重慶護(hù)理職業(yè)學(xué)院《計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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2023-2024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)采用分段存儲(chǔ)管理的操作系統(tǒng)中，一個(gè)進(jìn)程被分為三個(gè)段：代碼段、數(shù)據(jù)段和堆棧段。代碼段起始地址為0，長(zhǎng)度為1000字節(jié)；數(shù)據(jù)段起始地址為1500，長(zhǎng)度為500字節(jié)；堆棧段起始地址為2500，長(zhǎng)度為800字節(jié)。系統(tǒng)的段表如下：段號(hào)起始地址段長(zhǎng)1010002150050032500800。當(dāng)進(jìn)程訪問(wèn)邏輯地址為2000的內(nèi)存單元時(shí)，會(huì)發(fā)生什么情況？（）A.正常訪問(wèn)，對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)段內(nèi)B.產(chǎn)生越界錯(cuò)誤，該地址超出了進(jìn)程的地址空間C.進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換，將邏輯地址轉(zhuǎn)換為物理地址后訪問(wèn)D.系統(tǒng)進(jìn)行段的合并操作，然后再進(jìn)行訪問(wèn)2、在操作系統(tǒng)的存儲(chǔ)管理中，段式存儲(chǔ)管理將用戶程序按照邏輯分段，每個(gè)段具有不同的名字和長(zhǎng)度。與分頁(yè)存儲(chǔ)管理相比，段式存儲(chǔ)管理更便于實(shí)現(xiàn)程序的模塊化和動(dòng)態(tài)鏈接。假設(shè)一個(gè)段式存儲(chǔ)系統(tǒng)，地址空間為32位，其中段號(hào)占8位，段內(nèi)偏移量占24位，每個(gè)段最大長(zhǎng)度為2^24字節(jié)。那么，該系統(tǒng)最多可以有多少個(gè)段（）A.2^8個(gè)B.2^16個(gè)C.2^24個(gè)D.2^32個(gè)3、操作系統(tǒng)中的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是連接硬件設(shè)備和操作系統(tǒng)內(nèi)核的橋梁。假設(shè)一個(gè)新的打印機(jī)設(shè)備被連接到計(jì)算機(jī)上，以下關(guān)于設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的作用和工作過(guò)程的描述中，正確的是：（）A.設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)將操作系統(tǒng)的通用命令轉(zhuǎn)換為打印機(jī)特定的控制指令B.當(dāng)用戶打印文件時(shí)，操作系統(tǒng)直接控制打印機(jī)，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序不參與C.設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序一旦安裝就不會(huì)更新，除非打印機(jī)硬件發(fā)生重大變化D.設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序獨(dú)立于操作系統(tǒng)內(nèi)核運(yùn)行，不受內(nèi)核的管理和控制4、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.8005、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(jí)，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6、在一個(gè)采用樹(shù)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(kāi)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)單處理機(jī)系統(tǒng)中，有三個(gè)進(jìn)程P1、P2和P3，它們的優(yōu)先級(jí)分別為3、2和1（數(shù)值越大優(yōu)先級(jí)越高），到達(dá)時(shí)間分別為0、1和2毫秒，服務(wù)時(shí)間分別為5、3和4毫秒。若采用優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法，且非搶占式，那么平均等待時(shí)間是多少？（）A.3毫秒B.4毫秒C.5毫秒D.6毫秒8、某操作系統(tǒng)采用樹(shù)形目錄結(jié)構(gòu)，用戶A創(chuàng)建了一個(gè)文件/home/A/doc.txt，用戶B想要訪問(wèn)該文件，但是沒(méi)有權(quán)限。若用戶A賦予用戶B對(duì)該文件的讀權(quán)限，用戶B應(yīng)該如何訪問(wèn)該文件？（）A./home/A/doc.txtB.~/A/doc.txtC./A/doc.txtD.以上都不對(duì)9、設(shè)備管理中的設(shè)備獨(dú)立性是指程序與具體的設(shè)備無(wú)關(guān)。以下關(guān)于設(shè)備獨(dú)立性的描述中，哪個(gè)選項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.設(shè)備獨(dú)立性可以提高程序的可移植性和設(shè)備的利用率B.設(shè)備獨(dú)立性可以通過(guò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和邏輯設(shè)備表來(lái)實(shí)現(xiàn)C.設(shè)備獨(dú)立性意味著程序可以不考慮設(shè)備的具體類型和特性，直接使用設(shè)備D.設(shè)備獨(dú)立性只對(duì)輸入設(shè)備有效，對(duì)輸出設(shè)備沒(méi)有作用10、有一個(gè)文件系統(tǒng)，采用混合索引分配方式，其FCB中共有13個(gè)地址項(xiàng)，其中0-9個(gè)地址項(xiàng)為直接地址，第10個(gè)地址項(xiàng)為一次間接地址，第11個(gè)地址項(xiàng)為二次間接地址，第12個(gè)地址項(xiàng)為三次間接地址。