巢湖學院《操作系統(tǒng)》2021-2022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頁巢湖學院《操作系統(tǒng)》

2021-2022學年第一學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、在操作系統(tǒng)中，系統(tǒng)調用是用戶程序與操作系統(tǒng)內核進行交互的接口。假設有一個用戶程序需要讀取一個文件的內容，通過系統(tǒng)調用實現(xiàn)。以下關于系統(tǒng)調用執(zhí)行過程的描述，正確的是：（）A.用戶程序直接訪問文件系統(tǒng)的相關數(shù)據(jù)結構，完成文件讀取操作B.用戶程序通過陷入內核模式，執(zhí)行內核提供的文件讀取函數(shù)C.系統(tǒng)調用會導致用戶程序被阻塞，直到文件讀取完成后才能繼續(xù)執(zhí)行D.系統(tǒng)調用的執(zhí)行速度非?？欤瑢τ脩舫绦虻男阅軒缀鯖]有影響2、在一個操作系統(tǒng)中，虛擬內存技術使得進程可以使用比實際物理內存更大的地址空間。假設系統(tǒng)的物理內存為4GB，采用分頁式存儲管理，頁面大小為4KB，進程的虛擬地址空間為8GB?，F(xiàn)在進程需要訪問一個虛擬地址，系統(tǒng)通過頁表進行地址轉換。分析在這種情況下，頁表的結構和大小，以及如何通過頁表項中的標志位（如有效位、修改位等）來管理頁面的狀態(tài)，并討論虛擬內存技術對系統(tǒng)性能和內存使用效率的影響。A.虛擬內存技術提高了性能和效率B.虛擬內存技術降低了性能和效率C.虛擬內存技術在某些情況下提高，某些情況下降低D.取決于系統(tǒng)的負載和應用程序的特點3、在一個操作系統(tǒng)中，文件系統(tǒng)采用樹形目錄結構。假設根目錄下有目錄A和B，目錄A下有文件F1和目錄C，目錄B下有文件F2和目錄D。現(xiàn)在要查找文件F1，從根目錄開始，依次經過的目錄路徑是什么？同時，如果要刪除目錄A，需要滿足哪些條件？（）A.路徑為/A/F1；刪除目錄A需要目錄A為空且沒有進程正在使用它B.路徑為/A/C/F1；刪除目錄A需要目錄A下的所有文件和子目錄已被刪除C.路徑為/A；刪除目錄A需要目錄A及其所有子目錄和文件沒有被其他用戶鎖定D.路徑為/A/F1；刪除目錄A需要目錄A下沒有隱藏文件且父目錄有寫權限4、在一個多道程序設計系統(tǒng)中，多個進程并發(fā)執(zhí)行。進程A正在使用CPU進行計算，進程B正在等待I/O操作完成，進程C處于就緒狀態(tài)。此時，操作系統(tǒng)進行進程調度。以下關于進程調度的描述，正確的是：（）A.操作系統(tǒng)可能會將CPU分配給進程C，暫停進程A的執(zhí)行B.由于進程B正在等待I/O操作，所以它會被立即調度執(zhí)行C.進程A會一直占用CPU直到其計算任務完成，不會被調度切換D.操作系統(tǒng)一定會選擇等待時間最長的進程進行調度5、在一個多線程操作系統(tǒng)中，一個進程可以包含多個線程。假設一個進程P有兩個線程T1和T2，它們共享進程的資源，如內存、文件描述符等。現(xiàn)在線程T1正在進行一個耗時的計算操作，而線程T2需要訪問線程T1正在使用的資源。分析在這種情況下，可能出現(xiàn)的線程同步問題，如競爭條件和死鎖，并討論如何使用互斥鎖、條件變量等同步機制來解決這些問題，以及這些同步機制對線程執(zhí)行效率的影響。A.同步機制總是提高效率B.同步機制總是降低效率C.同步機制在某些情況下提高，某些情況下降低D.取決于線程的操作和資源的使用情況6、某操作系統(tǒng)采用動態(tài)分區(qū)分配方式管理內存，初始時內存為空。現(xiàn)有一系列內存分配請求和釋放請求，分配請求依次為：300KB、200KB、150KB、400KB，釋放請求依次為：200KB、300KB。采用最佳適應算法進行內存分配和回收，請問最終內存的空閑分區(qū)情況是怎樣的？（）A.一個150KB的空閑分區(qū)和一個400KB的空閑分區(qū)B.一個200KB的空閑分區(qū)和一個350KB的空閑分區(qū)C.一個350KB的空閑分區(qū)和一個150KB的空閑分區(qū)D.一個550KB的空閑分區(qū)7、在一個具有虛擬內存的操作系統(tǒng)中，進程的地址空間被劃分為邏輯地址和物理地址。當進程訪問一個虛擬地址時，系統(tǒng)通過頁表將其轉換為物理地址。假設頁表的每個條目包含頁號、頁框號和一些訪問控制位。現(xiàn)在有一個進程，其邏輯地址空間大小為4GB，頁面大小為4KB，頁表項大小為4字節(jié)。如果系統(tǒng)為該進程分配了1GB的物理內存，那么頁表的大小至少是多少？同時考慮頁表的存儲方式和對內存訪問效率的影響。A.1MBB.2MBC.4MBD.8MB8、在操作系統(tǒng)中，進程通信的方式多種多樣。共享內存方式通過共享一塊內存區(qū)域來實現(xiàn)進程間的數(shù)據(jù)交換，具有很高的通信效率；消息傳遞方式則通過發(fā)送和接收消息來完成通信，消息可以包含各種數(shù)據(jù)類型；管道通信方式則是一種半雙工的通信方式，常用于父子進程之間的通信。假設有兩個進程需要進行大量數(shù)據(jù)的實時交換，并且要求通信的可靠性較高，那么最適合采用的通信方式是（）A.共享內存B.消息傳遞C.管道通信D.