中南民族大學(xué)《計(jì)算機(jī)成原理》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷_第1頁(yè)
中南民族大學(xué)《計(jì)算機(jī)成原理》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷_第2頁(yè)
中南民族大學(xué)《計(jì)算機(jī)成原理》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷_第3頁(yè)
中南民族大學(xué)《計(jì)算機(jī)成原理》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷_第4頁(yè)
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學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè),共3頁(yè)中南民族大學(xué)《計(jì)算機(jī)成原理》

2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題(本大題共20個(gè)小題,每小題2分,共40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、操作系統(tǒng)的文件保護(hù)機(jī)制可以防止文件被非法訪問(wèn)和修改。以下關(guān)于文件保護(hù)的描述中,哪個(gè)選項(xiàng)是錯(cuò)誤的?()A.文件保護(hù)可以通過(guò)訪問(wèn)控制列表(ACL)來(lái)實(shí)現(xiàn),指定不同用戶對(duì)文件的訪問(wèn)權(quán)限B.文件可以設(shè)置為只讀、只寫(xiě)或讀寫(xiě)三種訪問(wèn)權(quán)限C.文件的加密和解密可以提高文件的安全性,但也會(huì)增加系統(tǒng)的開(kāi)銷(xiāo)D.文件保護(hù)只需要在文件系統(tǒng)層面實(shí)現(xiàn),不需要考慮操作系統(tǒng)的其他部分2、在一個(gè)采用請(qǐng)求調(diào)頁(yè)存儲(chǔ)管理的系統(tǒng)中,某進(jìn)程在運(yùn)行過(guò)程中要訪問(wèn)的頁(yè)面序列為:1,2,3,4,1,2,5,1,2,3,4,5。若系統(tǒng)分配給該進(jìn)程的物理塊數(shù)為3,且初始時(shí)進(jìn)程的頁(yè)面都不在內(nèi)存中。當(dāng)進(jìn)程訪問(wèn)頁(yè)面3時(shí)發(fā)生缺頁(yè)中斷,采用先進(jìn)先出(FIFO)頁(yè)面置換算法,此時(shí)被淘汰的頁(yè)面是哪個(gè)?()A.1B.2C.4D.53、在操作系統(tǒng)的磁盤(pán)調(diào)度算法中,先來(lái)先服務(wù)(FCFS)算法按照請(qǐng)求到達(dá)的順序進(jìn)行磁盤(pán)訪問(wèn),可能會(huì)導(dǎo)致較長(zhǎng)的平均尋道時(shí)間;最短尋道時(shí)間優(yōu)先(SSTF)算法選擇距離當(dāng)前磁頭位置最近的請(qǐng)求進(jìn)行服務(wù),能有效減少平均尋道時(shí)間,但可能導(dǎo)致某些請(qǐng)求長(zhǎng)時(shí)間等待;掃描(SCAN)算法在磁頭移動(dòng)方向上選擇距離最近的請(qǐng)求進(jìn)行服務(wù),避免了SSTF算法的“饑餓”現(xiàn)象。假設(shè)磁盤(pán)請(qǐng)求隊(duì)列的順序?yàn)?8、183、37、122、14、124、65、67,磁頭當(dāng)前位于53號(hào)磁道,向磁道號(hào)增加的方向移動(dòng)。那么,采用掃描算法時(shí),磁頭移動(dòng)的總()磁道數(shù)為()A.236B.292C.315D.3604、在操作系統(tǒng)的磁盤(pán)管理中,磁盤(pán)調(diào)度算法的選擇對(duì)于磁盤(pán)的I/O性能有著重要的影響。除了前面提到的幾種常見(jiàn)算法,還有電梯調(diào)度算法。電梯調(diào)度算法類(lèi)似于電梯的工作原理,總是沿著一個(gè)方向移動(dòng),直到該方向上沒(méi)有請(qǐng)求為止,然后改變方向。假設(shè)磁盤(pán)請(qǐng)求隊(duì)列的順序?yàn)?2、170、43、140、24、16、190,磁頭當(dāng)前位于50號(hào)磁道,初始移動(dòng)方向?yàn)榇诺捞?hào)增加的方向。那么,采用電梯調(diào)度算法時(shí),磁頭移動(dòng)的總磁道數(shù)為()A.382B.418C.450D.5125、設(shè)備管理中的緩沖技術(shù)可以提高設(shè)備的I/O性能。以下關(guān)于緩沖技術(shù)的描述中,哪個(gè)選項(xiàng)是錯(cuò)誤的?()A.