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學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁,共3頁四川城市職業(yè)學(xué)院
《計算機(jī)組成原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題(本大題共25個小題,每小題1分,共25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、在操作系統(tǒng)的磁盤調(diào)度算法中,先來先服務(wù)(FCFS)算法按照請求到達(dá)的順序進(jìn)行磁盤訪問,可能會導(dǎo)致較長的平均尋道時間;最短尋道時間優(yōu)先(SSTF)算法選擇距離當(dāng)前磁頭位置最近的請求進(jìn)行服務(wù),能有效減少平均尋道時間,但可能導(dǎo)致某些請求長時間等待;掃描(SCAN)算法在磁頭移動方向上選擇距離最近的請求進(jìn)行服務(wù),避免了SSTF算法的“饑餓”現(xiàn)象。假設(shè)磁盤請求隊列的順序?yàn)?8、183、37、122、14、124、65、67,磁頭當(dāng)前位于53號磁道,向磁道號增加的方向移動。那么,采用掃描算法時,磁頭移動的總()磁道數(shù)為()A.236B.292C.315D.3602、在一個操作系統(tǒng)中,磁盤調(diào)度算法采用最短尋道時間優(yōu)先(SSTF)算法。當(dāng)前磁頭位于磁道50,磁道訪問請求序列為80、40、90、10、60。那么,磁頭移動的總距離是多少?()A.150B.160C.170D.1803、在一個采用段頁式存儲管理的系統(tǒng)中,某進(jìn)程的段表如下所示:段號頁表長度(頁)頁表始址032001240021500若邏輯地址為(1,100),其中段號為1,頁號為100,頁面大小為1KB,請問其對應(yīng)的物理地址是多少?(給出詳細(xì)的計算過程)()A.500B.600C.700D.8004、操作系統(tǒng)的死鎖問題是一個需要重點(diǎn)關(guān)注和解決的難題。假設(shè)有四個進(jìn)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(dǎo)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(jìn)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(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)程申請多個資源5、在文件系統(tǒng)中,文件的存儲方式有連續(xù)存儲、鏈?zhǔn)酱鎯退饕鎯Φ取<僭O(shè)一個文件系統(tǒng)主要處理大文件的存儲和訪問。以下關(guān)于存儲方式選擇的描述,正確的是:()A.連續(xù)存儲適合大文件,因?yàn)榭梢钥焖俣ㄎ晃募?shù)據(jù),讀寫效率高B.鏈?zhǔn)酱鎯梢猿浞掷么疟P空間,適合存儲大文件C.索引存儲會增加文件的存儲空間開銷,不適合大文件存儲D.對于大文件,應(yīng)該隨機(jī)選擇一種存儲方式,性能差異不大6、在一個多道程序設(shè)計系統(tǒng)中,多個進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行。假設(shè)有進(jìn)程P1、P2和P3,它們的到達(dá)時間分別為0、1和2毫秒,服務(wù)時間分別為8、4和6毫秒。若采用短作業(yè)優(yōu)先(SJF)調(diào)度算法,那么平均周轉(zhuǎn)時間是多少?()A.7毫秒B.8毫秒C.9毫秒D.10毫秒7、在一個操作系統(tǒng)中,進(jìn)程的創(chuàng)建和銷毀是常見的操作。