重慶第二師范學(xué)院《操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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)重慶第二師范學(xué)院《操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)》

2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題2分，共30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(pán)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(mǎn)，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2、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)3、在一個(gè)具有虛擬內(nèi)存的操作系統(tǒng)中，進(jìn)程的地址空間被劃分為邏輯地址和物理地址。當(dāng)進(jìn)程訪問(wèn)一個(gè)虛擬地址時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)頁(yè)表將其轉(zhuǎn)換為物理地址。假設(shè)頁(yè)表的每個(gè)條目包含頁(yè)號(hào)、頁(yè)框號(hào)和一些訪問(wèn)控制位?，F(xiàn)在有一個(gè)進(jìn)程，其邏輯地址空間大小為4GB，頁(yè)面大小為4KB，頁(yè)表項(xiàng)大小為4字節(jié)。如果系統(tǒng)為該進(jìn)程分配了1GB的物理內(nèi)存，那么頁(yè)表的大小至少是多少？同時(shí)考慮頁(yè)表的存儲(chǔ)方式和對(duì)內(nèi)存訪問(wèn)效率的影響。A.1MBB.2MBC.4MBD.8MB4、進(jìn)程同步是操作系統(tǒng)中保證進(jìn)程協(xié)調(diào)運(yùn)行的重要機(jī)制。假設(shè)有兩個(gè)進(jìn)程P1和P2，它們共享一個(gè)緩沖區(qū)。P1負(fù)責(zé)向緩沖區(qū)寫(xiě)入數(shù)據(jù)，P2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)，需要使用信號(hào)量進(jìn)行同步。以下關(guān)于信號(hào)量操作的描述，正確的是：（）A.P1在寫(xiě)入數(shù)據(jù)前先執(zhí)行V操作，P2在讀取數(shù)據(jù)前先執(zhí)行P操作B.P1在寫(xiě)入數(shù)據(jù)前先執(zhí)行P操作，P2在讀取數(shù)據(jù)前先執(zhí)行V操作C.P1和P2在讀寫(xiě)數(shù)據(jù)前都先執(zhí)行P操作，完成后都執(zhí)行V操作D.P1和P2在讀寫(xiě)數(shù)據(jù)前都先執(zhí)行V操作，完成后都執(zhí)行P操作5、在一個(gè)采用索引分配方式的文件系統(tǒng)中，文件的索引表存放在磁盤(pán)上。假設(shè)一個(gè)文件有100個(gè)磁盤(pán)塊，每個(gè)磁盤(pán)塊大小為4KB，索引表項(xiàng)占用4個(gè)字節(jié)。如果采用一級(jí)索引，那么索引表最多可以表示多大的文件？如果采用二級(jí)索引，又能表示多大的文件？（）A.一級(jí)索引最多表示16MB的文件，二級(jí)索引最多表示256MB的文件B.一級(jí)索引最多表示4MB的文件，二級(jí)索引最多表示16GB的文件C.一級(jí)索引最多表示64KB的文件，二級(jí)索引最多表示256KB的文件D.一級(jí)索引最多表示1MB的文件，二級(jí)索引最多表示4GB的文件6、某計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，有一個(gè)磁盤(pán)，其每個(gè)盤(pán)面有200個(gè)磁道，每個(gè)磁道有10個(gè)扇區(qū)，磁盤(pán)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.26.67ms7、在計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)中，進(jìn)程管理是核心功能之一。以下關(guān)于進(jìn)程狀態(tài)的描述中，哪個(gè)選項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.就緒狀態(tài)表示進(jìn)程已經(jīng)準(zhǔn)備好執(zhí)行，但還需要等待CPU分配時(shí)間片B.運(yùn)行狀態(tài)表示進(jìn)程正在CPU上執(zhí)行C.阻塞狀態(tài)表示進(jìn)程因?yàn)榈却硞€(gè)事件而暫停執(zhí)行D.終止?fàn)顟B(tài)表示進(jìn)程已經(jīng)完成執(zhí)行，但還占用系統(tǒng)資源8、在一個(gè)具有三級(jí)頁(yè)表的分頁(yè)存儲(chǔ)系統(tǒng)中，頁(yè)面大小為4KB，邏輯地址空間為64GB。若各級(jí)頁(yè)表的長(zhǎng)度均為4B，則頁(yè)表占用的內(nèi)存空間是多少？（給出詳細(xì)的計(jì)算步驟）（）A.4MBB.8MBC.16MBD.32MB9、某計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用固定分區(qū)存儲(chǔ)管理方式，系統(tǒng)內(nèi)存被劃分為4個(gè)分區(qū)，大小分別為200KB、400KB、600KB和800KB?，F(xiàn)有四個(gè)作業(yè)J1、J2、J3和J4，它們的大小分別為150KB、350KB、550KB和750KB。若采用首次適應(yīng)算法分配內(nèi)存，作業(yè)的裝入順序?yàn)镴1、J2、J3、J4，請(qǐng)問(wèn)哪個(gè)作業(yè)無(wú)法裝入內(nèi)存？（）A.J1B.J2C.J3D.J410、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11、在一個(gè)虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)中，采用頁(yè)面置換算法時(shí)，把最先進(jìn)入內(nèi)存的頁(yè)面淘汰。已知系統(tǒng)為某進(jìn)程分配了3個(gè)物理頁(yè)框，頁(yè)面訪問(wèn)序列為1、2、3、4、1、2、5、1、2、3、4、5。假設(shè)初始時(shí)內(nèi)存為空，那么，缺頁(yè)次數(shù)是多少？（）A.9次B.10次C.11次D.12次12、某文件系統(tǒng)采用索引節(jié)點(diǎn)（inode）來(lái)管理文件，每個(gè)inode包含12個(gè)直接地址指針、1個(gè)一級(jí)間接地址指針、1個(gè)二級(jí)間接地址指針和1個(gè)三級(jí)間接地址指針。