緩沖技術(shù)可以減少設(shè)備和CPU之間的數(shù)據(jù)傳輸次數(shù),提高系統(tǒng)的吞吐量B.緩沖技術(shù)可以分為單緩沖、雙緩沖和循環(huán)緩沖等不同類(lèi)型C.緩沖技術(shù)可以通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn),也可以通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)D.緩沖技術(shù)只對(duì)輸入設(shè)備有效,對(duì)輸出設(shè)備沒(méi)有作用6、在一個(gè)操作系統(tǒng)中,磁盤(pán)調(diào)度算法采用最短尋道時(shí)間優(yōu)先(SSTF)算法。當(dāng)前磁頭位于磁道50,磁道訪問(wèn)請(qǐng)求序列為80、40、90、10、60。那么,磁頭移動(dòng)的總距離是多少?()A.150B.160C.170D.1807、在操作系統(tǒng)中,線程的同步和互斥是保證多線程程序正確執(zhí)行的關(guān)鍵。以下關(guān)于線程同步和互斥的描述中,哪個(gè)選項(xiàng)是錯(cuò)誤的?()A.線程同步是指多個(gè)線程之間協(xié)調(diào)執(zhí)行,避免出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)條件和數(shù)據(jù)不一致的問(wèn)題B.線程互斥是指多個(gè)線程之間對(duì)共享資源的訪問(wèn)進(jìn)行互斥控制,保證同一時(shí)間只有一個(gè)線程訪問(wèn)共享資源C.線程同步和互斥可以通過(guò)鎖、信號(hào)量和條件變量等機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)D.線程同步和互斥只對(duì)多線程程序有效,對(duì)單線程程序沒(méi)有作用8、在操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)中,索引節(jié)點(diǎn)(inode)是用于存儲(chǔ)文件屬性和磁盤(pán)地址等信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。假設(shè)一個(gè)文件系統(tǒng)采用直接索引和間接索引相結(jié)合的方式來(lái)存儲(chǔ)文件數(shù)據(jù)的磁盤(pán)地址。對(duì)于一個(gè)較大的文件,以下關(guān)于磁盤(pán)地址存儲(chǔ)和訪問(wèn)的描述,正確的是:()A.直接索引部分可以存儲(chǔ)較多的磁盤(pán)地址,足以滿足大部分文件的需求B.間接索引部分通過(guò)指針指向多個(gè)磁盤(pán)塊,用于存儲(chǔ)更多的磁盤(pán)地址C.讀取文件數(shù)據(jù)時(shí),首先查找直接索引部分,若找不到再查找間接索引部分D.間接索引會(huì)增加文件的讀取時(shí)間,因此應(yīng)盡量減少間接索引的使用9、在一個(gè)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)核之間的接口。假設(shè)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)這個(gè)功能。以下關(guān)于系統(tǒng)調(diào)用的執(zhí)行過(guò)程的描述,哪一項(xiàng)是正確的?()A.用戶程序通過(guò)陷入指令(trap)進(jìn)入內(nèi)核態(tài),內(nèi)核執(zhí)行相應(yīng)的系統(tǒng)調(diào)用服務(wù)例程,完成文件讀取操作后返回用戶態(tài)B.用戶程序直接在用戶態(tài)執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用,操作系統(tǒng)內(nèi)核監(jiān)測(cè)到后進(jìn)行相應(yīng)的處理C.用戶程序?qū)⑾到y(tǒng)調(diào)用請(qǐng)求發(fā)送到消息隊(duì)列,內(nèi)核從隊(duì)列中獲取請(qǐng)求并執(zhí)行D.用戶程序通過(guò)中斷信號(hào)通知內(nèi)核執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用,內(nèi)核暫停當(dāng)前任務(wù)進(jìn)行處理10、某計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中有一個(gè)磁盤(pán),轉(zhuǎn)速為7200轉(zhuǎn)/分鐘,每個(gè)磁道有160個(gè)扇區(qū),每個(gè)扇區(qū)512字節(jié)。若磁頭從一個(gè)磁道移動(dòng)到相鄰磁道的平均時(shí)間為1ms,請(qǐng)問(wèn)讀取一個(gè)4KB的數(shù)據(jù)塊平均需要多長(zhǎng)時(shí)間?