假設(shè)一個應(yīng)用程序需要頻繁創(chuàng)建和銷毀大量的短生命周期進(jìn)程,分析這種操作對系統(tǒng)性能的影響,包括內(nèi)存分配、資源消耗和上下文切換等,并討論如何通過進(jìn)程池、線程池等技術(shù)來優(yōu)化這種情況,以及這些技術(shù)的適用場景和限制。A.頻繁創(chuàng)建和銷毀進(jìn)程總是有害的B.頻繁創(chuàng)建和銷毀進(jìn)程在某些情況下無害C.可以通過進(jìn)程池或線程池完全解決性能問題D.進(jìn)程池和線程池有適用場景和限制8、操作系統(tǒng)的中斷機(jī)制是實(shí)現(xiàn)多任務(wù)和設(shè)備管理的關(guān)鍵。以下關(guān)于中斷的描述中,哪個選項是錯誤的?()A.中斷是指CPU在執(zhí)行程序的過程中,由于外部事件的發(fā)生而暫停當(dāng)前程序的執(zhí)行,轉(zhuǎn)而去處理外部事件B.中斷可以分為硬件中斷和軟件中斷,硬件中斷是由外部設(shè)備產(chǎn)生的,軟件中斷是由程序中的指令產(chǎn)生的C.中斷處理程序負(fù)責(zé)處理中斷事件,通常會保存當(dāng)前程序的狀態(tài),然后執(zhí)行相應(yīng)的處理操作D.中斷可以被屏蔽,即CPU可以忽略某些中斷請求,繼續(xù)執(zhí)行當(dāng)前程序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(jìn)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、文件系統(tǒng)是操作系統(tǒng)中用于管理文件的重要組成部分。假設(shè)一個文件系統(tǒng)采用多級目錄結(jié)構(gòu),文件的物理存儲采用連續(xù)分配方式。當(dāng)用戶創(chuàng)建一個新文件時,以下關(guān)于文件系統(tǒng)操作的描述中,正確的是:()A.文件系統(tǒng)首先在目錄中為新文件創(chuàng)建一個條目,然后在磁盤上為其分配連續(xù)的存儲空間B.由于采用連續(xù)分配方式,文件系統(tǒng)需要從頭開始查找足夠的連續(xù)空間來存儲新文件C.文件系統(tǒng)會為新文件隨機(jī)分配存儲空間,然后更新目錄中的文件信息D.連續(xù)分配方式會導(dǎo)致文件的擴(kuò)展非常困難,所以文件系統(tǒng)通常會拒絕創(chuàng)建較大的新文件11、在一個實(shí)時操作系統(tǒng)中,有三個周期性任務(wù)T1、T2和T3,它們的周期分別為50ms、100ms和200ms,每個任務(wù)的執(zhí)行時間分別為20ms、30ms和40ms。采用速率單調(diào)調(diào)度算法(RMS),請問這三個任務(wù)能否在各自的周期內(nèi)完成執(zhí)行?(給出詳細(xì)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)中有一臺打印機(jī)、一臺掃描儀和一臺繪圖儀。當(dāng)P1申請打印機(jī)、P2申請掃描儀、P3申請繪圖儀時,系統(tǒng)能否滿足這些請求?()A.可以滿足,因?yàn)槊總€進(jìn)程申請的設(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13、在一個操作系統(tǒng)中,進(jìn)程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如下:就緒->運(yùn)行,運(yùn)行->就緒,運(yùn)行->阻塞,阻塞->就緒。假設(shè)當(dāng)前有三個進(jìn)程P1、P2、P3處于就緒狀態(tài),系統(tǒng)采用時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法,時間片大小為10ms。進(jìn)程P1首先獲得CPU資源并開始運(yùn)行,在運(yùn)行5ms后,進(jìn)程P1發(fā)生I/O操作進(jìn)入阻塞狀態(tài)。此時,系統(tǒng)會如何調(diào)度?()A.從就緒隊列中選擇P2進(jìn)程運(yùn)行B.等待P1的I/O操作完成,繼續(xù)運(yùn)行P1C.