每個(gè)盤(pán)塊大小為1KB，每個(gè)盤(pán)塊號(hào)占4B。若文件最大長(zhǎng)度為4TB，則三級(jí)間接地址指針指向的盤(pán)塊數(shù)是多少？（請(qǐng)?jiān)敿?xì)計(jì)算）（）A.2^20B.2^22C.2^24D.2^2613、假設(shè)有一個(gè)文件系統(tǒng)，采用混合索引分配方式，其直接索引指針指向10個(gè)磁盤(pán)塊，一級(jí)間接索引指針指向一個(gè)包含256個(gè)磁盤(pán)塊地址的索引表，二級(jí)間接索引指針指向一個(gè)包含256個(gè)一級(jí)間接索引表地址的索引表。每個(gè)磁盤(pán)塊大小為4KB，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.10MB+1GB+256GBB.40KB+1MB+256MBC.40KB+1MB+64GBD.10MB+256MB+64GB14、在一個(gè)操作系統(tǒng)中，內(nèi)存管理采用分段和分頁(yè)相結(jié)合的方式。假設(shè)有一個(gè)進(jìn)程，其邏輯地址空間被分為三個(gè)段，每個(gè)段又被分為若干頁(yè)。現(xiàn)在進(jìn)程要訪問(wèn)一個(gè)邏輯地址，系統(tǒng)需要進(jìn)行多次地址轉(zhuǎn)換。以下關(guān)于這種地址轉(zhuǎn)換過(guò)程的描述，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.首先進(jìn)行段的地址轉(zhuǎn)換，得到段內(nèi)的起始地址，然后再進(jìn)行頁(yè)的地址轉(zhuǎn)換，得到最終的物理地址B.先進(jìn)行頁(yè)的地址轉(zhuǎn)換，確定頁(yè)內(nèi)偏移量，再進(jìn)行段的地址轉(zhuǎn)換，得到物理地址C.段和頁(yè)的地址轉(zhuǎn)換同時(shí)進(jìn)行，通過(guò)計(jì)算得到最終的物理地址D.隨機(jī)選擇先進(jìn)行段的地址轉(zhuǎn)換或頁(yè)的地址轉(zhuǎn)換，然后再進(jìn)行另一個(gè)的轉(zhuǎn)換15、文件的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)有順序存儲(chǔ)、鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)和索引存儲(chǔ)等方式。假設(shè)一個(gè)文件系統(tǒng)采用索引存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，文件的大小為100KB，每個(gè)索引項(xiàng)指向一個(gè)4KB的磁盤(pán)塊。初始時(shí)，文件系統(tǒng)為該文件分配了一個(gè)包含10個(gè)索引項(xiàng)的索引表。當(dāng)文件需要擴(kuò)展時(shí)，以下關(guān)于文件存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的描述中，正確的是：（）A.如果文件的擴(kuò)展不超過(guò)40KB，系統(tǒng)可以直接在現(xiàn)有的索引表中分配新的磁盤(pán)塊B.索引存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)在文件的隨機(jī)訪問(wèn)方面性能較差，不如順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)C.當(dāng)文件擴(kuò)展超過(guò)10個(gè)磁盤(pán)塊時(shí)，系統(tǒng)需要為文件分配一個(gè)新的更大的索引表D.鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)更適合文件的頻繁擴(kuò)展和刪除操作，因此在這種情況下應(yīng)該將文件轉(zhuǎn)換為鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）什么是實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)？其特點(diǎn)是什么？2、（本題5分）解釋操作系統(tǒng)的安全測(cè)試和滲透測(cè)試。3、（本題5分）解釋操作系統(tǒng)的接口類(lèi)型及其作用。三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）操作系統(tǒng)的內(nèi)核調(diào)試和性能分析是系統(tǒng)優(yōu)化和問(wèn)題診斷的重要手段。詳細(xì)論述內(nèi)核調(diào)試的方法和工具，如內(nèi)核打印、調(diào)試符號(hào)、跟蹤工具等，分析性能分析的指標(biāo)和技術(shù)，如CPU使用率、內(nèi)存占用、I/O性能等，研究如何利用這些手段有效地定位和解決操作系統(tǒng)內(nèi)核中的問(wèn)題和性能瓶頸。2、（本題5分）實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)在對(duì)時(shí)間要求嚴(yán)格的應(yīng)用場(chǎng)景中具有重要作用。請(qǐng)全面論述實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的特點(diǎn)、分類(lèi)（硬實(shí)時(shí)和軟實(shí)時(shí)），探討實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度算法、資源分配策略和容錯(cuò)機(jī)制，以及如何保證實(shí)時(shí)系統(tǒng)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)并滿(mǎn)足性能要求。3、（本題5分）操作系統(tǒng)中的設(shè)備熱插拔技術(shù)允許在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)添加或移除設(shè)備。全面論述設(shè)備熱插拔的支持機(jī)制、驅(qū)動(dòng)程序的處理方式、系統(tǒng)資源的重新分配等方面的技術(shù)，分析設(shè)備熱插拔對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性和性能的影響，探討如何提高設(shè)備熱插拔的兼容性和可靠性。4、（本題5分）操作系統(tǒng)的安全審計(jì)功能對(duì)于檢測(cè)和防范安全事件具有重要意義。論述安全審計(jì)的流程和內(nèi)容，分析審計(jì)日志的存儲(chǔ)和分析方法，探討如何利用安全審計(jì)提高系統(tǒng)的安全性和可追溯性。5、（本題5分）操作系統(tǒng)的電源管理策略不僅影響設(shè)備的續(xù)航能力，