湖北商貿(mào)學(xué)院《操作系統(tǒng)原理及應(yīng)用》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密封線第1頁(yè)，共3頁(yè)湖北商貿(mào)學(xué)院《操作系統(tǒng)原理及應(yīng)用》

2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題1分，共15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、某文件系統(tǒng)采用樹(shù)形目錄結(jié)構(gòu)，假設(shè)用戶要訪問(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.txt2、在一個(gè)操作系統(tǒng)中，文件系統(tǒng)采用樹(shù)形目錄結(jié)構(gòu)。假設(shè)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(kāi)始，依次經(jīng)過(guò)的目錄路徑是什么？同時(shí)，如果要?jiǎng)h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(méi)有進(jìn)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(méi)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(méi)有隱藏文件且父目錄有寫權(quán)限3、在一個(gè)支持多線程的操作系統(tǒng)中，線程的同步和互斥是常見(jiàn)的操作。假設(shè)有兩個(gè)線程T1和T2共享一個(gè)全局變量count，初始值為0。T1負(fù)責(zé)對(duì)count進(jìn)行加1操作，T2負(fù)責(zé)對(duì)count進(jìn)行減1操作。為了保證操作的正確性，需要使用鎖機(jī)制。以下關(guān)于鎖使用的描述，正確的是：（）A.T1和T2在操作count前都先獲取鎖，操作完成后釋放鎖B.只有T1需要獲取鎖進(jìn)行加1操作，T2不需要獲取鎖進(jìn)行減1操作C.鎖的獲取和釋放操作會(huì)導(dǎo)致線程的切換，從而降低系統(tǒng)性能D.可以使用多個(gè)鎖來(lái)分別保護(hù)count的加操作和減操作，提高并發(fā)度4、某計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用DMA方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，DMA控制器每次能夠傳輸一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。若要傳輸1000字節(jié)的數(shù)據(jù)，DMA初始化設(shè)置的時(shí)間為100μs，DMA傳輸一個(gè)字節(jié)的時(shí)間為1μs，中斷處理的時(shí)間為50μs，請(qǐng)問(wèn)完成這次數(shù)據(jù)傳輸總共需要多長(zhǎng)時(shí)間？（）A.1150μsB.1550μsC.2050μsD.2150μs5、在操作系統(tǒng)中，虛擬存儲(chǔ)技術(shù)可以擴(kuò)大程序的可用內(nèi)存空間。以下關(guān)于虛擬存儲(chǔ)的描述中，哪個(gè)選項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.虛擬存儲(chǔ)技術(shù)將硬盤空間作為內(nèi)存的擴(kuò)展，當(dāng)內(nèi)存不足時(shí)，將部分頁(yè)面換出到硬盤上B.虛擬存儲(chǔ)技術(shù)可以提高程序的并發(fā)度，因?yàn)槎鄠€(gè)程序可以共享硬盤空間作為虛擬內(nèi)存C.虛擬存儲(chǔ)技術(shù)需要硬件支持，如MMU（內(nèi)存管理單元）D.虛擬存儲(chǔ)技術(shù)可以完全替代物理內(nèi)存，使得程序可以在沒(méi)有物理內(nèi)存的情況下運(yùn)行6、在文件系統(tǒng)中，文件目錄的組織方式對(duì)文件的查找效率有很大影響。常見(jiàn)的文件目錄組織方式有單級(jí)目錄、兩級(jí)目錄和多級(jí)目錄。單級(jí)目錄結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但不便于文件的分類管理；兩級(jí)目錄將用戶文件目錄和系統(tǒng)文件目錄分開(kāi)，提高了安全性；多級(jí)目錄則形成了樹(shù)形結(jié)構(gòu)，便于文件的分類和查找。假設(shè)一個(gè)文件系統(tǒng)采用多級(jí)目錄結(jié)構(gòu)，目錄深度為3，每個(gè)目錄下最多有10個(gè)子目錄或文件。