安徽大學(xué)江淮學(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)安徽大學(xué)江淮學(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)具有快表的分頁(yè)存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中，快表的命中率為80%，訪問快表的時(shí)間為10ns，訪問主存的時(shí)間為100ns。若要訪問的頁(yè)面在快表中，那么一次有效地址轉(zhuǎn)換所需的平均時(shí)間是多少？若頁(yè)面不在快表中呢？（）A.20ns，110nsB.18ns，110nsC.20ns，120nsD.18ns，120ns2、在一個(gè)具有快表的分頁(yè)系統(tǒng)中，假定頁(yè)表存放在內(nèi)存中，內(nèi)存訪問時(shí)間為100ns，快表的查找時(shí)間為20ns。若一次內(nèi)存訪問需要查找頁(yè)表，而快表命中的概率為80%。則有效訪問時(shí)間是多少？（）A.100nsB.116nsC.120nsD.140ns3、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.32MB4、在一個(gè)具有多個(gè)緩沖區(qū)的I/O系統(tǒng)中，從用戶進(jìn)程向緩沖區(qū)寫入數(shù)據(jù)和從緩沖區(qū)向設(shè)備輸出數(shù)據(jù)可以并行操作。假設(shè)從用戶進(jìn)程向緩沖區(qū)寫入一個(gè)數(shù)據(jù)的平均時(shí)間為T1，從緩沖區(qū)向設(shè)備輸出一個(gè)數(shù)據(jù)的平均時(shí)間為T2，緩沖區(qū)的數(shù)量為N。若要使系統(tǒng)的并行度最高，T1和T2應(yīng)滿足什么關(guān)系？（）A.T1>T2B.T1<T2C.T1=T2D.以上都不對(duì)5、在一個(gè)操作系統(tǒng)中，設(shè)備管理是一項(xiàng)重要的功能。假設(shè)有一個(gè)磁盤設(shè)備，其傳輸速率為100MB/s，平均尋道時(shí)間為10毫秒，旋轉(zhuǎn)延遲為5毫秒?，F(xiàn)在有一個(gè)進(jìn)程需要連續(xù)讀取100個(gè)大小均為4KB的數(shù)據(jù)塊。分析在不同的磁盤調(diào)度算法（如先來先服務(wù)、最短尋道時(shí)間優(yōu)先、電梯算法等）下，進(jìn)程完成數(shù)據(jù)讀取所需的時(shí)間，并比較這些算法在磁盤I/O性能方面的優(yōu)劣。A.先來先服務(wù)算法最優(yōu)B.最短尋道時(shí)間優(yōu)先算法最優(yōu)C.電梯算法最優(yōu)D.不同算法在不同情況下各有優(yōu)劣6、在虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)中，頁(yè)面置換算法的性能對(duì)系統(tǒng)的整體性能有很大影響。假設(shè)系統(tǒng)采用先進(jìn)先出（FIFO）頁(yè)面置換算法。以下關(guān)于FIFO算法的特點(diǎn)的描述，正確的是：（）A.FIFO算法可能會(huì)把經(jīng)常使用的頁(yè)面置換出去，導(dǎo)致缺頁(yè)率增加B.FIFO算法總是選擇在內(nèi)存中駐留時(shí)間最長(zhǎng)的頁(yè)面進(jìn)行置換C.FIFO算法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但性能不如其他復(fù)雜的頁(yè)面置換算法D.FIFO算法不會(huì)產(chǎn)生Belady異?，F(xiàn)象7、在操作系統(tǒng)的磁盤管理中，磁盤調(diào)度算法的選擇對(duì)于磁盤的I/O性能有著重要的影響。除了前面提到的幾種常見算法，還有電梯調(diào)度算法。電梯調(diào)度算法類似于電梯的工作原理，總是沿著一個(gè)方向移動(dòng)，直到該方向上沒有請(qǐng)求為止，然后改變方向。假設(shè)磁盤請(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.5128、文件系統(tǒng)的文件共享是指多個(gè)用戶可以同時(shí)訪問同一個(gè)文件。以下關(guān)于文件共享的描述中，哪個(gè)選項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.文件共享可以提高文件的利用率和系統(tǒng)的效率B.文件共享可以通過硬鏈接和軟鏈接兩種方式實(shí)現(xiàn)C.文件共享需要解決文件的同步和一致性問題D.文件共享只對(duì)文本文件有效，對(duì)二進(jìn)制文件沒有作用9、某操作系統(tǒng)中，有三個(gè)進(jìn)程P1、P2和P3，它們共享兩個(gè)資源R1和R2。資源分配情況如下表所示：進(jìn)程已分配資源最大需求資源R1R2R1R2P11032P20121P31131系統(tǒng)是否處于安全狀態(tài)？如果是，給出一個(gè)安全序列。（請(qǐng)給出詳細(xì)的分析過程）（）A.是，P2、P1、P3B.是，P1、P2、P3C.否D.是，P3、P1、P210、在一個(gè)多道程序設(shè)計(jì)的操作系統(tǒng)中，有三個(gè)進(jìn)程P1、P2、P3，它們的到達(dá)時(shí)間、服務(wù)時(shí)間分別為（0，8）、（1，4）、（2，9）（單位：毫秒）。采用短作業(yè)優(yōu)先（SJF）調(diào)度算法，不考慮進(jìn)程切換的時(shí)間開銷。那么，進(jìn)程P1的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間是多少？（）A.8毫秒B.9毫秒C.10毫秒D.11毫秒11、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、T3，它們的周期分別為50ms、100ms、200ms，執(zhí)行時(shí)間分別為20ms、30ms、40ms。