重新選擇P1進(jìn)程運(yùn)行,直到時間片用完D.暫停系統(tǒng)運(yùn)行,等待其他進(jìn)程進(jìn)入就緒狀態(tài)14、在一個采用索引分配方式的文件系統(tǒng)中,一個文件的大小為100KB,盤塊大小為4KB,每個盤塊號占用4個字節(jié)。若采用一級索引,索引表項能夠容納的盤塊號數(shù)量為1024個。那么,該文件最多需要多少個索引塊?()A.1個B.2個C.3個D.4個15、在操作系統(tǒng)中,線程是比進(jìn)程更小的執(zhí)行單位。以下關(guān)于線程的描述中,哪個選項是錯誤的?()A.線程是進(jìn)程中的一個執(zhí)行路徑,共享進(jìn)程的地址空間和資源B.線程的創(chuàng)建和銷毀比進(jìn)程更快,因?yàn)榫€程不需要分配獨(dú)立的內(nèi)存空間C.多線程可以提高程序的并發(fā)性,但也會增加程序的復(fù)雜性和調(diào)試難度D.線程之間的通信可以通過共享內(nèi)存和消息傳遞兩種方式進(jìn)行,其中共享內(nèi)存方式效率更高,但也更容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)競爭問題16、在操作系統(tǒng)的存儲管理中,段頁式存儲管理結(jié)合了段式和頁式存儲管理的優(yōu)點(diǎn)。假設(shè)一個程序被分為多個段,每個段又被分為多個頁。以下關(guān)于段頁式存儲管理的地址轉(zhuǎn)換過程的描述,正確的是:()A.首先進(jìn)行段的地址轉(zhuǎn)換,然后進(jìn)行頁的地址轉(zhuǎn)換B.先進(jìn)行頁的地址轉(zhuǎn)換,再進(jìn)行段的地址轉(zhuǎn)換C.段和頁的地址轉(zhuǎn)換同時進(jìn)行,以提高效率D.地址轉(zhuǎn)換過程只需要進(jìn)行一次,無需區(qū)分段和頁17、在一個多任務(wù)操作系統(tǒng)中,多個進(jìn)程同時競爭CPU資源。假設(shè)系統(tǒng)采用時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法,每個進(jìn)程被分配相同長度的時間片。當(dāng)一個進(jìn)程在其時間片內(nèi)未完成任務(wù)時,會被掛起并放入就緒隊列等待下一輪調(diào)度?,F(xiàn)在有三個進(jìn)程P1、P2和P3,它們的運(yùn)行時間分別為20毫秒、10毫秒和30毫秒。如果系統(tǒng)的時間片長度為10毫秒,那么這三個進(jìn)程的平均周轉(zhuǎn)時間(從進(jìn)程開始到完成的時間)大約是多少?需要考慮進(jìn)程的切換時間和等待時間,并分析這種調(diào)度算法在不同場景下的優(yōu)缺點(diǎn)。A.20毫秒B.23.33毫秒C.26.67毫秒D.30毫秒18、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(fù)責(zé)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(dǎo)致系統(tǒng)崩潰19、在一個具有內(nèi)存管理功能的操作系統(tǒng)中,采用分段和分頁相結(jié)合的存儲管理方式。進(jìn)程的邏輯地址由段號、段內(nèi)頁號和頁內(nèi)偏移量組成。假設(shè)段表項中包含段的起始地址、段長和頁表起始地址,頁表項中包含頁框號。當(dāng)進(jìn)程訪問邏輯地址為(2,1,500)時(假設(shè)段號、段內(nèi)頁號和頁內(nèi)偏移量均從0開始計數(shù)),系統(tǒng)進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換。已知段表中第2段的起始地址為10000,段長為5000,頁表起始地址為2000,頁表中第1頁對應(yīng)的頁框號為3。那么,對應(yīng)的物理地址是多少?()A.10500B.12500C.15500D.1850020、操作系統(tǒng)的存儲管理功能可以提高內(nèi)存的利用率。