四川應用技術職業(yè)學院《計算機組成原理課程設計》2023-2024學年第一學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁四川應用技術職業(yè)學院

《計算機組成原理課程設計》2023-2024學年第一學期期末試卷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、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、中斷驅動I/O和DMA方式等C.設備管理可以通過設備驅動程序來實現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2、在一個采用請求分段存儲管理的系統(tǒng)中，某進程的段表如下：段號0對應的段長為500，段起始地址為1000；段號1對應的段長為800，段起始地址為2000；段號2對應的段長為1000，段起始地址為5000。當進程訪問的邏輯地址為1，600時，會發(fā)生什么情況？（）A.越界中斷B.正常訪問C.缺段中斷D.地址轉換錯誤3、在操作系統(tǒng)的內存管理中，伙伴系統(tǒng)是一種用于內存分配和回收的算法。假設系統(tǒng)初始時有一塊連續(xù)的內存空間，采用伙伴系統(tǒng)進行管理。當一個進程請求分配一塊內存時，以下關于內存分配的描述，正確的是：（）A.系統(tǒng)會將整塊內存空間分配給進程，即使請求的內存大小小于可用空間B.系統(tǒng)會從可用的內存塊中查找最合適大小的塊進行分配，并將其分割C.伙伴系統(tǒng)會優(yōu)先從內存的低地址部分開始分配內存，以提高分配效率D.內存分配過程中不會產生碎片，因為伙伴系統(tǒng)總是進行整塊的分配和回收4、操作系統(tǒng)的內核是系統(tǒng)的核心部分，負責管理系統(tǒng)的資源和提供基本的服務。以下關于內核的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.內核可以分為微內核和宏內核兩種類型，微內核結構更加靈活，但性能較低B.內核的主要功能包括進程管理、內存管理、文件系統(tǒng)管理和設備管理等C.內核可以直接訪問硬件資源，但需要通過驅動程序來實現對設備的控制D.內核是操作系統(tǒng)中唯一運行在特權模式下的部分，其他部分都運行在用戶模式下5、在操作系統(tǒng)中，進程的優(yōu)先級可以用來決定進程的執(zhí)行順序。以下關于進程優(yōu)先級的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.進程的優(yōu)先級可以分為靜態(tài)優(yōu)先級和動態(tài)優(yōu)先級兩種類型B.靜態(tài)優(yōu)先級在進程創(chuàng)建時確定，不會隨著時間的變化而改變C.動態(tài)優(yōu)先級可以根據進程的執(zhí)行情況和等待時間等因素進行調整D.進程的優(yōu)先級越高，執(zhí)行的時間就越長6、在一個支持虛擬內存的操作系統(tǒng)中，當一個進程發(fā)生缺頁中斷時，操作系統(tǒng)需要從磁盤中將所需的頁面調入內存。假設頁面置換算法為先進先出（FIFO）算法，當前內存中有三個頁面，分別是頁面A、B、C，最近訪問的順序為B、C、A?，F在需要調入頁面D，而內存已滿，那么會置換出哪個頁面？（）A.頁面A，因為它是最早進入內存的頁面B.頁面B，因為它是最近訪問的頁面C.頁面C，因為它在中間位置D.隨機選擇一個頁面進行置換7、在一個采用多級反饋隊列調度算法的操作系統(tǒng)中，設置了三個就緒隊列，優(yōu)先級從高到低依次為Q1、Q2、Q3，時間片大小分別為2ms、4ms、8ms。進程P首先進入Q1隊列，在Q1中運行1ms后未完成，被放入Q2隊列；在Q2中運行3ms后未完成，被放入Q3隊列。那么，進程P在Q3隊列中的時間片大小是多少？（）A.2msB.4msC.8msD.不確定，取決于系統(tǒng)設置8、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)任務調度的描述中，正確的是：（）A.總是調度優(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)9、某文件系統(tǒng)采用樹形目錄結構，假設用戶要訪問文件/user/data/file.txt，且當前工作目錄為/home，則該文件的相對路徑和絕對路徑分別是什么？（）A.../user/data/file.txt和/user/data/file.txtB.user/data/file.txt和/user/data/file.txtC.../../user/data/file.txt和/user/data/file.txtD.../../../user/data/file.txt和/user/data/file.txt10、設備管理中的設備分配策略可以影響系統(tǒng)的性能和公平性。