江蘇理工學(xué)院《計(jì)算機(jī)原理與應(yīng)用》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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《計(jì)算機(jī)原理與應(yīng)用》2023-2024學(xué)年第二學(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1分，共20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)采用虛擬存儲(chǔ)技術(shù)的系統(tǒng)中，某進(jìn)程的工作集為當(dāng)前時(shí)刻t之前的10毫秒內(nèi)訪問(wèn)過(guò)的頁(yè)面集合。若頁(yè)面訪問(wèn)序列為1,2,3,1,4,5,2,1,6,3，頁(yè)面置換算法為工作集算法，工作集窗口大小為5毫秒，請(qǐng)問(wèn)在t=10毫秒時(shí)，進(jìn)程的工作集中包含哪些頁(yè)面？（）A.1,2,3,4,5B.1,2,3,4,6C.2,3,4,5,6D.3,4,5,6,12、考慮一個(gè)具有8個(gè)進(jìn)程的系統(tǒng)，每個(gè)進(jìn)程需要3個(gè)資源實(shí)例才能完成其任務(wù)。系統(tǒng)總共有18個(gè)資源實(shí)例可用。使用銀行家算法來(lái)判斷系統(tǒng)是否處于安全狀態(tài)。如果是，給出一個(gè)安全序列；如果不是，說(shuō)明原因。（）A.是，安全序列為P1,P2,P3,P4,P5,P6,P7,P8B.是，安全序列為P2,P4,P1,P3,P5,P7,P6,P8C.否，資源不足D.否，存在進(jìn)程請(qǐng)求資源無(wú)法滿(mǎn)足導(dǎo)致死鎖3、在一個(gè)單核CPU的操作系統(tǒng)中，同時(shí)有多個(gè)進(jìn)程處于就緒狀態(tài)。假設(shè)系統(tǒng)采用先來(lái)先服務(wù)（FCFS）的調(diào)度算法，進(jìn)程P1、P2、P3、P4、P5的到達(dá)時(shí)間和服務(wù)時(shí)間如下表所示：（）進(jìn)程到達(dá)時(shí)間服務(wù)時(shí)間P1010P228P346P464P582那么，平均等待時(shí)間和平均周轉(zhuǎn)時(shí)間分別是多少？A.平均等待時(shí)間為8，平均周轉(zhuǎn)時(shí)間為14B.平均等待時(shí)間為6，平均周轉(zhuǎn)時(shí)間為12C.平均等待時(shí)間為4，平均周轉(zhuǎn)時(shí)間為10D.平均等待時(shí)間為2，平均周轉(zhuǎn)時(shí)間為84、操作系統(tǒng)的死鎖問(wèn)題是一個(gè)需要重點(diǎn)關(guān)注和解決的難題。假設(shè)有四個(gè)進(jìn)程P1、P2、P3和P4，它們分別申請(qǐng)了資源R1、R2、R3和R4。目前的資源分配情況導(dǎo)致了死鎖的發(fā)生。以下關(guān)于死鎖檢測(cè)和解除的說(shuō)法，正確的是：（）A.可以通過(guò)資源分配圖來(lái)檢測(cè)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(cè)到死鎖，操作系統(tǒng)會(huì)立即終止所有涉及死鎖的進(jìn)程，以解除死鎖C.死鎖解除時(shí)，通常會(huì)選擇優(yōu)先級(jí)最低的進(jìn)程進(jìn)行終止，釋放其占用的資源D.為了避免死鎖，操作系統(tǒng)應(yīng)該禁止進(jìn)程申請(qǐng)多個(gè)資源5、在一個(gè)實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，有兩個(gè)周期性任務(wù)T1和T2，T1的周期為20ms，執(zhí)行時(shí)間為10ms；T2的周期為50ms，執(zhí)行時(shí)間為20ms。采用最早截止時(shí)間優(yōu)先（EDF）調(diào)度算法，在0時(shí)刻兩個(gè)任務(wù)同時(shí)到達(dá)，請(qǐng)問(wèn)哪個(gè)任務(wù)會(huì)先執(zhí)行？（）A.T1B.T2C.不確定D.同時(shí)執(zhí)行6、某操作系統(tǒng)采用了文件的加密技術(shù)，對(duì)文件的內(nèi)容進(jìn)行加密存儲(chǔ)。在讀取文件時(shí)，需要先進(jìn)行解密操作。假設(shè)加密和解密算法的時(shí)間復(fù)雜度相同，且均為O(n)，其中n為文件的大小。如果讀取一個(gè)10MB的文件，加密算法的執(zhí)行時(shí)間為5秒，那么解密這個(gè)文件大約需要多長(zhǎng)時(shí)間？（）A.5秒B.10秒C.15秒D.20秒7、有一個(gè)文件系統(tǒng)，采用連續(xù)分配方式存儲(chǔ)文件。已知文件A從磁盤(pán)地址1000開(kāi)始，占用了5個(gè)連續(xù)的磁盤(pán)塊，每個(gè)磁盤(pán)塊大小為512B。