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裝訂線裝訂線PAGE2第1頁(yè),共3頁(yè)西安建筑科技大學(xué)華清學(xué)院
《操作系統(tǒng)》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15個(gè)小題,每小題1分,共15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、在操作系統(tǒng)中,系統(tǒng)調(diào)用是用戶程序與操作系統(tǒng)內(nèi)核進(jìn)行交互的接口。假設(shè)有一個(gè)用戶程序需要讀取一個(gè)文件的內(nèi)容,通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用實(shí)現(xiàn)。以下關(guān)于系統(tǒng)調(diào)用執(zhí)行過(guò)程的描述,正確的是:()A.用戶程序直接訪問(wèn)文件系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),完成文件讀取操作B.用戶程序通過(guò)陷入內(nèi)核模式,執(zhí)行內(nèi)核提供的文件讀取函數(shù)C.系統(tǒng)調(diào)用會(huì)導(dǎo)致用戶程序被阻塞,直到文件讀取完成后才能繼續(xù)執(zhí)行D.系統(tǒng)調(diào)用的執(zhí)行速度非???,對(duì)用戶程序的性能幾乎沒(méi)有影響2、在操作系統(tǒng)的存儲(chǔ)管理中,段式存儲(chǔ)管理和頁(yè)式存儲(chǔ)管理是兩種常見(jiàn)的方式。假設(shè)一個(gè)程序被分為多個(gè)段,每個(gè)段的長(zhǎng)度不同。以下關(guān)于段式存儲(chǔ)管理和頁(yè)式存儲(chǔ)管理的比較中,正確的是:()A.段式存儲(chǔ)管理更便于實(shí)現(xiàn)程序和數(shù)據(jù)的共享,因?yàn)槎问前凑者壿媱澐值腂.頁(yè)式存儲(chǔ)管理的內(nèi)存碎片問(wèn)題比段式存儲(chǔ)管理更嚴(yán)重C.段式存儲(chǔ)管理的地址轉(zhuǎn)換速度比頁(yè)式存儲(chǔ)管理快,因?yàn)槎蔚拈L(zhǎng)度是固定的D.頁(yè)式存儲(chǔ)管理比段式存儲(chǔ)管理更適合處理大程序,因?yàn)轫?yè)的大小是固定的3、在文件系統(tǒng)中,文件的訪問(wèn)控制是保障數(shù)據(jù)安全的重要手段。假設(shè)一個(gè)文件系統(tǒng)對(duì)文件設(shè)置了不同的訪問(wèn)權(quán)限,如讀、寫(xiě)、執(zhí)行等。對(duì)于一個(gè)普通用戶創(chuàng)建的文件,以下關(guān)于訪問(wèn)權(quán)限設(shè)置和繼承的描述,正確的是:()A.該用戶對(duì)自己創(chuàng)建的文件具有完全的控制權(quán)限,包括修改訪問(wèn)權(quán)限B.其他用戶默認(rèn)沒(méi)有對(duì)該文件的任何訪問(wèn)權(quán)限,除非文件所有者明確授予C.當(dāng)該文件被移動(dòng)到其他目錄時(shí),其訪問(wèn)權(quán)限會(huì)自動(dòng)繼承新目錄的默認(rèn)權(quán)限D(zhuǎn).文件的訪問(wèn)權(quán)限只能由系統(tǒng)管理員進(jìn)行修改,用戶無(wú)法自行更改4、在一個(gè)操作系統(tǒng)中,設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)與硬件設(shè)備進(jìn)行通信。假設(shè)系統(tǒng)需要添加一個(gè)新的外部設(shè)備,分析設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)過(guò)程,包括硬件接口的了解、寄存器的操作、中斷處理等,并討論設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序在操作系統(tǒng)中的地位和作用,以及如何保證設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的穩(wěn)定性和可靠性。A.設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單,作用不大B.設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)復(fù)雜,作用關(guān)鍵C.設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)難度適中,作用一般D.取決于設(shè)備的類型和復(fù)雜度5、在一個(gè)具有進(jìn)程同步機(jī)制的操作系統(tǒng)中,有兩個(gè)進(jìn)程P和Q,它們共享一個(gè)緩沖區(qū)。P進(jìn)程負(fù)責(zé)向緩沖區(qū)寫(xiě)入數(shù)據(jù),Q進(jìn)程負(fù)責(zé)從緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)。為了保證數(shù)據(jù)的正確讀寫(xiě),使用了一個(gè)信號(hào)量S,初始值為1。當(dāng)P進(jìn)程準(zhǔn)備向緩沖區(qū)寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí),執(zhí)行P(S)操作;寫(xiě)入完成后,執(zhí)行V(S)操作。