武漢商學院《操作系統(tǒng)》2021-2022學年第一學期期末試卷

自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁武漢商學院《操作系統(tǒng)》

2021-2022學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______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、在一個分布式操作系統(tǒng)中，多個計算機通過網(wǎng)絡連接協(xié)同工作。假設系統(tǒng)中有多個任務需要分配到不同的節(jié)點上執(zhí)行，以下關于分布式操作系統(tǒng)任務分配的描述中，正確的是：（）A.任務分配只考慮節(jié)點的計算能力，不考慮網(wǎng)絡帶寬和延遲B.分布式操作系統(tǒng)會自動將任務平均分配到各個節(jié)點上，以保證負載均衡C.在任務分配過程中，需要考慮節(jié)點的資源狀態(tài)、任務的需求以及網(wǎng)絡通信開銷等因素D.一旦任務被分配到某個節(jié)點上，就不能再遷移到其他節(jié)點，即使該節(jié)點出現(xiàn)故障2、某操作系統(tǒng)中，有三個進程P1、P2和P3，它們共享兩個資源R1和R2。資源分配情況如下表所示：進程已分配資源最大需求資源R1R2R1R2P11032P20121P31131系統(tǒng)是否處于安全狀態(tài)？如果是，給出一個安全序列。（請給出詳細的分析過程）（）A.是，P2、P1、P3B.是，P1、P2、P3C.否D.是，P3、P1、P23、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，便于文件的分類和查找。假設一個文件系統(tǒng)采用多級目錄結(jié)構，目錄深度為3，每個目錄下最多有10個子目錄或文件。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.10000004、在一個分時操作系統(tǒng)中，多個用戶通過終端同時與系統(tǒng)交互。假設系統(tǒng)的時間片大小為20毫秒，用戶進程A在一個時間片內(nèi)完成了一部分計算任務，還需要繼續(xù)執(zhí)行。以下關于分時操作系統(tǒng)和進程調(diào)度的描述中，正確的是：（）A.在下一個時間片，操作系統(tǒng)一定會調(diào)度進程A繼續(xù)執(zhí)行B.由于時間片較短，用戶會感覺到系統(tǒng)的響應非常迅速，好像每個用戶都在獨占系統(tǒng)C.如果在進程A等待調(diào)度的過程中有更高優(yōu)先級的進程進入就緒狀態(tài)，進程A可能會被延遲調(diào)度D.時間片的大小對系統(tǒng)的吞吐量沒有影響，只影響用戶的響應時間5、在一個多任務操作系統(tǒng)中，進程的上下文切換是經(jīng)常發(fā)生的。以下關于進程上下文切換的開銷的描述，正確的是：（）A.進程上下文切換的開銷主要包括保存和恢復寄存器的值、更新頁表等B.進程上下文切換的開銷很小，可以忽略不計，不會影響系統(tǒng)性能C.上下文切換的開銷與進程的數(shù)量成正比，進程越多，開銷越大D.減少進程的數(shù)量可以完全消除上下文切換的開銷6、文件系統(tǒng)的文件共享是指多個用戶可以同時訪問同一個文件。以下關于文件共享的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.文件共享可以提高文件的利用率和系統(tǒng)的效率B.文件共享可以通過硬鏈接和軟鏈接兩種方式實現(xiàn)C.文件共享需要解決文件的同步和一致性問題D.文件共享只對文本文件有效，對二進制文件沒有作用7、在存儲管理中，頁面置換時，如果所有頁都在使用，優(yōu)先置換未被修改的頁，這是基于（）的考慮。A.減少I/O次數(shù)B.提高內(nèi)存利用率C.縮短置換時間D.以上都是8、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)之間進行復制，假設文件大小為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。以下關于這個文件復制過程的描述，哪一項是正確的？（）A.由于FAT32的最大文件大小限制為4GB，所以無法直接復制這個10GB的文件B.文件復制時，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.復制過程中，文件系統(tǒng)會自動調(diào)整文件的存儲結(jié)構以適應目標文件系統(tǒng)的要求，無需用戶干預9、假設一個操作系統(tǒng)的頁表項大小為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.32MB10、在一個采用分頁存儲管理的操作系統(tǒng)中，系統(tǒng)的邏輯地址空間被劃分為若干固定大小的頁，物理內(nèi)存也被劃分為相同大小的頁框。假設頁面大小為4KB，某進程的邏輯地址為0x12345678，該地址對應的頁號和頁內(nèi)偏移量分別是多少？同時，若系統(tǒng)的物理內(nèi)存有16GB，頁框大小與頁面大小相同，那么物理地址空間的頁表項數(shù)量最多是多少？（）A.頁號為0x0324，頁內(nèi)偏移量為0x1678；頁表項數(shù)量最多為2^28個B.頁號為0x1234，頁內(nèi)偏移量為0x5678；頁表項數(shù)量最多為2^30個C.頁號為0x5678，頁內(nèi)偏移量為0x1234；頁表項數(shù)量最多為2^34個D.頁號為0x3456，頁內(nèi)偏移量為0x7812；頁表項數(shù)量最多為2^32個11、設備管理是操作系統(tǒng)的重要任務之一。以下關于設備管理的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.設備管理負責管理計算機中的各種外部設備，如硬盤、打印機、鍵盤等B.設備管理可以采用不同的I/O控制方式，如程序控制I/O、中斷驅(qū)動I/O和DMA方式等C.設備管理可以通過設備驅(qū)動程序來實現(xiàn)對設備的控制和操作D.設備管理可以將所有設備都看作是文件，通過文件系統(tǒng)來進行管理12、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。