河北工程技術(shù)學(xué)院《計算機組成》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁河北工程技術(shù)學(xué)院《計算機組成》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、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、在一個分布式操作系統(tǒng)環(huán)境中，多個計算機通過網(wǎng)絡(luò)連接在一起，共同完成各種任務(wù)。假設(shè)系統(tǒng)中有兩個節(jié)點A和B，它們分別運行著不同的進程。進程P1在節(jié)點A上產(chǎn)生了一些數(shù)據(jù)，需要傳輸給在節(jié)點B上運行的進程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)存和遠程過程調(diào)用（RPC）等。對于這種跨節(jié)點的數(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？需要詳細分析每種方式的特點和適用場景。A.消息傳遞B.共享內(nèi)存C.遠程過程調(diào)用（RPC）D.以上方式在不同情況下各有優(yōu)劣2、操作系統(tǒng)的死鎖問題是一個需要重點關(guān)注和解決的難題。假設(shè)有四個進程P1、P2、P3和P4，它們分別申請了資源R1、R2、R3和R4。目前的資源分配情況導(dǎo)致了死鎖的發(fā)生。以下關(guān)于死鎖檢測和解除的說法，正確的是：（）A.可以通過資源分配圖來檢測死鎖是否發(fā)生，如果存在環(huán)路則表示發(fā)生了死鎖B.一旦檢測到死鎖，操作系統(tǒng)會立即終止所有涉及死鎖的進程，以解除死鎖C.死鎖解除時，通常會選擇優(yōu)先級最低的進程進行終止，釋放其占用的資源D.為了避免死鎖，操作系統(tǒng)應(yīng)該禁止進程申請多個資源3、在一個具有多級目錄結(jié)構(gòu)的文件系統(tǒng)中，用戶A在其主目錄下創(chuàng)建了一個子目錄subdir，并在subdir目錄下創(chuàng)建了文件file.txt。用戶B沒有權(quán)限訪問用戶A的主目錄，但具有對subdir目錄的讀權(quán)限。請問用戶B能否讀取file.txt文件的內(nèi)容？（）A.能B.不能C.取決于文件的具體權(quán)限設(shè)置D.無法確定4、某操作系統(tǒng)支持多種文件系統(tǒng)，包括FAT32、NTFS和EXT4等?，F(xiàn)在有一個文件需要在不同的文件系統(tǒng)之間進行復(fù)制，假設(shè)文件大小為10GB，源文件系統(tǒng)為FAT32，目標文件系統(tǒng)為NTFS。在復(fù)制過程中，需要考慮文件系統(tǒng)的特性，如最大文件大小限制、簇大小、文件屬性支持等。以下關(guān)于這個文件復(fù)制過程的描述，哪一項是正確的？（）A.由于FAT32的最大文件大小限制為4GB，所以無法直接復(fù)制這個10GB的文件B.文件復(fù)制時，簇大小的差異不會影響文件的內(nèi)容和存儲效率C.NTFS支持更多的文件屬性，復(fù)制過程中源文件系統(tǒng)中不支持的屬性會被自動丟棄D.復(fù)制過程中，文件系統(tǒng)會自動調(diào)整文件的存儲結(jié)構(gòu)以適應(yīng)目標文件系統(tǒng)的要求，無需用戶干預(yù)5、在操作系統(tǒng)的設(shè)備驅(qū)動程序中，負責(zé)與硬件設(shè)備進行通信和控制。假設(shè)一個設(shè)備驅(qū)動程序需要處理設(shè)備的中斷請求。以下關(guān)于中斷處理的描述，正確的是：（）A.設(shè)備中斷發(fā)生時，操作系統(tǒng)會立即暫停當(dāng)前正在執(zhí)行的進程，轉(zhuǎn)去處理中斷B.中斷處理程序的執(zhí)行時間應(yīng)該盡量短，以免影響系統(tǒng)的實時性C.設(shè)備驅(qū)動程序在處理中斷時，可以阻塞其他設(shè)備的中斷請求D.中斷處理完成后，操作系統(tǒng)會自動選擇一個高優(yōu)先級的進程進行調(diào)度執(zhí)行6、在一個操作系統(tǒng)中，有一個進程正在進行大量的文件讀寫操作。為了提高文件系統(tǒng)的性能，操作系統(tǒng)采用了緩存機制，將經(jīng)常訪問的文件數(shù)據(jù)緩存在內(nèi)存中。以下關(guān)于文件緩存的描述，哪一項是正確的？（）A.文件緩存可以減少磁盤I/O操作的次數(shù)，提高文件訪問的速度，但會占用大量的內(nèi)存B.文件緩存中的數(shù)據(jù)會自動與磁盤中的文件保持同步，無需額外的操作C.當(dāng)內(nèi)存不足時，文件緩存中的數(shù)據(jù)會被立即清除，以釋放內(nèi)存給其他進程使用D.