以上方式都不適合9、操作系統(tǒng)的進程調度算法對于系統(tǒng)性能有很大影響。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按照進程到達的先后順序進行調度B.短作業(yè)優(yōu)先調度算法優(yōu)先調度執(zhí)行時間短的進程C.時間片輪轉調度算法將CPU時間劃分為固定大小的時間片，每個進程輪流執(zhí)行一個時間片D.高響應比優(yōu)先調度算法只考慮進程的等待時間，不考慮執(zhí)行時間10、在一個操作系統(tǒng)中，死鎖是一種可能發(fā)生的嚴重問題。假設有四個進程P1、P2、P3和P4，它們分別占用了部分資源，并請求其他資源，從而形成了一個死鎖的局面。已知進程P1占用了資源R1，并請求資源R2；進程P2占用了資源R2，并請求資源R3；進程P3占用了資源R3，并請求資源R1；進程P4占用了資源R4，并請求資源R1。分析這種死鎖情況是如何產生的，以及可以采用哪些死鎖預防、避免和檢測恢復的策略來解決這個問題，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.采用死鎖檢測恢復策略最優(yōu)D.不同策略在不同情況下各有優(yōu)劣11、某操作系統(tǒng)中，有三個進程P1、P2和P3，它們共享兩個資源R1和R2。資源分配情況如下表所示：進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，給出一個安全序列。（請給出詳細的分析過程）（）A.是，P2、P1、P3B.是，P1、P2、P3C.否D.是，P3、P1、P212、在一個采用樹形目錄結構的文件系統(tǒng)中，有一個根目錄/，其下有子目錄A和B，A目錄下有文件file1和子目錄C，B目錄下有文件file2。現(xiàn)在要從根目錄開始查找文件file1，以下哪種查找方式效率最高？（）A.順序查找B.二分查找C.哈希查找D.基于索引的查找13、在一個分時操作系統(tǒng)中，多個用戶通過終端同時與系統(tǒng)交互。假設系統(tǒng)的時間片大小為20毫秒，用戶進程A在一個時間片內完成了一部分計算任務，還需要繼續(xù)執(zhí)行。以下關于分時操作系統(tǒng)和進程調度的描述中，正確的是：（）A.在下一個時間片，操作系統(tǒng)一定會調度進程A繼續(xù)執(zhí)行B.由于時間片較短，用戶會感覺到系統(tǒng)的響應非常迅速，好像每個用戶都在獨占系統(tǒng)C.如果在進程A等待調度的過程中有更高優(yōu)先級的進程進入就緒狀態(tài)，進程A可能會被延遲調度D.時間片的大小對系統(tǒng)的吞吐量沒有影響，只影響用戶的響應時間14、在內存管理中，頁面置換算法用于決定當內存不足時替換哪些頁面。假設系統(tǒng)采用先進先出（FIFO）頁面置換算法，物理內存頁面數(shù)量為3，頁面引用序列為1、2、3、4、1、2、5、1、2、3、4、5。以下關于頁面置換過程的描述中，正確的是：（）A.FIFO算法可能會導致Belady異常，即增加物理內存頁面數(shù)量反而會增加缺頁次數(shù)B.在這個引用序列中，F(xiàn)IFO算法的缺頁次數(shù)一定比最近最少使用（LRU）算法少C.FIFO算法總是替換最早進入內存的頁面，而不考慮頁面的使用頻率D.當物理內存已滿時，新頁面進入一定會導致一個頁面被置換出去15、在一個分布式操作系統(tǒng)中，多個計算機通過網絡連接協(xié)同工作。假設系統(tǒng)中有多個任務需要分配到不同的節(jié)點上執(zhí)行，以下關于分布式操作系統(tǒng)任務分配的描述中，正確的是：（）A.任務分配只考慮節(jié)點的計算能力，不考慮網絡帶寬和延遲B.分布式操作系統(tǒng)會自動將任務平均分配到各個節(jié)點上，以保證負載均衡C.在任務分配過程中，需要考慮節(jié)點的資源狀態(tài)、任務的需求以及網絡通信開銷等因素D.一旦任務被分配到某個節(jié)點上，就不能再遷移到其他節(jié)點，即使該節(jié)點出現(xiàn)故障二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）簡述網絡操作系統(tǒng)的功能。2、（本題5分）簡述操作系統(tǒng)中的安全隔離機制。3、（本題5分）進程的執(zhí)行模式對系統(tǒng)性能有何影響？三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在操作系統(tǒng)中，進程間通信的方式多種多樣。請全面論述除了常見的消息傳遞和共享內存之外的其他進程間通信方式，如信號量、管道等，分析它們的適用場景和優(yōu)缺點，并通過實際案例說明如何選擇合適的進程間通信方式。2、（本題5分）論述在操作系統(tǒng)中，如何管理大規(guī)模的進程和線程，考慮進程和線程的創(chuàng)建、銷毀、調度和資源分配。分析在高并發(fā)環(huán)境下的性能優(yōu)化和資源競爭問題的解決方法。3、（本題5分）詳細探討操作系統(tǒng)中的系統(tǒng)崩潰轉儲技術，包括核心轉儲、內存鏡像等的生成和分析方法，分析如何利用轉儲信息進行故障診斷和系統(tǒng)恢復。4、（本題5分）論述操作系統(tǒng)中的進程遷移技術，包括進程狀態(tài)的保存和恢復、資源的重新分配。分析進程遷移