那么，該文件系統(tǒng)最多可以容納的文件和目錄數(shù)量為（）A.1000B.10000C.100000D.10000007、某計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，有一個(gè)磁盤，其每個(gè)盤面有200個(gè)磁道，每個(gè)磁道有10個(gè)扇區(qū)，磁盤轉(zhuǎn)速為6000轉(zhuǎn)/分鐘。若要讀取一個(gè)位于第50個(gè)磁道、第8個(gè)扇區(qū)的數(shù)據(jù)，至少需要多少時(shí)間？（假設(shè)尋道時(shí)間為10ms，給出詳細(xì)的計(jì)算過(guò)程）（）A.21.67msB.23.33msC.25msD.26.67ms8、在操作系統(tǒng)中，死鎖的檢測(cè)和恢復(fù)是處理死鎖問(wèn)題的重要手段。死鎖檢測(cè)可以通過(guò)資源分配圖或者矩陣的方法進(jìn)行。假設(shè)系統(tǒng)中有四個(gè)資源類型R1、R2、R3和R4，三個(gè)進(jìn)程P1、P2和P3。P1申請(qǐng)了R1和R2，P2申請(qǐng)了R2和R3，P3申請(qǐng)了R3和R4。現(xiàn)在通過(guò)資源分配圖進(jìn)行死鎖檢測(cè)，那么該系統(tǒng)是否處于死鎖狀態(tài)（）A.是B.否C.無(wú)法確定D.以上都不對(duì)9、在操作系統(tǒng)的內(nèi)核結(jié)構(gòu)中，微內(nèi)核結(jié)構(gòu)和宏內(nèi)核結(jié)構(gòu)各有優(yōu)缺點(diǎn)。假設(shè)一個(gè)操作系統(tǒng)采用微內(nèi)核結(jié)構(gòu)，以下關(guān)于其特點(diǎn)的描述，正確的是：（）A.微內(nèi)核結(jié)構(gòu)將大部分系統(tǒng)服務(wù)功能放在內(nèi)核之外，內(nèi)核體積小，穩(wěn)定性高B.由于微內(nèi)核結(jié)構(gòu)的內(nèi)核功能較少，系統(tǒng)的性能通常比宏內(nèi)核結(jié)構(gòu)更高C.微內(nèi)核結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)服務(wù)之間通信效率高，因?yàn)樗鼈兌荚趦?nèi)核中直接交互D.微內(nèi)核結(jié)構(gòu)的可擴(kuò)展性較差，難以添加新的系統(tǒng)服務(wù)10、在操作系統(tǒng)的內(nèi)存分配策略中，首次適應(yīng)算法、最佳適應(yīng)算法和最壞適應(yīng)算法是常見(jiàn)的方法。假設(shè)系統(tǒng)中有一系列空閑內(nèi)存塊，大小分別為100KB、200KB、50KB、150KB、300KB。當(dāng)一個(gè)進(jìn)程請(qǐng)求120KB內(nèi)存時(shí)，以下關(guān)于不同內(nèi)存分配算法的描述中，正確的是：（）A.首次適應(yīng)算法會(huì)選擇第一個(gè)滿足要求的空閑塊，即100KB的塊，并將其分割B.最佳適應(yīng)算法會(huì)選擇大小最接近請(qǐng)求大小的空閑塊，即150KB的塊，并將其分割C.最壞適應(yīng)算法會(huì)選擇最大的空閑塊，即300KB的塊，并將其分割D.不同的內(nèi)存分配算法在不同的場(chǎng)景下可能會(huì)有不同的性能表現(xiàn)，沒(méi)有一種算法總是最優(yōu)的11、在一個(gè)單處理機(jī)系統(tǒng)中，有三個(gè)進(jìn)程P1、P2和P3，它們的優(yōu)先級(jí)分別為3、2和1（數(shù)值越大優(yōu)先級(jí)越高），到達(dá)時(shí)間分別為0、1和2毫秒，服務(wù)時(shí)間分別為5、3和4毫秒。若采用優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法，且非搶占式，那么平均等待時(shí)間是多少？（）A.3毫秒B.4毫秒C.5毫秒D.6毫秒12、在操作系統(tǒng)的虛擬內(nèi)存管理中，頁(yè)面置換算法的選擇會(huì)影響系統(tǒng)的性能。假設(shè)系統(tǒng)采用最近最少使用（LRU）頁(yè)面置換算法。當(dāng)內(nèi)存已滿且需要置換頁(yè)面時(shí)，以下關(guān)于頁(yè)面選擇的描述，正確的是：（）A.會(huì)選擇最長(zhǎng)時(shí)間未被訪問(wèn)的頁(yè)面進(jìn)行置換B.隨機(jī)選擇一個(gè)頁(yè)面進(jìn)行置換C.選擇剛剛被訪問(wèn)過(guò)的頁(yè)面進(jìn)行置換D.選擇最先進(jìn)入內(nèi)存的頁(yè)面進(jìn)行置換13、在一個(gè)操作系統(tǒng)中，進(jìn)程的創(chuàng)建和銷毀是常見(jiàn)的操作。假設(shè)一個(gè)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(duì)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(guò)進(jìn)程池、線程池等技術(shù)來(lái)優(yōu)化這種情況，以及這些技術(shù)的適用場(chǎng)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(wú)害C.