文件緩存只對順序讀取文件有效，對隨機讀取文件沒有幫助7、在操作系統(tǒng)的進程同步中，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)有兩個進程P1和P2，它們共享一個緩沖區(qū)，P1負責(zé)向緩沖區(qū)寫入數(shù)據(jù)，P2負責(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，0B.1個，1C.2個，0D.2個，18、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(shè)有一個計算密集型的進程，它可以被分解為多個子任務(wù)，并且這些子任務(wù)之間沒有數(shù)據(jù)依賴關(guān)系。現(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(wù)分配策略（如平均分配、自適應(yīng)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(yīng)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9、文件系統(tǒng)是操作系統(tǒng)中用于管理文件的重要組成部分。假設(shè)一個文件系統(tǒng)采用多級目錄結(jié)構(gòu)，文件的物理存儲采用連續(xù)分配方式。當(dāng)用戶創(chuàng)建一個新文件時，以下關(guān)于文件系統(tǒng)操作的描述中，正確的是：（）A.文件系統(tǒng)首先在目錄中為新文件創(chuàng)建一個條目，然后在磁盤上為其分配連續(xù)的存儲空間B.由于采用連續(xù)分配方式，文件系統(tǒng)需要從頭開始查找足夠的連續(xù)空間來存儲新文件C.文件系統(tǒng)會為新文件隨機分配存儲空間，然后更新目錄中的文件信息D.連續(xù)分配方式會導(dǎo)致文件的擴展非常困難，所以文件系統(tǒng)通常會拒絕創(chuàng)建較大的新文件10、假設(shè)有一個文件系統(tǒng)，采用混合索引分配方式，其直接索引指針指向10個磁盤塊，一級間接索引指針指向一個包含256個磁盤塊地址的索引表，二級間接索引指針指向一個包含256個一級間接索引表地址的索引表。每個磁盤塊大小為4KB，請問該文件系統(tǒng)能夠支持的最大文件大小是多少？（）A.10MB+1GB+256GBB.40KB+1MB+256MBC.40KB+1MB+64GBD.10MB+256MB+64GB11、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，哪個選項是錯誤的？（）A.線程同步是指多個線程之間協(xié)調(diào)執(zhí)行，避免出現(xiàn)競爭條件和數(shù)據(jù)不一致的問題B.線程互斥是指多個線程之間對共享資源的訪問進行互斥控制，保證同一時間只有一個線程訪問共享資源C.線程同步和互斥可以通過鎖、信號量和條件變量等機制來實現(xiàn)D.線程同步和互斥只對多線程程序有效，對單線程程序沒有作用12、在一個實時操作系統(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)的時間約束。假設(shè)有一個周期性任務(wù)，其執(zhí)行周期為50毫秒，每次執(zhí)行時間為20毫秒。分析在不同的調(diào)度算法（如單調(diào)速率調(diào)度、最早截止時間優(yōu)先等）下，如何保證該任務(wù)能夠按時完成，并討論這些調(diào)度算法在處理周期性任務(wù)時的優(yōu)缺點。A.單調(diào)速率調(diào)度算法最優(yōu)B.最早截止時間優(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)的具體特點和系統(tǒng)負載13、在一個操作系統(tǒng)中，進程的創(chuàng)建和銷毀是常見的操作。假設(shè)一個應(yīng)用程序需要頻繁創(chuàng)建和銷毀大量的短生命周期進程，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)建和銷毀進程總是有害的B.頻繁創(chuàng)建和銷毀進程在某些情況下無害C.可以通過進程池或線程池完全解決性能問題D.進程池和線程池有適用場景和限制14、某操作系統(tǒng)采用樹形目錄結(jié)構(gòu)，用戶A創(chuàng)建了一個文件/home/A/doc.txt，用戶B想要訪問該文件，但是沒有權(quán)限。若用戶A賦予用戶B對該文件的讀權(quán)限，用戶B應(yīng)該如何訪問該文件？（）A./home/A/doc.txtB.~/A/doc.txtC./A/doc.txtD.以上都不對15、在一個多線程操作系統(tǒng)中，一個進程可以包含多個線程。