若要讀取文件A的第3個(gè)磁盤(pán)塊的內(nèi)容，需要訪問(wèn)磁盤(pán)的物理地址是多少？（）A.2048B.2560C.3072D.35848、設(shè)備管理是操作系統(tǒng)的重要任務(wù)之一。以下關(guān)于設(shè)備管理的描述中，哪個(gè)選項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.設(shè)備管理負(fù)責(zé)管理計(jì)算機(jī)中的各種外部設(shè)備，如硬盤(pán)、打印機(jī)、鍵盤(pán)等B.設(shè)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(qū)動(dòng)I/O和DMA方式等C.設(shè)備管理可以通過(guò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的控制和操作D.設(shè)備管理可以將所有設(shè)備都看作是文件，通過(guò)文件系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行管理9、在一個(gè)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中，任務(wù)的調(diào)度不僅要考慮任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，還要滿(mǎn)足任務(wù)的時(shí)間約束。假設(shè)有一個(gè)周期性任務(wù)，其執(zhí)行周期為50毫秒，每次執(zhí)行時(shí)間為20毫秒。分析在不同的調(diào)度算法（如單調(diào)速率調(diào)度、最早截止時(shí)間優(yōu)先等）下，如何保證該任務(wù)能夠按時(shí)完成，并討論這些調(diào)度算法在處理周期性任務(wù)時(shí)的優(yōu)缺點(diǎn)。A.單調(diào)速率調(diào)度算法最優(yōu)B.最早截止時(shí)間優(yōu)先算法最優(yōu)C.兩種算法在不同情況下各有優(yōu)劣D.取決于任務(wù)的具體特點(diǎn)和系統(tǒng)負(fù)載10、某計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，有一臺(tái)打印機(jī)被多個(gè)進(jìn)程競(jìng)爭(zhēng)使用。為了保證打印結(jié)果的正確，系統(tǒng)應(yīng)采用何種技術(shù)？（）A.進(jìn)程互斥B.進(jìn)程同步C.進(jìn)程通信D.死鎖避免11、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.8MB12、在一個(gè)操作系統(tǒng)中，死鎖是一種可能發(fā)生的嚴(yán)重問(wèn)題。假設(shè)有四個(gè)進(jìn)程P1、P2、P3和P4，它們分別占用了部分資源，并請(qǐng)求其他資源，從而形成了一個(gè)死鎖的局面。已知進(jìn)程P1占用了資源R1，并請(qǐng)求資源R2；進(jìn)程P2占用了資源R2，并請(qǐng)求資源R3；進(jìn)程P3占用了資源R3，并請(qǐng)求資源R1；進(jìn)程P4占用了資源R4，并請(qǐng)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(yù)防、避免和檢測(cè)恢復(fù)的策略來(lái)解決這個(gè)問(wèn)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(yù)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(cè)恢復(fù)策略最優(yōu)D.不同策略在不同情況下各有優(yōu)劣13、某文件系統(tǒng)采用樹(shù)形目錄結(jié)構(gòu)，假設(shè)用戶(hù)要訪問(wèn)文件/user/data/file.txt，且當(dāng)前工作目錄為/home，則該文件的相對(duì)路徑和絕對(duì)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.txt14、在操作系統(tǒng)的存儲(chǔ)管理中，段頁(yè)式存儲(chǔ)管理結(jié)合了段式和頁(yè)式存儲(chǔ)管理的優(yōu)點(diǎn)。假設(shè)一個(gè)程序被分為多個(gè)段，每個(gè)段又被分為多個(gè)頁(yè)。以下關(guān)于段頁(yè)式存儲(chǔ)管理的地址轉(zhuǎn)換過(guò)程的描述，正確的是：（）A.首先進(jìn)行段的地址轉(zhuǎn)換，然后進(jìn)行頁(yè)的地址轉(zhuǎn)換B.先進(jìn)行頁(yè)的地址轉(zhuǎn)換，再進(jìn)行段的地址轉(zhuǎn)換C.段和頁(yè)的地址轉(zhuǎn)換同時(shí)進(jìn)行，以提高效率D.