湖北科技學(xué)院《操作系統(tǒng)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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2022-2023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25個(gè)小題，每小題1分，共25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、某計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，有一個(gè)磁盤，其每個(gè)盤面有200個(gè)磁道，每個(gè)磁道有10個(gè)扇區(qū)，磁盤轉(zhuǎn)速為6000轉(zhuǎn)/分鐘。若要讀取一個(gè)位于第50個(gè)磁道、第8個(gè)扇區(qū)的數(shù)據(jù)，至少需要多少時(shí)間？（假設(shè)尋道時(shí)間為10ms，給出詳細(xì)的計(jì)算過(guò)程）（）A.21.67msB.23.33msC.25msD.26.67ms2、在一個(gè)多線程操作系統(tǒng)中，一個(gè)進(jìn)程可以包含多個(gè)線程。假設(shè)一個(gè)進(jìn)程P有兩個(gè)線程T1和T2，它們共享進(jìn)程的資源，如內(nèi)存、文件描述符等。現(xiàn)在線程T1正在進(jìn)行一個(gè)耗時(shí)的計(jì)算操作，而線程T2需要訪問(wèn)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(wèn)題，如競(jìng)爭(zhēng)條件和死鎖，并討論如何使用互斥鎖、條件變量等同步機(jī)制來(lái)解決這些問(wèn)題，以及這些同步機(jī)制對(duì)線程執(zhí)行效率的影響。A.同步機(jī)制總是提高效率B.同步機(jī)制總是降低效率C.同步機(jī)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3、在虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)中，頁(yè)面置換算法的性能對(duì)系統(tǒng)的整體性能有很大影響。假設(shè)系統(tǒng)采用先進(jìn)先出（FIFO）頁(yè)面置換算法。以下關(guān)于FIFO算法的特點(diǎn)的描述，正確的是：（）A.FIFO算法可能會(huì)把經(jīng)常使用的頁(yè)面置換出去，導(dǎo)致缺頁(yè)率增加B.FIFO算法總是選擇在內(nèi)存中駐留時(shí)間最長(zhǎng)的頁(yè)面進(jìn)行置換C.FIFO算法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但性能不如其他復(fù)雜的頁(yè)面置換算法D.FIFO算法不會(huì)產(chǎn)生Belady異?，F(xiàn)象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、在操作系統(tǒng)的進(jìn)程通信中，消息傳遞是一種常見(jiàn)的方式。假設(shè)有兩個(gè)進(jìn)程P1和P2通過(guò)消息隊(duì)列進(jìn)行通信。P1向消息隊(duì)列發(fā)送了一條消息，P2從消息隊(duì)列接收消息。以下關(guān)于消息傳遞通信的描述中，正確的是：（）A.消息隊(duì)列是一種先進(jìn)先出的結(jié)構(gòu)，P2接收消息的順序一定與P1發(fā)送消息的順序相同B.當(dāng)消息隊(duì)列已滿時(shí)，P1發(fā)送消息會(huì)被阻塞，直到隊(duì)列中有空間可用C.P2從消息隊(duì)列接收消息時(shí)，如果隊(duì)列為空，P2會(huì)一直等待，直到有消息到來(lái)D.消息傳遞通信只能在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上的進(jìn)程之間使用，不能用于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的進(jìn)程通信6、在文件系統(tǒng)中，文件目錄的組織方式對(duì)文件的查找效率有很大影響。常見(jiàn)的文件目錄組織方式有單級(jí)目錄、兩級(jí)目錄和多級(jí)目錄。單級(jí)目錄結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但不便于文件的分類管理；兩級(jí)目錄將用戶文件目錄和系統(tǒng)文件目錄分開(kāi)，提高了安全性；多級(jí)目錄則形成了樹(shù)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(jí)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.10000007、假設(shè)一個(gè)操作系統(tǒng)的頁(yè)表項(xiàng)大小為4字節(jié)，頁(yè)面大小為4KB，邏輯地址空間大小為4GB。那么該系統(tǒng)的頁(yè)表需要占用多少內(nèi)存空間？