可以通過(guò)進(jìn)程池或線程池完全解決性能問(wèn)題D.進(jìn)程池和線程池有適用場(chǎng)景和限制14、在操作系統(tǒng)的存儲(chǔ)管理中，段式存儲(chǔ)管理和頁(yè)式存儲(chǔ)管理是兩種常見(jiàn)的方式。假設(shè)一個(gè)程序被分為多個(gè)段，每個(gè)段的長(zhǎng)度不同。以下關(guān)于段式存儲(chǔ)管理和頁(yè)式存儲(chǔ)管理的比較中，正確的是：（）A.段式存儲(chǔ)管理更便于實(shí)現(xiàn)程序和數(shù)據(jù)的共享，因?yàn)槎问前凑者壿媱澐值腂.頁(yè)式存儲(chǔ)管理的內(nèi)存碎片問(wèn)題比段式存儲(chǔ)管理更嚴(yán)重C.段式存儲(chǔ)管理的地址轉(zhuǎn)換速度比頁(yè)式存儲(chǔ)管理快，因?yàn)槎蔚拈L(zhǎng)度是固定的D.頁(yè)式存儲(chǔ)管理比段式存儲(chǔ)管理更適合處理大程序，因?yàn)轫?yè)的大小是固定的15、進(jìn)程同步是操作系統(tǒng)中保證進(jìn)程協(xié)調(diào)運(yùn)行的重要機(jī)制。假設(shè)有兩個(gè)進(jìn)程P1和P2，它們共享一個(gè)緩沖區(qū)。P1負(fù)責(zé)向緩沖區(qū)寫入數(shù)據(jù)，P2負(fù)責(zé)從緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)。為了保證數(shù)據(jù)的正確讀寫，需要使用信號(hào)量進(jìn)行同步。以下關(guān)于信號(hào)量操作的描述，正確的是：（）A.P1在寫入數(shù)據(jù)前先執(zhí)行V操作，P2在讀取數(shù)據(jù)前先執(zhí)行P操作B.P1在寫入數(shù)據(jù)前先執(zhí)行P操作，P2在讀取數(shù)據(jù)前先執(zhí)行V操作C.P1和P2在讀寫數(shù)據(jù)前都先執(zhí)行P操作，完成后都執(zhí)行V操作D.P1和P2在讀寫數(shù)據(jù)前都先執(zhí)行V操作，完成后都執(zhí)行P操作二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）操作系統(tǒng)如何處理多核同步問(wèn)題？2、（本題5分）解釋操作系統(tǒng)的教育和培訓(xùn)需求。3、（本題5分）操作系統(tǒng)如何管理多核處理器？4、（本題5分）簡(jiǎn)述操作系統(tǒng)的測(cè)試用例設(shè)計(jì)和執(zhí)行。三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)探討操作系統(tǒng)中的虛擬設(shè)備技術(shù)，如虛擬打印機(jī)、虛擬網(wǎng)卡等，分析虛擬設(shè)備的實(shí)現(xiàn)原理和在資源共享、隔離和靈活性方面的優(yōu)勢(shì)。2、（本題5分）操作系統(tǒng)的安全審計(jì)功能對(duì)于檢測(cè)和防范系統(tǒng)中的安全事件至關(guān)重要。請(qǐng)?jiān)敿?xì)論述安全審計(jì)的概念、審計(jì)數(shù)據(jù)的收集和分析方法，分析安全審計(jì)在發(fā)現(xiàn)異?；顒?dòng)、追蹤入侵行為等方面的作用，以及如何配置和管理安全審計(jì)系統(tǒng)。3、（本題5分）實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)在對(duì)時(shí)間要求嚴(yán)格的應(yīng)用場(chǎng)景中具有重要作用。請(qǐng)全面論述實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的特點(diǎn)、分類（硬實(shí)時(shí)和軟實(shí)時(shí)），探討實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度算法、資源分配策略和容錯(cuò)機(jī)制，以及如何保證實(shí)時(shí)系統(tǒng)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)并滿足性能要求。4、（本題5分）詳細(xì)探討操作系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)的預(yù)讀和延遲寫策略，分析它們?cè)谔岣呶募L問(wèn)性能和磁盤I/O效率方面的作用，以及如何根據(jù)文件訪問(wèn)模式進(jìn)行優(yōu)化。5、（本題5分）在操作系統(tǒng)中，進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)是一種可能導(dǎo)致