當(dāng)Q進(jìn)程準(zhǔn)備從緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)時(shí),執(zhí)行P(S)操作;讀取完成后,執(zhí)行V(S)操作。假設(shè)當(dāng)前Q進(jìn)程正在讀取數(shù)據(jù),P進(jìn)程準(zhǔn)備寫(xiě)入數(shù)據(jù)。那么,P進(jìn)程會(huì)處于什么狀態(tài)?()A.就緒狀態(tài)B.阻塞狀態(tài)C.運(yùn)行狀態(tài)D.掛起狀態(tài)6、在一個(gè)操作系統(tǒng)中,死鎖是一個(gè)需要避免的問(wèn)題。假設(shè)有四個(gè)進(jìn)程P1、P2、P3、P4,它們分別需要資源A、B、C,資源的數(shù)量分別為5、4、3,每個(gè)進(jìn)程所需的資源數(shù)量如下表所示:()進(jìn)程所需資源A所需資源B所需資源CP1211P2121P3112P4212采用銀行家算法來(lái)判斷系統(tǒng)是否處于安全狀態(tài)。如果當(dāng)前系統(tǒng)的資源分配情況如下表所示:進(jìn)程已分配資源A已分配資源B已分配資源CP1100P2010P3110P4101那么,系統(tǒng)是否處于安全狀態(tài)?A.系統(tǒng)處于安全狀態(tài),存在一個(gè)安全序列,如B.系統(tǒng)處于安全狀態(tài),存在一個(gè)安全序列,如C.系統(tǒng)處于不安全狀態(tài),不存在安全序列D.系統(tǒng)處于安全狀態(tài),存在一個(gè)安全序列,如7、操作系統(tǒng)中的作業(yè)管理負(fù)責(zé)對(duì)用戶提交的作業(yè)進(jìn)行組織、調(diào)度和控制。作業(yè)通常由程序、數(shù)據(jù)和作業(yè)控制說(shuō)明書(shū)組成。作業(yè)調(diào)度算法的性能直接影響系統(tǒng)的效率和用戶的滿意度。假設(shè)有三個(gè)作業(yè)J1、J2和J3,它們的提交時(shí)間分別為8:00、8:30和9:00,運(yùn)行時(shí)間分別為2小時(shí)、1小時(shí)和0.5小時(shí)。若采用短作業(yè)優(yōu)先(SJF)調(diào)度算法,且系統(tǒng)在10:00開(kāi)始調(diào)度作業(yè),那么平均等待時(shí)間為()A.0.5小時(shí)B.1小時(shí)C.1.5小時(shí)D.2小時(shí)8、某計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用了虛擬內(nèi)存技術(shù),虛擬地址空間大小為4GB,物理內(nèi)存大小為2GB,頁(yè)面大小為4KB。若采用最近最少使用(LRU)頁(yè)面置換算法,當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生缺頁(yè)中斷時(shí),需要替換的頁(yè)面在內(nèi)存中駐留的時(shí)間分別為100ms、200ms、300ms和400ms,請(qǐng)問(wèn)應(yīng)該替換哪個(gè)頁(yè)面?()A.駐留時(shí)間為100ms的頁(yè)面B.駐留時(shí)間為200ms的頁(yè)面C.駐留時(shí)間為300ms的頁(yè)面D.駐留時(shí)間為400ms的頁(yè)面9、在一個(gè)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中,有三個(gè)周期性任務(wù)T1、T2和T3,它們的周期分別為50ms、100ms和200ms,每個(gè)任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間分別為20ms、30ms和40ms。采用速率單調(diào)調(diào)度算法(RMS),請(qǐng)問(wèn)這三個(gè)任務(wù)能否在各自的周期內(nèi)完成執(zhí)行?(給出詳細(xì)的計(jì)算和分析過(guò)程)()A.能B.不能C.不確定D.以上都不對(duì)10、在操作系統(tǒng)的內(nèi)存分配策略中,首次適應(yīng)算法、最佳適應(yīng)算法和最壞適應(yīng)算法是常見(jiàn)的方法。假設(shè)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(dāng)一個(gè)進(jìn)程請(qǐng)求120KB內(nèi)存時(shí),以下關(guān)于不同內(nèi)存分配算法的描述中,正確的是:()A.首次適應(yīng)算法會(huì)選擇第一個(gè)滿足要求的空閑塊,即100KB的塊,并將其分割B.最佳適應(yīng)算法會(huì)選擇大小最接近請(qǐng)求大小的空閑塊,即150KB的塊,并將其分割C.最壞適應(yīng)算法會(huì)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(chǎng)景下可能會(huì)有不同的性能表現(xiàn),沒(méi)有一種算法總是最優(yōu)的11、在操作系統(tǒng)的設(shè)備管理中,緩沖技術(shù)可以提高設(shè)備與CPU之間的并行性。假設(shè)一個(gè)設(shè)備向緩沖區(qū)寫(xiě)入數(shù)據(jù),CPU從緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)。以下關(guān)于緩沖區(qū)的作用的描述,正確的是:()A.