以下關于設備分配策略的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.設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.設備分配策略需要考慮設備的特性和進程的需求C.設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.設備分配策略只對輸入設備有效，對輸出設備沒有作用11、在一個實時操作系統(tǒng)中，有三個周期性任務T1、T2和T3，它們的周期分別為50ms、100ms和200ms，每個任務的執(zhí)行時間分別為20ms、30ms和40ms。采用速率單調調度算法（RMS），請問這三個任務能否在各自的周期內完成執(zhí)行？（給出詳細的計算和分析過程）（）A.能B.不能C.不確定D.以上都不對12、在一個采用虛擬存儲技術的系統(tǒng)中，某進程的工作集為當前時刻t之前的10毫秒內訪問過的頁面集合。若頁面訪問序列為1,2,3,1,4,5,2,1,6,3，頁面置換算法為工作集算法，工作集窗口大小為5毫秒，請問在t=10毫秒時，進程的工作集中包含哪些頁面？（）A.1,2,3,4,5B.1,2,3,4,6C.2,3,4,5,6D.3,4,5,6,113、在操作系統(tǒng)的設備管理中，緩沖技術可以有效地提高I/O操作的效率。緩沖池是一種常見的緩沖技術，它由多個緩沖區(qū)組成，可以用于輸入、輸出和中間轉換。假設一個系統(tǒng)中有三個緩沖池，分別用于輸入、輸出和中間轉換，每個緩沖池包含10個緩沖區(qū)?，F在有一個進程進行數據輸入和輸出操作，輸入數據量為50KB，輸出數據量為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14、在一個具有虛擬存儲功能的操作系統(tǒng)中，某進程的部分頁面被換出到外存。當該進程再次訪問這些被換出的頁面時，會產生缺頁中斷。以下關于缺頁中斷處理的說法，正確的是：（）A.操作系統(tǒng)會立即將所需頁面從外存調入內存，然后恢復進程的執(zhí)行B.缺頁中斷處理過程中，進程會被一直阻塞，直到頁面調入完成C.操作系統(tǒng)會先選擇一個合適的頁面進行置換，然后將所需頁面調入內存D.缺頁中斷的處理優(yōu)先級低于其他硬件中斷，會在其他中斷處理完成后再進行15、在操作系統(tǒng)中，進程的調度算法可以影響系統(tǒng)的性能和公平性。以下關于進程調度算法的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.先來先服務調度算法簡單直觀，但可能導致短作業(yè)等待時間過長B.短作業(yè)優(yōu)先調度算法可以提高系統(tǒng)的吞吐量，但可能導致長作業(yè)饑餓C.時間片輪轉調度算法可以保證每個進程都有機會執(zhí)行，但可能導致頻繁的上下文切換D.高響應比優(yōu)先調度算法可以兼顧短作業(yè)和長作業(yè)的需求，但計算響應比的開銷較大，不適合實時系統(tǒng)二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）解釋請求分頁系統(tǒng)中的缺頁中斷處理流程。2、（本題5分）什么是操作系統(tǒng)的綠色計算理念？3、（本題5分）簡述磁盤調度算法及其特點。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）虛擬內存技術在現代操作系統(tǒng)中得到廣泛應用。請全面論述虛擬內存的概念、原理和實現機制，包括頁表結構、頁面置換算法（如最佳置換算法、先進先出置換算法、最近最少使用置換算法等），分析虛擬內存對系統(tǒng)性能的影響，如內存利用率、缺頁中斷處理等，以及如何根據系統(tǒng)資源和應用需求優(yōu)化虛擬內存的配置。2、（本題5分）詳細闡述操作系統(tǒng)中的內存管理中的內存壓縮技術的實現和效果評估，探討內存壓縮算法的選擇和對系統(tǒng)性能的影響。分析內存壓縮在內存受限環(huán)境中的應用。3、（本題5分）詳細探討操作系統(tǒng)的啟動過程，包括硬件初始化、引導加載程序、內核加載和系統(tǒng)初始化等階段，分析每個階段的主要任務和關鍵技術。4、（本題5分）論述操作系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)的訪問控制列表（ACL）的實現和管理，研究如何精細地控制用戶和組對文件和目錄的訪問權限。分析ACL對文件系統(tǒng)安全性的增強作用。5、（本題5分）操作系統(tǒng)中的內核同步原語，如自旋鎖、讀寫鎖、信號量等，對于多核心環(huán)境下的并發(fā)控制至關重要。請