地址轉(zhuǎn)換過(guò)程只需要進(jìn)行一次，無(wú)需區(qū)分段和頁(yè)15、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，執(zhí)行時(shí)間分別為20ms、30ms和60ms。采用速率單調(diào)調(diào)度算法（RMS），請(qǐng)問(wèn)這三個(gè)任務(wù)能否被正確調(diào)度？如果能，給出調(diào)度順序；如果不能，說(shuō)明原因。（）A.能，調(diào)度順序?yàn)門(mén)1,T2,T3B.能，調(diào)度順序?yàn)門(mén)1,T3,T2C.否，T2和T3的執(zhí)行時(shí)間超過(guò)其周期的一半D.否，系統(tǒng)總負(fù)載超過(guò)處理器處理能力16、在一個(gè)多線程的操作系統(tǒng)中，有一個(gè)進(jìn)程包含多個(gè)線程。假設(shè)線程T1、T2和T3屬于同一個(gè)進(jìn)程，它們共享進(jìn)程的資源，如內(nèi)存空間、文件描述符等?，F(xiàn)在線程T1執(zhí)行一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用導(dǎo)致阻塞，那么其他線程的狀態(tài)會(huì)受到怎樣的影響？（）A.線程T2和T3也會(huì)被阻塞，直到T1完成系統(tǒng)調(diào)用B.線程T2和T3不受影響，繼續(xù)執(zhí)行C.線程T2和T3會(huì)暫停，等待操作系統(tǒng)的調(diào)度D.線程T2和T3可能會(huì)被切換到其他進(jìn)程的線程執(zhí)行17、某計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式，頁(yè)面大小為4KB，邏輯地址為32位。若某進(jìn)程的頁(yè)表如下所示：頁(yè)號(hào)物理塊號(hào)021528311則邏輯地址0x12345678對(duì)應(yīng)的物理地址是多少？（請(qǐng)給出詳細(xì)的計(jì)算過(guò)程）（）A.0x52345678B.0x82345678C.0x11345678D.0x2234567818、某操作系統(tǒng)中，有三個(gè)并發(fā)進(jìn)程P1、P2和P3，都需要使用同類(lèi)資源R，每個(gè)進(jìn)程需要的資源數(shù)分別為3、4和5。系統(tǒng)共有10個(gè)該類(lèi)資源。若采用銀行家算法，當(dāng)進(jìn)程P1申請(qǐng)1個(gè)資源時(shí)，系統(tǒng)是否會(huì)為其分配資源？（請(qǐng)?jiān)敿?xì)分析）（）A.會(huì)B.不會(huì)C.不確定D.以上都不對(duì)19、在計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)中，內(nèi)存管理是一項(xiàng)關(guān)鍵任務(wù)。假設(shè)系統(tǒng)采用分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式，頁(yè)面大小為4KB，某進(jìn)程的邏輯地址空間為32GB。則該進(jìn)程的頁(yè)表項(xiàng)數(shù)量至少為：（）A.8MB.2MC.1MD.4M20、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.360二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）進(jìn)程的執(zhí)行模式對(duì)系統(tǒng)性能有何影響？2、（本題5分）文件系統(tǒng)的加密技術(shù)有哪些？3、（本題5分）什么是銀行家算法？如何用于避免死鎖？4、（本題5分）文件系統(tǒng)的索引節(jié)點(diǎn)有什么作用？5、（本題5分）操作系統(tǒng)如何處理進(jìn)程的異常終止？三、綜合分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）探討操作系統(tǒng)如何處理進(jìn)程間通信中的消息傳遞的消息隊(duì)列的容量限制和擴(kuò)展策略。2、（本題5分）分析操作系統(tǒng)的頁(yè)面置換算法如何適應(yīng)不同的工作負(fù)載特點(diǎn)。3、（本題5分）分析操作系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)的文件壓縮的解壓縮性能。4、（本題5分）研究操作系統(tǒng)如何支持不同類(lèi)型的文件系統(tǒng)的加密算法的性能比較和選擇。5、（本題5分）研究操作系統(tǒng)中的內(nèi)存管理的內(nèi)存映射文件的性能影響因素。四、論述題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）操作系統(tǒng)中的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是連接硬件設(shè)