采用最早截止時(shí)間優(yōu)先（EDF）調(diào)度算法。在0時(shí)刻，三個(gè)任務(wù)同時(shí)到達(dá)。那么，在第一個(gè)200ms內(nèi)，T1任務(wù)被調(diào)度執(zhí)行的次數(shù)是多少？（）A.2次B.3次C.4次D.5次12、某計(jì)算機(jī)采用虛擬存儲(chǔ)技術(shù)，系統(tǒng)為用戶進(jìn)程提供了4GB的虛擬地址空間，頁(yè)面大小為4KB。假設(shè)某進(jìn)程的虛擬頁(yè)面訪問序列為1，2，3，4，1，2，5，1，2，3，4，5。若采用最佳頁(yè)面置換算法（OPT），則發(fā)生缺頁(yè)中斷的次數(shù)是多少？（請(qǐng)?jiān)敿?xì)分析計(jì)算過程）（）A.7B.8C.9D.1013、操作系統(tǒng)的安全機(jī)制可以保護(hù)系統(tǒng)的資源和數(shù)據(jù)不被非法訪問和破壞。以下關(guān)于操作系統(tǒng)安全機(jī)制的描述中，哪個(gè)選項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.操作系統(tǒng)可以采用用戶認(rèn)證和授權(quán)機(jī)制來控制用戶對(duì)系統(tǒng)資源的訪問B.操作系統(tǒng)可以采用加密技術(shù)來保護(hù)文件和數(shù)據(jù)的安全C.操作系統(tǒng)可以采用訪問控制列表（ACL）來實(shí)現(xiàn)對(duì)文件和目錄的訪問控制D.操作系統(tǒng)的安全機(jī)制只需要在軟件層面實(shí)現(xiàn)，不需要考慮硬件設(shè)備的安全性14、設(shè)備管理中的設(shè)備獨(dú)立性可以提高程序的可移植性和設(shè)備的利用率。以下關(guān)于設(shè)備獨(dú)立性的描述中，哪個(gè)選項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.設(shè)備獨(dú)立性可以通過設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和邏輯設(shè)備表來實(shí)現(xiàn)B.設(shè)備獨(dú)立性意味著程序可以不考慮設(shè)備的具體類型和特性，直接使用設(shè)備C.設(shè)備獨(dú)立性可以提高設(shè)備的利用率，因?yàn)椴煌某绦蚩梢怨蚕碓O(shè)備D.設(shè)備獨(dú)立性只對(duì)輸入設(shè)備有效，對(duì)輸出設(shè)備沒有作用15、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(gè)文件系統(tǒng)采用多級(jí)目錄結(jié)構(gòu)，文件的物理存儲(chǔ)采用連續(xù)分配方式。當(dāng)用戶創(chuàng)建一個(gè)新文件時(shí)，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(gè)條目，然后在磁盤上為其分配連續(xù)的存儲(chǔ)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(chǔ)新文件C.文件系統(tǒng)會(huì)為新文件隨機(jī)分配存儲(chǔ)空間，然后更新目錄中的文件信息D.連續(xù)分配方式會(huì)導(dǎo)致文件的擴(kuò)展非常困難，所以文件系統(tǒng)通常會(huì)拒絕創(chuàng)建較大的新文件二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）操作系統(tǒng)如何處理進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)動(dòng)態(tài)調(diào)整？2、（本題5分）什么是中斷向量？它的作用是什么？3、（本題5分）什么是軟實(shí)時(shí)任務(wù)和硬實(shí)時(shí)任務(wù)？三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）論述操作系統(tǒng)中的緩存管理策略，包括內(nèi)存緩存、磁盤緩存和文件緩存等，分析緩存命中率的影響因素以及如何優(yōu)化緩存以提高系統(tǒng)的性能。2、（本題5分）在分布式操作系統(tǒng)中，負(fù)載均衡是提高系統(tǒng)性能和資源利用率的關(guān)鍵。請(qǐng)深入探討分布式系統(tǒng)中的負(fù)載均衡策略，如靜態(tài)負(fù)載均衡和動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡，分析它們的實(shí)現(xiàn)原理和適用場(chǎng)景，并研究如何有效地監(jiān)測(cè)和評(píng)估系統(tǒng)負(fù)載。3、（本題5分）在分布式操作系統(tǒng)中，資源管理和任務(wù)分配是關(guān)鍵問題。深入探討分布式系統(tǒng)中的資源發(fā)現(xiàn)、分配策略、任務(wù)調(diào)度算法，分析在節(jié)點(diǎn)異構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)延遲等情況下如何保證資源的有效利用和任務(wù)的高效執(zhí)行，研究分布式系統(tǒng)中的一致性問題和容錯(cuò)機(jī)制，以及與集中式系統(tǒng)在資源管理方面的差異和優(yōu)勢(shì)。4、（本題5分）詳細(xì)闡述操作系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)的加密文件系統(tǒng)（EFS）的架構(gòu)和實(shí)現(xiàn)，探討密鑰的生成、存儲(chǔ)和管理。分析EFS對(duì)數(shù)據(jù)保密性和文件系統(tǒng)性能的影響。5、（本題5分）論述