（）A.4MBB.8MBC.16MBD.32MB8、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9、在操作系統(tǒng)的進(jìn)程調(diào)度中，優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法可以根據(jù)進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)來(lái)決定其執(zhí)行順序。優(yōu)先級(jí)可以是靜態(tài)的，在進(jìn)程創(chuàng)建時(shí)確定；也可以是動(dòng)態(tài)的，根據(jù)進(jìn)程的運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào)整。假設(shè)系統(tǒng)中有三個(gè)進(jìn)程P1、P2和P3，它們的靜態(tài)優(yōu)先級(jí)分別為3、5和7，當(dāng)前時(shí)刻P1正在運(yùn)行，P2和P3在就緒隊(duì)列中等待。突然，P1發(fā)生I/O等待，P2和P3的優(yōu)先級(jí)不變。那么，接下來(lái)應(yīng)該被調(diào)度執(zhí)行的進(jìn)程是（）A.P2B.P3C.繼續(xù)等待P1完成I/O操作D.不確定，取決于系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)10、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)11、在一個(gè)采用多級(jí)反饋隊(duì)列調(diào)度算法的操作系統(tǒng)中，設(shè)置了三個(gè)就緒隊(duì)列，優(yōu)先級(jí)從高到低依次為Q1、Q2、Q3，時(shí)間片大小分別為2ms、4ms、8ms。進(jìn)程P首先進(jìn)入Q1隊(duì)列，在Q1中運(yùn)行1ms后未完成，被放入Q2隊(duì)列；在Q2中運(yùn)行3ms后未完成，被放入Q3隊(duì)列。那么，進(jìn)程P在Q3隊(duì)列中的時(shí)間片大小是多少？（）A.2msB.4msC.8msD.不確定，取決于系統(tǒng)設(shè)置12、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13、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14、在一個(gè)采用請(qǐng)求分頁(yè)存儲(chǔ)管理的系統(tǒng)中，某進(jìn)程的頁(yè)面訪問(wèn)序列為4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5。若分配給該進(jìn)程的物理塊數(shù)為3，且初始時(shí)均為空，采用最近最久未使用（LRU）頁(yè)面置換算法，那么發(fā)生的缺頁(yè)次數(shù)是多少？（）A.7B.8C.9D.1015、在操作系統(tǒng)的磁盤調(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.不同的磁盤調(diào)度算法在不同的磁盤負(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16、在一個(gè)單CPU的操作系統(tǒng)中，有四個(gè)進(jìn)程P1、P2、P3和P4，它們的到達(dá)時(shí)間、運(yùn)行時(shí)間和優(yōu)先級(jí)如下表所示。進(jìn)程到達(dá)時(shí)間運(yùn)行時(shí)間（ms）優(yōu)先級(jí)P1053P2142P3261P4334假設(shè)系統(tǒng)采用搶占式優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法，當(dāng)時(shí)間片為2ms時(shí)，進(jìn)程的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間是多少？（給出詳細(xì)的計(jì)算過(guò)程）（）A.12.5msB.13.5msC.14.5msD.15.5ms17、操作系統(tǒng)的中斷機(jī)制是實(shí)現(xiàn)多任務(wù)和設(shè)備管理的關(guān)鍵。以下關(guān)于中斷的描述中，哪個(gè)選項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.中斷是指CPU在執(zhí)行程序的過(guò)程中，由于外部事件的發(fā)生而暫停當(dāng)前程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)而去處理外部事件B.中斷可以分為硬件中斷和軟件中斷，硬件中斷是由外部設(shè)備產(chǎn)生的，軟件中斷是由程序中的指令產(chǎn)生的C.中斷處理程序負(fù)責(zé)處理中斷事件，通常會(huì)保存當(dāng)前程序的狀態(tài)，然后執(zhí)行相應(yīng)的處理操作D.中斷可以被屏蔽，即CPU可以忽略某些中斷請(qǐng)求，繼續(xù)執(zhí)行當(dāng)前程序18、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(wèn)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.6553619、在一個(gè)具有實(shí)時(shí)時(shí)鐘的操作系統(tǒng)中，時(shí)鐘中斷的頻率為100Hz。進(jìn)程P需要在每隔50ms執(zhí)行一次特定操作。