假設(shè)一個進程P有兩個線程T1和T2，它們共享進程的資源，如內(nèi)存、文件描述符等?，F(xiàn)在線程T1正在進行一個耗時的計算操作，而線程T2需要訪問線程T1正在使用的資源。分析在這種情況下，可能出現(xiàn)的線程同步問題，如競爭條件和死鎖，并討論如何使用互斥鎖、條件變量等同步機制來解決這些問題，以及這些同步機制對線程執(zhí)行效率的影響。A.同步機制總是提高效率B.同步機制總是降低效率C.同步機制在某些情況下提高，某些情況下降低D.取決于線程的操作和資源的使用情況16、操作系統(tǒng)中的設(shè)備管理負責(zé)對系統(tǒng)中的各類I/O設(shè)備進行有效的管理和控制。假設(shè)有一個磁盤系統(tǒng)，其旋轉(zhuǎn)速度為每分鐘7200轉(zhuǎn)，平均尋道時間為10ms，每個磁道包含500個扇區(qū)，每個扇區(qū)512字節(jié)。現(xiàn)在要讀取一個100KB的文件，且文件數(shù)據(jù)連續(xù)存儲在磁盤上。那么，讀取該文件所需的平均時間大約為（）A.15msB.20msC.25msD.30ms17、在一個文件系統(tǒng)中，文件的存儲方式采用鏈接分配。假設(shè)一個文件由5個盤塊組成，盤塊號依次為100、50、120、80、20。如果要刪除這個文件，需要進行哪些操作？（）A.直接刪除文件的目錄項B.依次釋放5個盤塊C.從后向前依次釋放盤塊，并修改前一個盤塊的指針D.從前向后依次釋放盤塊，并修改后一個盤塊的指針18、在一個操作系統(tǒng)中，進程通信是非常重要的一部分。假設(shè)有兩個進程P1和P2，它們需要頻繁地交換大量的數(shù)據(jù)。以下幾種進程通信方式中，哪種方式最適合這種情況？（）A.共享內(nèi)存：兩個進程可以直接訪問同一塊共享的內(nèi)存區(qū)域，進行數(shù)據(jù)交換B.消息傳遞：通過發(fā)送和接收消息來傳遞數(shù)據(jù)，每個消息有固定的大小和格式C.管道：一種單向的、基于字節(jié)流的通信方式，數(shù)據(jù)只能從一端流向另一端D.信號量：用于進程之間的同步，而不是直接的數(shù)據(jù)交換19、在一個多道批處理系統(tǒng)中，有三個作業(yè)J1、J2和J3，它們的提交時間、運行時間如下表所示：作業(yè)提交時間運行時間（小時）J18:003J29:002J310:001假設(shè)系統(tǒng)采用短作業(yè)優(yōu)先（SJF）調(diào)度算法，計算三個作業(yè)的平均周轉(zhuǎn)時間。（給出詳細的計算過程）（）A.4小時B.4.33小時C.4.67小時D.5小時20、在操作系統(tǒng)的文件保護機制中，訪問控制列表（ACL）和權(quán)限位是兩種常見的方法。假設(shè)一個文件的所有者具有讀、寫和執(zhí)行權(quán)限，所屬組具有讀和執(zhí)行權(quán)限，其他用戶只有讀權(quán)限。以下關(guān)于文件保護機制的描述中，正確的是：（）A.當(dāng)一個用戶試圖訪問該文件時，操作系統(tǒng)只根據(jù)用戶所屬的組來確定其權(quán)限B.如果一個不屬于文件所有者和所屬組的用戶想要修改該文件，將會被拒絕C.權(quán)限位的設(shè)置比訪問控制列表更靈活，可以為每個用戶單獨設(shè)置不同的權(quán)限D(zhuǎn).訪問控制列表可以更精細地控制文件的訪問權(quán)限，但實現(xiàn)和管理相對復(fù)雜二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）簡述操作系統(tǒng)的定義和主要功能。2、（本題5分）簡述操作系統(tǒng)中的安全隔離機制。3、（本題5分）什么是死鎖？產(chǎn)生死鎖的必要條件有哪些？4、（本題5分）簡述操作系統(tǒng)中的內(nèi)存緊縮技術(shù)。5、（本題5分）簡述分頁存儲管理的基本原理。三、綜合分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）探討操作系統(tǒng)如何處理進程間通信中的消息傳遞的消息確認和重傳機制。2、（本題5分）分析操作系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)的文件壓縮的壓縮和解壓縮的并行化。3、（本題5分）探討操作系統(tǒng)中的進程調(diào)度的節(jié)能感知策略。4、（本題5分）研究操作系統(tǒng)如何支持不同類型的文件系統(tǒng)的日志滾動和歸檔策略。5、（本題5分）分析操作系統(tǒng)如何處理文件系統(tǒng)的版本控制和回滾操作。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）在多核環(huán)境下，操作系統(tǒng)的線程調(diào)度需要考慮更多的因素。請全面論述多