再運(yùn)行P1C.讓P1等待，直到P3主動(dòng)放棄CPUD.不確定，取決于系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)8、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9、在一個(gè)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中，任務(wù)的調(diào)度不僅要考慮任務(wù)的優(yōu)先級，還要滿足任務(wù)的時(shí)間約束。假設(shè)有一個(gè)周期性任務(wù)，其執(zhí)行周期為50毫秒，每次執(zhí)行時(shí)間為20毫秒。分析在不同的調(diào)度算法（如單調(diào)速率調(diào)度、最早截止時(shí)間優(yōu)先等）下，如何保證該任務(wù)能夠按時(shí)完成，并討論這些調(diào)度算法在處理周期性任務(wù)時(shí)的優(yōu)缺點(diǎn)。A.單調(diào)速率調(diào)度算法最優(yōu)B.最早截止時(shí)間優(yōu)先算法最優(yōu)C.兩種算法在不同情況下各有優(yōu)劣D.取決于任務(wù)的具體特點(diǎn)和系統(tǒng)負(fù)載10、在操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)中，文件控制塊（FCB）是用于存放文件相關(guān)信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。FCB通常包含文件的基本信息、文件的位置信息和文件的訪問控制信息等。假設(shè)一個(gè)文件系統(tǒng)的FCB大小為64字節(jié)，磁盤塊大小為1KB，其中4字節(jié)用于磁盤塊指針。若采用直接索引方式，每個(gè)磁盤塊可存放16個(gè)FCB，則一個(gè)文件最多可以有多少個(gè)磁盤塊（）A.16B.256C.4096D.6553611、在一個(gè)文件系統(tǒng)中，文件的物理結(jié)構(gòu)采用鏈接分配方式。每個(gè)磁盤塊大小為512字節(jié)，文件的起始地址為1000塊，文件長度為5000字節(jié)。請問該文件占用了多少個(gè)磁盤塊？（）A.10B.11C.12D.1312、假設(shè)一個(gè)操作系統(tǒng)的頁表項(xiàng)大小為4字節(jié)，頁面大小為4KB，邏輯地址空間大小為4GB。那么該系統(tǒng)的頁表需要占用多少內(nèi)存空間？（）A.4MBB.8MBC.16MBD.32MB13、在文件系統(tǒng)中，目錄的組織方式對文件的查找效率有很大影響。假設(shè)一個(gè)文件系統(tǒng)采用樹形目錄結(jié)構(gòu)，以下關(guān)于樹形目錄結(jié)構(gòu)的描述中，正確的是：（）A.樹形目錄結(jié)構(gòu)可以方便地實(shí)現(xiàn)文件的共享，但會(huì)增加文件查找的時(shí)間復(fù)雜度B.在樹形目錄結(jié)構(gòu)中，刪除一個(gè)目錄時(shí)，需要遞歸地刪除其所有子目錄和文件C.樹形目錄結(jié)構(gòu)不允許文件或目錄重名，否則會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)混亂D.從根目錄到任何一個(gè)文件的路徑都是唯一的，這保證了文件的唯一性和可訪問性14、在文件系統(tǒng)中，文件目錄的組織方式對文件的查找效率有很大影響。常見的文件目錄組織方式有單級目錄、兩級目錄和多級目錄。單級目錄結(jié)構(gòu)簡單，但不便于文件的分類管理；兩級目錄將用戶文件目錄和系統(tǒng)文件目錄分開，提高了安全性；多級目錄則形成了樹形結(jié)構(gòu)，便于文件的分類和查找。假設(shè)一個(gè)文件系統(tǒng)采用多級目錄結(jié)構(gòu)，目錄深度為3，每個(gè)目錄下最多有10個(gè)子目錄或文件。那么，該文件系統(tǒng)最多可以容納的文件和目錄數(shù)量為（）A.1000B.10000C.100000D.100000015、在操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)中，索引節(jié)點(diǎn)（inode）是用于存儲(chǔ)文件屬性和磁盤地址等信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。假設(shè)一個(gè)文件系統(tǒng)采用直接索引和間接索引相結(jié)合的方式來存儲(chǔ)文件數(shù)據(jù)的磁盤地址。對于一個(gè)較大的文件，以下關(guān)于磁盤地址存儲(chǔ)和訪問的描述，正確的是：（）A.直接索引部分可以存儲(chǔ)較多的磁盤地址，足以滿足大部分文件的需求B.間接索引部分通過指針指向多個(gè)磁盤塊，用于存儲(chǔ)更多的磁盤地址C.讀取文件數(shù)據(jù)時(shí)，首先查找直接索引部分，若找不到再查找間接索引部分D.間接索引會(huì)增加文件的讀取時(shí)間，因此應(yīng)盡量減少間接索引的使用二、簡答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）簡述操作系統(tǒng)中的分布式對象存儲(chǔ)。2、（本題5分）什么是邊緣計(jì)算中的操作系統(tǒng)需求？3、（本題5分）解釋操作系統(tǒng)的性能調(diào)優(yōu)工具和技術(shù)。三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）論述在操作系統(tǒng)中，文件系統(tǒng)的日志記錄技術(shù)，分析日志在文件系統(tǒng)一致性維護(hù)、恢復(fù)操作和性能優(yōu)化方面的作用，比較不同日志模式的優(yōu)缺點(diǎn)。2、（本題5分）在實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中，任務(wù)的優(yōu)先級反轉(zhuǎn)是一個(gè)需要解決的問題。詳細(xì)論述優(yōu)先級反轉(zhuǎn)的現(xiàn)象、產(chǎn)生原因和解決方法，分析優(yōu)先級繼承、優(yōu)先級天花板等機(jī)制在解決優(yōu)先級反轉(zhuǎn)問題中的作用，研究如何在實(shí)時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中避免和處理優(yōu)先級反轉(zhuǎn)，以及優(yōu)先級反轉(zhuǎn)對系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的影響。3、（本題5分）論述在操作系統(tǒng)中，進(jìn)程同步與互斥的概念、實(shí)現(xiàn)機(jī)制以及它們在多進(jìn)程環(huán)境下的重要性。分析常見的同步工具如信號量、互斥鎖等的工作原理，并舉例說明在實(shí)際應(yīng)用中如何避免死鎖的發(fā)生。4、（本題5分）詳細(xì)探討操作系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)，包括常見的文件系統(tǒng)類型（如FAT、NTFS、EXT等），分析它們的結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)組織方式以及在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、檢索和安全性方面的特點(diǎn)。5、（本題5分