緩沖區(qū)可以減少設(shè)備等待CPU處理數(shù)據(jù)的時(shí)間,提高設(shè)備利用率B.緩沖區(qū)可以保證數(shù)據(jù)的順序一致性,避免數(shù)據(jù)混亂C.緩沖區(qū)可以增大數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸?,提高?shù)據(jù)傳輸速度D.緩沖區(qū)可以消除設(shè)備與CPU之間的速度差異,實(shí)現(xiàn)同步工作12、某操作系統(tǒng)采用分段存儲(chǔ)管理方式,用戶程序分為三個(gè)段:代碼段、數(shù)據(jù)段和堆棧段。其中代碼段的段地址為0x1000,段長(zhǎng)2KB;數(shù)據(jù)段的段地址為0x2000,段長(zhǎng)1KB;堆棧段的段地址為0x3000,段長(zhǎng)0.5KB。若系統(tǒng)地址空間為4GB,且段表存放在內(nèi)存中,每個(gè)段表項(xiàng)占用4B。則段表的最大長(zhǎng)度是多少?()A.1024B.2048C.4096D.819213、操作系統(tǒng)的內(nèi)存保護(hù)機(jī)制可以防止進(jìn)程之間的內(nèi)存訪問(wèn)沖突。以下關(guān)于內(nèi)存保護(hù)的描述中,哪個(gè)選項(xiàng)是錯(cuò)誤的?()A.內(nèi)存保護(hù)可以通過(guò)地址映射和訪問(wèn)控制等方式實(shí)現(xiàn)B.內(nèi)存保護(hù)可以防止進(jìn)程訪問(wèn)不屬于自己的內(nèi)存區(qū)域C.內(nèi)存保護(hù)可以提高系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性D.內(nèi)存保護(hù)只對(duì)用戶進(jìn)程有效,對(duì)內(nèi)核進(jìn)程沒(méi)有作用14、在操作系統(tǒng)的設(shè)備管理中,緩沖技術(shù)可以有效地提高I/O操作的效率。緩沖池是一種常見(jiàn)的緩沖技術(shù),它由多個(gè)緩沖區(qū)組成,可以用于輸入、輸出和中間轉(zhuǎn)換。假設(shè)一個(gè)系統(tǒng)中有三個(gè)緩沖池,分別用于輸入、輸出和中間轉(zhuǎn)換,每個(gè)緩沖池包含10個(gè)緩沖區(qū)?,F(xiàn)在有一個(gè)進(jìn)程進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入和輸出操作,輸入數(shù)據(jù)量為50KB,輸出數(shù)據(jù)量為30KB,每個(gè)緩沖區(qū)大小為1KB。那么,至少需要多少個(gè)緩沖區(qū)才能滿足操作需求()A.80個(gè)B.70個(gè)C.60個(gè)D.50個(gè)15、在操作系統(tǒng)的存儲(chǔ)管理中,段式存儲(chǔ)管理和頁(yè)式存儲(chǔ)管理都有各自的特點(diǎn)。假設(shè)一個(gè)程序被分為多個(gè)段,每個(gè)段的長(zhǎng)度不同。以下關(guān)于段式存儲(chǔ)管理的優(yōu)點(diǎn)的描述,正確的是:()A.段的長(zhǎng)度可以根據(jù)程序的邏輯需要?jiǎng)討B(tài)改變,更便于程序的擴(kuò)展和修改B.由于段的長(zhǎng)度固定,內(nèi)存分配和管理更加簡(jiǎn)單高效C.段式存儲(chǔ)管理不會(huì)產(chǎn)生內(nèi)存碎片,提高了內(nèi)存利用率D.段式存儲(chǔ)管理的地址轉(zhuǎn)換速度比頁(yè)式存儲(chǔ)管理更快二、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)的可持續(xù)發(fā)展和社會(huì)責(zé)任?2、(本題5分)解釋操作系統(tǒng)中的文件鎖機(jī)制。3、(本題5分)簡(jiǎn)述分布式操作系統(tǒng)的特點(diǎn)。4、(本題5分)簡(jiǎn)述操作系統(tǒng)中的優(yōu)先級(jí)繼承。三、論述題(本大題共5個(gè)小題,共25分)1、(本題5分)論述操作系統(tǒng)中的系統(tǒng)調(diào)用的異步執(zhí)行模式,分析異步系統(tǒng)調(diào)用的實(shí)現(xiàn)機(jī)制、優(yōu)點(diǎn)和適用場(chǎng)景,以及如何處理異步調(diào)用的結(jié)果和錯(cuò)誤。2、(本題5分)論述操作系統(tǒng)中的系統(tǒng)性能監(jiān)測(cè)和調(diào)優(yōu)方法,包括CPU利用率、內(nèi)存使用、I/O帶寬等指標(biāo)的監(jiān)測(cè)和分析,探討如何根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)配置的調(diào)整和優(yōu)化。3、(本題5分)論述在操作系統(tǒng)中,如何處理異常和中斷,包括硬件中斷、軟件中斷和系統(tǒng)調(diào)用中斷。分析中斷處理程序的執(zhí)行流程和上下文切換機(jī)制,以及中斷對(duì)系統(tǒng)性能的影響。4、(本題5分)詳細(xì)闡述操作系統(tǒng)中的內(nèi)存虛擬化技術(shù),包括內(nèi)存地址轉(zhuǎn)換、虛擬機(jī)內(nèi)存管理。探討內(nèi)存虛擬化在云計(jì)算和虛擬化環(huán)境中的應(yīng)用和挑戰(zhàn)。5、(本題5分)論述操作系統(tǒng)中的設(shè)備熱插拔支持
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