(假設(shè)不考慮旋轉(zhuǎn)延遲和傳輸時(shí)間)()A.8.5msB.9.5msC.10.5msD.11.5ms11、在一個(gè)具有設(shè)備管理功能的操作系統(tǒng)中,設(shè)備分配采用靜態(tài)分配方式。有三個(gè)進(jìn)程P1、P2、P3,分別需要使用打印機(jī)、掃描儀和繪圖儀。系統(tǒng)中有一臺(tái)打印機(jī)、一臺(tái)掃描儀和一臺(tái)繪圖儀。當(dāng)P1申請(qǐng)打印機(jī)、P2申請(qǐng)掃描儀、P3申請(qǐng)繪圖儀時(shí),系統(tǒng)能否滿足這些請(qǐng)求?()A.可以滿足,因?yàn)槊總€(gè)進(jìn)程申請(qǐng)的設(shè)備不同B.不能滿足,因?yàn)樵O(shè)備分配是靜態(tài)的,可能已經(jīng)被其他進(jìn)程占用C.可以滿足,但需要等待一段時(shí)間,進(jìn)行設(shè)備的分配和初始化D.不確定,取決于設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)和系統(tǒng)的配置12、在一個(gè)操作系統(tǒng)中,進(jìn)程通信是非常重要的一部分。假設(shè)有兩個(gè)進(jìn)程P1和P2,它們需要頻繁地交換大量的數(shù)據(jù)。以下幾種進(jìn)程通信方式中,哪種方式最適合這種情況?()A.共享內(nèi)存:兩個(gè)進(jìn)程可以直接訪問(wèn)同一塊共享的內(nèi)存區(qū)域,進(jìn)行數(shù)據(jù)交換B.消息傳遞:通過(guò)發(fā)送和接收消息來(lái)傳遞數(shù)據(jù),每個(gè)消息有固定的大小和格式C.管道:一種單向的、基于字節(jié)流的通信方式,數(shù)據(jù)只能從一端流向另一端D.信號(hào)量:用于進(jìn)程之間的同步,而不是直接的數(shù)據(jù)交換13、操作系統(tǒng)的虛擬內(nèi)存管理可以提高系統(tǒng)的內(nèi)存利用率和程序的并發(fā)度。以下關(guān)于虛擬內(nèi)存管理的描述中,哪個(gè)選項(xiàng)是錯(cuò)誤的?()A.虛擬內(nèi)存管理可以將程序的一部分頁(yè)面換出到硬盤(pán)上,當(dāng)需要時(shí)再換入內(nèi)存B.虛擬內(nèi)存管理可以采用分頁(yè)式、分段式或段頁(yè)式等存儲(chǔ)管理方式C.虛擬內(nèi)存管理需要硬件支持,如MMU(內(nèi)存管理單元)和TLB(轉(zhuǎn)換后備緩沖器)D.虛擬內(nèi)存管理可以完全替代物理內(nèi)存,使得程序可以在沒(méi)有物理內(nèi)存的情況下運(yùn)行14、在操作系統(tǒng)中,進(jìn)程通信是進(jìn)程之間交換信息的重要手段。常見(jiàn)的進(jìn)程通信方式有共享存儲(chǔ)、消息傳遞和管道通信等。共享存儲(chǔ)方式通過(guò)在內(nèi)存中開(kāi)辟共享存儲(chǔ)區(qū)來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的通信;消息傳遞方式則通過(guò)發(fā)送和接收消息來(lái)完成;管道通信是一種半雙工的通信方式?,F(xiàn)在有兩個(gè)進(jìn)程需要頻繁地交換大量數(shù)據(jù),為了提高通信效率,最適合采用的通信方式是()A.共享存儲(chǔ)B.消息傳遞C.管道通信D.以上方式均可15、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16、操作系統(tǒng)的死鎖檢測(cè)和恢復(fù)是解決死鎖問(wèn)題的重要手段。以下關(guān)于死鎖檢測(cè)和恢復(fù)的描述中,哪個(gè)選項(xiàng)是錯(cuò)誤的?()A.死鎖檢測(cè)可以通過(guò)資源分配圖或矩陣等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)B.死鎖恢復(fù)可以通過(guò)剝奪資源、終止進(jìn)程等方式來(lái)解決死鎖問(wèn)題C.死鎖檢測(cè)和恢復(fù)可以在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中自動(dòng)進(jìn)行,不需要人工干預(yù)D.死鎖檢測(cè)和恢復(fù)可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降,因?yàn)樾枰加靡欢ǖ南到y(tǒng)資源17、在虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)中,頁(yè)面置換算法的選擇對(duì)系統(tǒng)性能有很大影響。除了前面提到的最近最久未使用(LRU)算法,還有先進(jìn)先出(FIFO)算法和時(shí)鐘(Clock)算法等。假設(shè)系統(tǒng)為進(jìn)程分配了三個(gè)物理頁(yè)面,頁(yè)面訪問(wèn)序列為7、0、1、2、0、3、0、4、2、3、0、3、2、1、2、0、1、7、0、1。