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，可以采用以下哪種方法？（）A.設(shè)置一個(gè)定時(shí)器，在定時(shí)時(shí)間到達(dá)時(shí)觸發(fā)操作B.在時(shí)鐘中斷處理程序中判斷時(shí)間間隔，執(zhí)行操作C.利用系統(tǒng)調(diào)用，在需要執(zhí)行操作的時(shí)刻主動(dòng)請(qǐng)求執(zhí)行D.以上方法均可20、在虛擬存儲(chǔ)管理中，頁(yè)面置換算法的優(yōu)劣直接影響系統(tǒng)的性能。除了常見(jiàn)的LRU、FIFO等算法，還有最不經(jīng)常使用（LFU）算法。LFU算法根據(jù)頁(yè)面被訪問(wèn)的頻率來(lái)選擇淘汰頁(yè)面。假設(shè)系統(tǒng)為進(jìn)程分配了4個(gè)物理頁(yè)面，頁(yè)面訪問(wèn)序列為1、2、3、4、2、1、5、2、1、6、2、1、7、2、1，采用LFU算法進(jìn)行頁(yè)面置換。那么，缺頁(yè)次數(shù)至少為（）A.7次B.8次C.9次D.10次21、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)盤塊組成，盤塊號(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)盤塊C.從后向前依次釋放盤塊，并修改前一個(gè)盤塊的指針D.從前向后依次釋放盤塊，并修改后一個(gè)盤塊的指針22、在一個(gè)具有多個(gè)線程的進(jìn)程中，線程之間共享進(jìn)程的資源，包括內(nèi)存、文件描述符等。但每個(gè)線程有自己獨(dú)立的?？臻g和線程控制塊。假設(shè)有線程T1、T2和T3，它們同時(shí)訪問(wèn)一個(gè)全局變量X，X的初始值為0。T1執(zhí)行X=X+1，T2執(zhí)行X=X-2，T3執(zhí)行X=X*3，請(qǐng)問(wèn)最終X的值可能是多少？（）A.-3B.0C.3D.以上都有可能23、某文件系統(tǒng)采用索引節(jié)點(diǎn)（inode）來(lái)存儲(chǔ)文件的屬性和磁盤塊的指針。假設(shè)一個(gè)inode占用128字節(jié)，其中10個(gè)直接磁盤塊指針，1個(gè)一級(jí)間接磁盤塊指針，1個(gè)二級(jí)間接磁盤塊指針，1個(gè)三級(jí)間接磁盤塊指針。每個(gè)磁盤塊大小為4KB，每個(gè)磁盤塊指針占用4字節(jié)。請(qǐng)問(wèn)該文件系統(tǒng)能夠支持的最大文件大小是多少？（）A.16GBB.32GBC.64GBD.128GB24、在一個(gè)采用請(qǐng)求分頁(yè)存儲(chǔ)管理的操作系統(tǒng)中，頁(yè)面大小為4KB，某進(jìn)程的邏輯地址空間為32GB。若該進(jìn)程的頁(yè)表項(xiàng)中，有效位為1表示頁(yè)面在內(nèi)存中，為0表示頁(yè)面不在內(nèi)存中。假設(shè)頁(yè)表存放在內(nèi)存中，每頁(yè)可存放1024個(gè)頁(yè)表項(xiàng)。那么，該進(jìn)程頁(yè)表的大小是多少？（）A.4MBB.8MBC.16MBD.32MB25、在一個(gè)具有多個(gè)進(jìn)程的系統(tǒng)中，進(jìn)程之間通過(guò)消息傳遞進(jìn)行通信。假設(shè)進(jìn)程P1向進(jìn)程P2發(fā)送了一條消息，消息在發(fā)送過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)丟失、重復(fù)或亂序的情況。為了保證消息傳遞的可靠性，通常需要采取哪些措施？（）A.為消息添加序列號(hào)、確認(rèn)機(jī)制和超時(shí)重傳B.使用共享內(nèi)存進(jìn)行通信C.增加緩沖區(qū)大小D.提高網(wǎng)絡(luò)帶寬二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）什么是操作系統(tǒng)的安全漏洞和補(bǔ)丁管理？2、（本題5分）簡(jiǎn)述操作系統(tǒng)的兼容性測(cè)試和回歸測(cè)試。3、（本題5分）什么是設(shè)備獨(dú)立性？其優(yōu)點(diǎn)有哪些？4、（本題5分）什么是系統(tǒng)可維護(hù)性？三、綜合分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）研究操作系統(tǒng)中的文件共享機(jī)制以及如何保證數(shù)據(jù)的一致性。2、（本題5分）分析操作系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬設(shè)備的管理和資源分配。3、（本題5分）研究操作系統(tǒng)如何管理系統(tǒng)資源，以避免資源競(jìng)爭(zhēng)和饑餓現(xiàn)象。4、（本題5分）研究操作系統(tǒng)的日志系統(tǒng)，包括日志的記錄、存儲(chǔ)和分析。5、（本題5分）分析操作系統(tǒng)如何優(yōu)化文件系統(tǒng)的文件刪除操作的空間回收效率。四、論述題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）設(shè)備管理是操作系統(tǒng)與硬件設(shè)備交互的重要環(huán)節(jié)。詳細(xì)論述設(shè)備管理的主要任務(wù)和方法，包