若每個(gè)盤(pán)塊的大小為512B，每個(gè)盤(pán)塊號(hào)占4B，則該文件系統(tǒng)允許的最大文件長(zhǎng)度是多少？（給出詳細(xì)的計(jì)算步驟）（）A.10+512+512×512+512×512×512B.10×512+512×512+512×512×512C.10×512+512×512+512×512×512×512D.10+512×512+512×512×512+512×512×512×51211、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)12、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2KB，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)03152731則邏輯地址0x8000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.0x10000B.0x18000C.0x20000D.013、在一個(gè)操作系統(tǒng)中，設(shè)備管理是一項(xiàng)重要的功能。假設(shè)有一個(gè)磁盤(pán)設(shè)備，其傳輸速率為100MB/s，平均尋道時(shí)間為10毫秒，旋轉(zhuǎn)延遲為5毫秒?，F(xiàn)在有一個(gè)進(jìn)程需要連續(xù)讀取100個(gè)大小均為4KB的數(shù)據(jù)塊。分析在不同的磁盤(pán)調(diào)度算法（如先來(lái)先服務(wù)、最短尋道時(shí)間優(yōu)先、電梯算法等）下，進(jìn)程完成數(shù)據(jù)讀取所需的時(shí)間，并比較這些算法在磁盤(pán)I/O性能方面的優(yōu)劣。A.先來(lái)先服務(wù)算法最優(yōu)B.最短尋道時(shí)間優(yōu)先算法最優(yōu)C.電梯算法最優(yōu)D.不同算法在不同情況下各有優(yōu)劣14、在一個(gè)采用段式存儲(chǔ)管理的操作系統(tǒng)中，某進(jìn)程的邏輯地址由段號(hào)和段內(nèi)偏移量組成。假設(shè)進(jìn)程有三個(gè)段，段號(hào)分別為0、1、2，段長(zhǎng)分別為1000、2000、3000，段內(nèi)偏移量分別為500、1500、2500。那么，對(duì)應(yīng)的物理地址分別是多少？同時(shí)，如果要進(jìn)行段的共享，需要滿足哪些條件？（）A.物理地址分別為500、1500、2500；段共享需要段的長(zhǎng)度相同且訪問(wèn)權(quán)限一致B.物理地址分別為500、3500、5500；段共享需要段的起始地址相同且訪問(wèn)屬性相同C.物理地址分別為500、1500、5500；段共享需要段的屬性相同且段內(nèi)偏移量相同D.物理地址分別為500、3500、8500；段共享需要段的名稱相同且段長(zhǎng)相同15、進(jìn)程同步和互斥是操作系統(tǒng)中保證進(jìn)程正確執(zhí)行的關(guān)鍵機(jī)制。假設(shè)有兩個(gè)進(jìn)程P1和P2，它們共享一個(gè)資源R。為了保證互斥訪問(wèn)資源R，使用了信號(hào)量機(jī)制。初始時(shí)，信號(hào)量S的值為1。當(dāng)P1訪問(wèn)資源R時(shí)，執(zhí)行P(S)操作；當(dāng)P1訪問(wèn)結(jié)束后，執(zhí)行V(S)操作。以下關(guān)于信號(hào)量和進(jìn)程操作的描述中，正確的是：（）A.當(dāng)P1執(zhí)行P(S)操作后，如果S的值變?yōu)?，則P1獲得資源R并進(jìn)入臨界區(qū)B.如果P2在P1執(zhí)行V(S)操作之前執(zhí)行P(S)操作，P2一定會(huì)被阻塞C.信號(hào)量S的值永遠(yuǎn)不會(huì)小于0，因?yàn)檫@意味著出現(xiàn)了錯(cuò)誤的操作D.當(dāng)P1執(zhí)行V(S)操作后，如果有多個(gè)進(jìn)程在等待資源R，操作系統(tǒng)會(huì)隨機(jī)選擇一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）簡(jiǎn)述操作系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)協(xié)作和溝通方式。2、（本題5分）簡(jiǎn)述命令行接口和圖形用戶接口的特點(diǎn)。3、（本題5分）簡(jiǎn)述操作系統(tǒng)的安全策略制定和執(zhí)行流程。三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)探討操作系統(tǒng)中的線程模型，包括用戶級(jí)線程和內(nèi)核級(jí)線程，分析它們的實(shí)現(xiàn)方式、切換開(kāi)銷和并發(fā)性能，以及如何在多線程編程中有效地利用線程資源。2、（本題5分）文件系統(tǒng)是操作系統(tǒng)中用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理的重要組成部分。論述常見(jiàn)的文件系統(tǒng)類型，如FAT、NTFS、EXT等，分析它們的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和性能差異，探討文件系統(tǒng)在數(shù)據(jù)組織、存儲(chǔ)效率、安全性等方面的設(shè)計(jì)原則和實(shí)現(xiàn)機(jī)制。3、（本題5分）在操作系統(tǒng)的進(jìn)程調(diào)度中，公平性和效率是兩個(gè)重要的目標(biāo)。請(qǐng)全面論述如何在保證公平性的前提下提高調(diào)度效率，分析常見(jiàn)的調(diào)度算法在這兩個(gè)方面的表現(xiàn)，并探討如何根據(jù)系統(tǒng)負(fù)載動(dòng)態(tài)調(diào)整調(diào)度策略。4、（本題5分）在操作系統(tǒng)中，文件系統(tǒng)的日志功能對(duì)于提高系統(tǒng)的可靠性和恢復(fù)能力具有重要作用。詳細(xì)論述文件系統(tǒng)日志的實(shí)現(xiàn)方式、類型（如元數(shù)據(jù)日志、數(shù)據(jù)日志）和工作原理，分析日志對(duì)文件系統(tǒng)性能的影響，研究如何優(yōu)化日志的寫(xiě)入策略和存儲(chǔ)空間管理，以及在系統(tǒng)故障時(shí)如何利用日志進(jìn)行快速恢復(fù)。5、（本題5分）操作系統(tǒng)的內(nèi)核結(jié)構(gòu)對(duì)系統(tǒng)性能和可擴(kuò)展