若采用先進(jìn)先出(FIFO)頁(yè)面置換算法,則發(fā)生的缺頁(yè)次數(shù)為()A.9次B.10次C.11次D.12次18、在一個(gè)具有多個(gè)緩沖區(qū)的I/O系統(tǒng)中,假定從磁盤(pán)把一塊數(shù)據(jù)輸入到緩沖區(qū)的時(shí)間為T(mén)1,把緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)傳送到用戶區(qū)的時(shí)間為T(mén)2,CPU對(duì)這一塊數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的時(shí)間為T(mén)3。若采用單緩沖技術(shù),系統(tǒng)處理一塊數(shù)據(jù)的總時(shí)間是多少?若采用雙緩沖技術(shù)呢?(請(qǐng)分別給出計(jì)算過(guò)程)()A.T1+T2+T3和max(T1,T2)+T3B.T1+T2+T3和T1+max(T2,T3)C.T1+max(T2,T3)和T1+T2+T3D.max(T1,T2)+T3和T1+max(T2,T3)19、某文件系統(tǒng)采用FAT(文件分配表)管理磁盤(pán)空間,磁盤(pán)塊大小為512B,F(xiàn)AT表每個(gè)表項(xiàng)占12位。若磁盤(pán)容量為10GB,則FAT表的大小是多少?(給出詳細(xì)的計(jì)算步驟)()A.2MBB.4MBC.6MBD.8MB20、在一個(gè)具有緩沖池的操作系統(tǒng)中,緩沖池由多個(gè)緩沖區(qū)組成,分為空緩沖區(qū)隊(duì)列、裝滿輸入數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)隊(duì)列和裝滿輸出數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)隊(duì)列。當(dāng)進(jìn)程需要輸入數(shù)據(jù)時(shí),從裝滿輸入數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)隊(duì)列中取出一個(gè)緩沖區(qū);當(dāng)進(jìn)程需要輸出數(shù)據(jù)時(shí),將數(shù)據(jù)放入空緩沖區(qū)中。假設(shè)當(dāng)前空緩沖區(qū)隊(duì)列為空,裝滿輸入數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)隊(duì)列中有3個(gè)緩沖區(qū),裝滿輸出數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)隊(duì)列中有2個(gè)緩沖區(qū)。進(jìn)程P1需要輸入數(shù)據(jù),進(jìn)程P2需要輸出數(shù)據(jù)。那么,系統(tǒng)會(huì)如何處理?()A.進(jìn)程P1等待,進(jìn)程P2將數(shù)據(jù)放入空緩沖區(qū)B.進(jìn)程P2等待,進(jìn)程P1從裝滿輸入數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)隊(duì)列中取出一個(gè)緩沖區(qū)C.進(jìn)程P1從裝滿輸入數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)隊(duì)列中取出一個(gè)緩沖區(qū),進(jìn)程P2等待D.進(jìn)程P1和P2都等待二、簡(jiǎn)答題(本大題共3個(gè)小題,共15分)1、(本題5分)什么是操作系統(tǒng)的用戶體驗(yàn)評(píng)估和改進(jìn)方法?2、(本題5分)解釋內(nèi)核態(tài)和用戶態(tài)的概念及切換原因。3、(本題5分)什么是操作系統(tǒng)的隱私保護(hù)機(jī)制?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)中的內(nèi)存碎片整理算法和策略。2、(本題5分)研究操作系統(tǒng)中的虛擬內(nèi)存管理的頁(yè)面交換的效率提升方法。3、(本題5分)分析操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)調(diào)度算法在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用和優(yōu)化。4、(本題5分)分析操作系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)時(shí)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)繼承和優(yōu)先級(jí)天花板機(jī)制。5、(本題

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