西安交通大學城市學院《計算機操作系統(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頁西安交通大學城市學院《計算機操作系統(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15個小題，每小題2分，共30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、在一個具有實時時鐘的操作系統(tǒng)中，時鐘中斷是系統(tǒng)進行時間管理和任務調(diào)度的重要依據(jù)。假設(shè)系統(tǒng)的時鐘中斷頻率為100Hz，分析時鐘中斷對系統(tǒng)性能的影響，包括中斷處理的開銷和對任務執(zhí)行的干擾等，并討論如何合理設(shè)置時鐘中斷頻率以平衡系統(tǒng)的時間精度和性能，以及在不同應用場景下的最佳實踐。A.時鐘中斷頻率越高越好B.時鐘中斷頻率越低越好C.存在一個最優(yōu)的時鐘中斷頻率D.時鐘中斷頻率的影響不大2、有一個文件系統(tǒng)，采用連續(xù)分配方式存儲文件。已知文件A從磁盤地址1000開始，占用了5個連續(xù)的磁盤塊，每個磁盤塊大小為512B。若要讀取文件A的第3個磁盤塊的內(nèi)容，需要訪問磁盤的物理地址是多少？（）A.2048B.2560C.3072D.35843、設(shè)備管理中的設(shè)備分配策略可以影響系統(tǒng)的性能和公平性。以下關(guān)于設(shè)備分配策略的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.設(shè)備分配可以采用先來先服務、優(yōu)先級高者優(yōu)先等策略B.設(shè)備分配策略需要考慮設(shè)備的特性和進程的需求C.設(shè)備分配策略可以采用獨占式分配和共享式分配兩種方式D.設(shè)備分配策略只對輸入設(shè)備有效，對輸出設(shè)備沒有作用4、設(shè)備管理中的設(shè)備驅(qū)動程序是連接操作系統(tǒng)和設(shè)備的橋梁。以下關(guān)于設(shè)備驅(qū)動程序的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.設(shè)備驅(qū)動程序負責將操作系統(tǒng)的命令轉(zhuǎn)換為設(shè)備能夠理解的指令B.設(shè)備驅(qū)動程序可以分為內(nèi)核態(tài)驅(qū)動程序和用戶態(tài)驅(qū)動程序兩種類型C.設(shè)備驅(qū)動程序需要考慮設(shè)備的特性和操作系統(tǒng)的接口規(guī)范D.設(shè)備驅(qū)動程序一旦安裝就不能修改，否則會導致系統(tǒng)崩潰5、在一個操作系統(tǒng)中，有進程P1、P2、P3，它們的資源需求分別為（R1，R2，R3）：（3，2，1）、（1，1，2）、（2，1，1），系統(tǒng)可用資源為（2，1，1）。采用銀行家算法判斷系統(tǒng)是否處于安全狀態(tài)？（）A.安全B.不安全C.無法確定D.以上都不對6、在操作系統(tǒng)中，死鎖的檢測和恢復是處理死鎖問題的重要手段。死鎖檢測可以通過資源分配圖或者矩陣的方法進行。假設(shè)系統(tǒng)中有四個資源類型R1、R2、R3和R4，三個進程P1、P2和P3。P1申請了R1和R2，P2申請了R2和R3，P3申請了R3和R4。現(xiàn)在通過資源分配圖進行死鎖檢測，那么該系統(tǒng)是否處于死鎖狀態(tài)（）A.是B.否C.無法確定D.以上都不對7、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。緩沖池是一種常見的緩沖技術(shù)，它由多個緩沖區(qū)組成，可以用于輸入、輸出和中間轉(zhuǎn)換。假設(shè)一個系統(tǒng)中有三個緩沖池，分別用于輸入、輸出和中間轉(zhuǎn)換，每個緩沖池包含10個緩沖區(qū)。現(xiàn)在有一個進程進行數(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，每個緩沖區(qū)大小為1KB。那么，至少需要多少個緩沖區(qū)才能滿足操作需求（）A.80個B.70個C.60個D.50個8、在一個操作系統(tǒng)中，死鎖是一種可能發(fā)生的嚴重問題。假設(shè)有四個進程P1、P2、P3和P4，它們分別占用了部分資源，并請求其他資源，從而形成了一個死鎖的局面。已知進程P1占用了資源R1，并請求資源R2；進程P2占用了資源R2，并請求資源R3；進程P3占用了資源R3，并請求資源R1；進程P4占用了資源R4，并請求資源R1。分析這種死鎖情況是如何產(chǎn)生的，以及可以采用哪些死鎖預防、避免和檢測恢復的策略來解決這個問題，并比較這些策略在系統(tǒng)性能和資源利用率方面的影響（）A.