以下關(guān)于存儲管理的描述中,哪個選項是錯誤的?()A.虛擬內(nèi)存是一種將硬盤空間作為內(nèi)存使用的技術(shù),可以擴(kuò)大程序的可用內(nèi)存空間B.頁面置換算法用于在內(nèi)存不足時選擇哪些頁面被換出到硬盤上C.段頁式存儲管理結(jié)合了分段和分頁的優(yōu)點(diǎn),可以更靈活地管理內(nèi)存D.存儲管理只需要考慮內(nèi)存的分配和回收,不需要考慮CPU的緩存管理21、在一個具有多個線程的進(jìn)程中,線程之間共享進(jìn)程的資源,包括內(nèi)存、文件描述符等。但每個線程有自己獨(dú)立的棧空間和線程控制塊。假設(shè)有線程T1、T2和T3,它們同時訪問一個全局變量X,X的初始值為0。T1執(zhí)行X=X+1,T2執(zhí)行X=X-2,T3執(zhí)行X=X*3,請問最終X的值可能是多少?()A.-3B.0C.3D.以上都有可能22、考慮一個具有多級反饋隊列調(diào)度算法的系統(tǒng),共設(shè)置3個隊列,優(yōu)先級依次降低。第1隊列時間片為2ms,第2隊列時間片為4ms,第3隊列時間片為8ms。若有進(jìn)程P1到達(dá)時進(jìn)入第1隊列,運(yùn)行1ms后未完成,被放入第2隊列;進(jìn)程P2到達(dá)時進(jìn)入第2隊列,運(yùn)行3ms后未完成,被放入第3隊列。請問當(dāng)P1再次獲得CPU時,它已經(jīng)等待了多長時間?()A.4msB.5msC.6msD.7ms23、文件系統(tǒng)的目錄結(jié)構(gòu)對于文件的組織和管理非常重要。以下關(guān)于目錄結(jié)構(gòu)的描述中,哪個選項是錯誤的?()A.單級目錄結(jié)構(gòu)只有一個目錄,所有文件都放在這個目錄中B.兩級目錄結(jié)構(gòu)將文件分為用戶文件和系統(tǒng)文件,分別放在不同的目錄中C.樹形目錄結(jié)構(gòu)可以將文件組織成層次結(jié)構(gòu),方便管理和查找D.無環(huán)圖目錄結(jié)構(gòu)可以允許文件有多個父目錄,增加了文件的靈活性24、在操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)中,文件的物理結(jié)構(gòu)有連續(xù)分配、鏈接分配和索引分配等多種方式。連續(xù)分配方式具有較高的順序訪問速度,但存在外部碎片問題;鏈接分配方式解決了外部碎片問題,但隨機(jī)訪問速度較慢;索引分配方式則結(jié)合了兩者的優(yōu)點(diǎn)。假設(shè)一個文件系統(tǒng)采用索引分配方式,每個索引節(jié)點(diǎn)包含13個直接地址項、1個一級間接地址項、1個二級間接地址項和1個三級間接地址項,每個地址項大小為4字節(jié),盤塊大小為1KB。若要訪問文件的第10000塊,至少需要幾次磁盤I/O操作()A.1B.2C.3D.425、在操作系統(tǒng)的內(nèi)核中,進(jìn)程管理模塊負(fù)責(zé)進(jìn)程的創(chuàng)建、調(diào)度和終止等操作。假設(shè)一個進(jìn)程由于等待資源而進(jìn)入阻塞狀態(tài)。以下關(guān)于阻塞進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換的描述,正確的是:()A.當(dāng)所需資源可用時,阻塞進(jìn)程會直接轉(zhuǎn)換為運(yùn)行狀態(tài)B.阻塞進(jìn)程首先轉(zhuǎn)換為就緒狀態(tài),然后等待調(diào)度程序分配CPUC.阻塞進(jìn)程會一直保持阻塞狀態(tài),直到系統(tǒng)強(qiáng)制終止D.阻塞進(jìn)程在等待一段時間后會自動轉(zhuǎn)換為就緒狀態(tài)二、簡答題(本大題共4個小題,共20分)1、(本題5分)什么是操作系統(tǒng)的代碼重構(gòu)和優(yōu)化?2、(本題5分)簡述分布
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