假設有一個文件系統(tǒng)，采用多級目錄結(jié)構，文件的物理存儲采用連續(xù)分配方式。當用戶創(chuàng)建一個新文件時，以下關于文件分配和管理的描述，正確的是：（）A.系統(tǒng)會在磁盤上找到連續(xù)的空閑空間來存儲新文件的數(shù)據(jù)B.新文件的目錄項會立即被添加到父目錄中，無論文件數(shù)據(jù)是否完全存儲C.由于采用連續(xù)分配，文件的擴展可能會導致大量的數(shù)據(jù)移動D.文件的刪除會立即釋放其占用的所有磁盤空間，包括可能存在的碎片13、操作系統(tǒng)的進程調(diào)度算法對于系統(tǒng)性能有很大影響。以下關于進程調(diào)度算法的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.先來先服務調(diào)度算法按照進程到達的先后順序進行調(diào)度B.短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法優(yōu)先調(diào)度執(zhí)行時間短的進程C.時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法將CPU時間劃分為固定大小的時間片，每個進程輪流執(zhí)行一個時間片D.高響應比優(yōu)先調(diào)度算法只考慮進程的等待時間，不考慮執(zhí)行時間14、在一個單核CPU的操作系統(tǒng)中，同時有多個進程處于就緒狀態(tài)。假設系統(tǒng)采用先來先服務（FCFS）的調(diào)度算法，進程P1、P2、P3、P4、P5的到達時間和服務時間如下表所示：（）進程到達時間服務時間P1010P228P346P464P582那么，平均等待時間和平均周轉(zhuǎn)時間分別是多少？A.平均等待時間為8，平均周轉(zhuǎn)時間為14B.平均等待時間為6，平均周轉(zhuǎn)時間為12C.平均等待時間為4，平均周轉(zhuǎn)時間為10D.平均等待時間為2，平均周轉(zhuǎn)時間為815、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)16、某計算機系統(tǒng)中，有一臺打印機被多個進程競爭使用。為了保證打印結(jié)果的正確，系統(tǒng)應采用何種技術？（）A.進程互斥B.進程同步C.進程通信D.死鎖避免17、在操作系統(tǒng)的內(nèi)存分配策略中，首次適應算法、最佳適應算法和最壞適應算法是常見的方法。假設系統(tǒng)中有一系列空閑內(nèi)存塊，大小分別為100KB、200KB、50KB、150KB、300KB。當一個進程請求120KB內(nèi)存時，以下關于不同內(nèi)存分配算法的描述中，正確的是：（）A.首次適應算法會選擇第一個滿足要求的空閑塊，即100KB的塊，并將其分割B.最佳適應算法會選擇大小最接近請求大小的空閑塊，即150KB的塊，并將其分割C.最壞適應算法會選擇最大的空閑塊，即300KB的塊，并將其分割D.不同的內(nèi)存分配算法在不同的場景下可能會有不同的性能表現(xiàn)，沒有一種算法總是最優(yōu)的18、操作系統(tǒng)的死鎖檢測和恢復是解決死鎖問題的重要手段。以下關于死鎖檢測和恢復的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.死鎖檢測可以通過資源分配圖或矩陣等方法來實現(xiàn)B.死鎖恢復可以通過剝奪資源、終止進程等方式來解決死鎖問題C.死鎖檢測和恢復可以在系統(tǒng)運行過程中自動進行，不需要人工干預D.死鎖檢測和恢復可能會導致系統(tǒng)性能下降，因為需要占用一定的系統(tǒng)資源19、在操作系統(tǒng)的虛擬存儲管理中，頁面置換算法的選擇對系統(tǒng)性能有很大影響。假設系統(tǒng)采用最近未使用（NRU）頁面置換算法，以下關于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間未被使用的頁面進行置換C.NRU算法在選擇置換頁面時，不考慮頁面的訪問頻率D.NRU算法比先進先出（FIFO）算法更能避免Belady異?，F(xiàn)象20、在一個實時操作系統(tǒng)中，任務具有不同的優(yōu)先級。假設系統(tǒng)中有三個實時任務T1、T2和T3，優(yōu)先級依次降低。當多個任務同時就緒時，以下關于實時操作系統(tǒng)任務調(diào)度的描述中，正確的是：（）A.總是調(diào)度優(yōu)先級最高的任務T1執(zhí)行，直到它完成或阻塞B.如果任務T1正在執(zhí)行，而更高優(yōu)先級的任務T2就緒，操作系統(tǒng)會立即搶占T1并調(diào)度T2執(zhí)行C.實時操作系統(tǒng)只考慮任務的優(yōu)先級，不考慮任務的執(zhí)行時間和資源需求D.低優(yōu)先級的任務T3永遠不會得到執(zhí)行機會，除非高優(yōu)先級的任務都處于阻塞狀態(tài)二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）什么是系統(tǒng)穩(wěn)定性？2、（本題5分）解釋作業(yè)調(diào)度和進程調(diào)度的區(qū)別。3、（本題5分）簡述操作系統(tǒng)的行業(yè)趨勢和預測。4、（本題5分）什么是系統(tǒng)可維護性？5、（本題5分）操作系統(tǒng)如何處理進程的優(yōu)先級動態(tài)調(diào)整？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)如何實現(xiàn)對實時任務的優(yōu)先級繼承和優(yōu)先級天花板機制。2、（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流量控制和擁塞避免。3、（本題5分）研究操作系統(tǒng)中的內(nèi)存管理的伙伴系統(tǒng)算法。4、（本題5分）探討操作系統(tǒng)中的進程調(diào)度的節(jié)能策略的適應性優(yōu)化。5、（本題5分）探討操作系統(tǒng)中的進程調(diào)度的動態(tài)優(yōu)先級調(diào)整策略。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，資源預留和帶寬分配是保障實時任務性能的重要手段。請全面論述資