采用死鎖預防策略最優(yōu)B.采用死鎖避免策略最優(yōu)C.采用死鎖檢測恢復策略最優(yōu)D.不同策略在不同情況下各有優(yōu)劣9、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10、在操作系統(tǒng)的設(shè)備驅(qū)動程序中，負責與硬件設(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11、在操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)中，文件的存儲方式會影響文件的讀寫效率和存儲空間的利用。連續(xù)分配方式將文件存儲在連續(xù)的磁盤塊中，便于順序訪問，但容易產(chǎn)生外部碎片；鏈式分配方式通過指針將文件的磁盤塊鏈接起來，解決了外部碎片問題，但隨機訪問效率較低；索引分配方式則通過索引表來管理文件的磁盤塊。假設(shè)一個文件系統(tǒng)采用索引分配方式，索引表項中包含直接地址和間接地址。每個磁盤塊大小為1KB，文件大小為100KB，直接地址項可以指向10個磁盤塊，一個一級間接地址項可以指向256個磁盤塊。那么，至少需要多少個一級間接地址（）項來存儲該文件（）A.0個B.1個C.2個D.3個12、操作系統(tǒng)的內(nèi)存管理功能對于系統(tǒng)性能至關(guān)重要。以下關(guān)于內(nèi)存分配方式的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.連續(xù)分配方式將內(nèi)存空間劃分為連續(xù)的區(qū)域，分配給進程B.分頁分配方式將內(nèi)存空間劃分為固定大小的頁，進程的地址空間也被劃分為頁C.分段分配方式將進程的地址空間劃分為不同的段，每個段有不同的用途D.動態(tài)分配方式可以根據(jù)進程的需求動態(tài)地調(diào)整內(nèi)存分配，不會出現(xiàn)內(nèi)存碎片問題13、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)應該禁止進程申請多個資源14、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(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。當一個進程請求120KB內(nèi)存時，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15、在一個文件系統(tǒng)中，文件的物理結(jié)構(gòu)采用連續(xù)分配方式。已知一個文件的起始物理塊號為100，文件長度為50個物理塊。如果要在文件中間插入10個物理塊的內(nèi)容，需要進行怎樣的操作？（）A.直接在文件中間插入新的物理塊，修改文件長度B.將文件后半部分內(nèi)容向后移動10個物理塊的位置，然后插入新內(nèi)容C.重新為文件分配連續(xù)的物理空間，將原內(nèi)容和新內(nèi)容一起寫入D.無法在連續(xù)分配方式下直接插入，只能采用其他分配方式二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）簡述操作系統(tǒng)中的安全策略。2、（本題5分）解釋系統(tǒng)啟動的主要步驟。3、（本題5分）什么是虛擬存儲中的抖動現(xiàn)象？如何避免？三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）探討在操作系統(tǒng)中，如何優(yōu)化文件的隨機訪問性能，考慮文件布局、緩存策略和預讀機制。研究隨機訪問優(yōu)化在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和多媒體應用中的重要性。2、（本題5分）操作系統(tǒng)中的進程同步機制不僅包括互斥鎖和信號量，還包括條件變量等。論述條件變量的使用方法和應用場景，分析條件變量與其他同步機制的結(jié)合使用，探討條件變量在復雜同步問題中的作用和優(yōu)勢。3、（本題5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)。詳細論述設(shè)備管理的主要任務和方法，包括設(shè)備驅(qū)動程序的設(shè)計與實現(xiàn)、設(shè)備分配策略、I/O控制方式（如程序直接控制、中斷驅(qū)動、DMA、通道控制等），分析不同設(shè)備管理策略在系統(tǒng)性能、資源利用率和可靠性方面的影響，并舉例說明在復雜設(shè)備環(huán)境下的管理策略。4、（本題5分）操作系統(tǒng)的批處理系統(tǒng)和分時系統(tǒng)在歷史上有著重要的地位。請深入探討這兩種系統(tǒng)的工作原理、特點和應用場景，分析它們的