武漢學(xué)院《操作系統(tǒng)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《操作系統(tǒng)》2023-2024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)一二三四總分得分批閱人一、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異常現(xiàn)象2、在一個(gè)具有虛擬存儲(chǔ)功能的操作系統(tǒng)中，某進(jìn)程的部分頁(yè)面被換出到外存。當(dāng)該進(jìn)程再次訪問(wèn)這些被換出的頁(yè)面時(shí)，會(huì)產(chǎn)生缺頁(yè)中斷。以下關(guān)于缺頁(yè)中斷處理的說(shuō)法，正確的是：（）A.操作系統(tǒng)會(huì)立即將所需頁(yè)面從外存調(diào)入內(nèi)存，然后恢復(fù)進(jìn)程的執(zhí)行B.缺頁(yè)中斷處理過(guò)程中，進(jìn)程會(huì)被一直阻塞，直到頁(yè)面調(diào)入完成C.操作系統(tǒng)會(huì)先選擇一個(gè)合適的頁(yè)面進(jìn)行置換，然后將所需頁(yè)面調(diào)入內(nèi)存D.缺頁(yè)中斷的處理優(yōu)先級(jí)低于其他硬件中斷，會(huì)在其他中斷處理完成后再進(jìn)行3、操作系統(tǒng)的內(nèi)存管理功能對(duì)于系統(tǒng)性能至關(guān)重要。以下關(guān)于內(nèi)存分配方式的描述中，哪個(gè)選項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.連續(xù)分配方式將內(nèi)存空間劃分為連續(xù)的區(qū)域，分配給進(jìn)程B.分頁(yè)分配方式將內(nèi)存空間劃分為固定大小的頁(yè)，進(jìn)程的地址空間也被劃分為頁(yè)C.分段分配方式將進(jìn)程的地址空間劃分為不同的段，每個(gè)段有不同的用途D.動(dòng)態(tài)分配方式可以根據(jù)進(jìn)程的需求動(dòng)態(tài)地調(diào)整內(nèi)存分配，不會(huì)出現(xiàn)內(nèi)存碎片問(wèn)題4、在一個(gè)采用索引分配方式的文件系統(tǒng)中，文件的索引表存放在磁盤上。假設(shè)一個(gè)文件有100個(gè)磁盤塊，每個(gè)磁盤塊大小為4KB，索引表項(xiàng)占用4個(gè)字節(jié)。如果采用一級(jí)索引，那么索引表最多可以表示多大的文件？如果采用二級(jí)索引，又能表示多大的文件？（）A.一級(jí)索引最多表示16MB的文件，二級(jí)索引最多表示256MB的文件B.一級(jí)索引最多表示4MB的文件，二級(jí)索引最多表示16GB的文件C.一級(jí)索引最多表示64KB的文件，二級(jí)索引最多表示256KB的文件D.一級(jí)索引最多表示1MB的文件，二級(jí)索引最多表示4GB的文件5、在一個(gè)分布式操作系統(tǒng)中，多個(gè)計(jì)算機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接協(xié)同工作。假設(shè)系統(tǒng)中有多個(gè)任務(wù)需要分配到不同的節(jié)點(diǎn)上執(zhí)行，以下關(guān)于分布式操作系統(tǒng)任務(wù)分配的描述中，正確的是：（）A.任務(wù)分配只考慮節(jié)點(diǎn)的計(jì)算能力，不考慮網(wǎng)絡(luò)帶寬和延遲B.分布式操作系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將任務(wù)平均分配到各個(gè)節(jié)點(diǎn)上，以保證負(fù)載均衡C.在任務(wù)分配過(guò)程中，需要考慮節(jié)點(diǎn)的資源狀態(tài)、任務(wù)的需求以及網(wǎng)絡(luò)通信開銷等因素D.一旦任務(wù)被分配到某個(gè)節(jié)點(diǎn)上，就不能再遷移到其他節(jié)點(diǎn)，即使該節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障6、在一個(gè)多道程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，有三個(gè)作業(yè)J1、J2和J3，它們的到達(dá)時(shí)間、運(yùn)行時(shí)間和優(yōu)先級(jí)如下表所示。假設(shè)系統(tǒng)采用優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法，優(yōu)先級(jí)數(shù)值越大優(yōu)先級(jí)越高。作業(yè)到達(dá)時(shí)間運(yùn)行時(shí)間（分鐘）優(yōu)先級(jí)J18:00305J28:10203J38:25154請(qǐng)問(wèn)，作業(yè)的執(zhí)行順序是什么？（）A.J3、J1、J2B.J1、J3、J2C.J3、J2、J1D.J1、J2、J37、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8、在一個(gè)虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)中，采用頁(yè)面置換算法時(shí)，把最先進(jìn)入內(nèi)存的頁(yè)面淘汰。已知系統(tǒng)為某進(jìn)程分配了3個(gè)物理頁(yè)框，頁(yè)面訪問(wèn)序列為1、2、3、4、1、2、5、1、2、3、4、5。假設(shè)初始時(shí)內(nèi)存為空，那么，缺頁(yè)次數(shù)是多少？（）A.9次B.10次C.11次D.12次9、考慮一個(gè)具有4個(gè)頁(yè)面的虛擬內(nèi)存系統(tǒng)，頁(yè)面大小為1KB，邏輯地址空間為32位。假設(shè)某一時(shí)刻，頁(yè)表內(nèi)容如下：頁(yè)號(hào)0對(duì)應(yīng)的物理塊號(hào)為2，頁(yè)號(hào)1對(duì)應(yīng)的物理塊號(hào)為5，頁(yè)號(hào)2對(duì)應(yīng)的物理塊號(hào)為7，頁(yè)號(hào)3對(duì)應(yīng)的物理塊號(hào)為9。若進(jìn)程訪問(wèn)的邏輯地址為0x12345，請(qǐng)問(wèn)對(duì)應(yīng)的物理地址是多少？（）A.0x22345B.0x52345C.0x72345D.0x9234510、在一個(gè)采用請(qǐng)求分頁(yè)存儲(chǔ)管理的系統(tǒng)中，某進(jìn)程的頁(yè)面訪問(wèn)序列為4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5。若分配給該進(jìn)程的物理塊數(shù)為3，且初始時(shí)均為空，采用最近最久未使用（LRU）頁(yè)面置換算法，那么發(fā)生的缺頁(yè)次數(shù)是多少？（）A.7B.8C.9D.1011、在操作系統(tǒng)的安全機(jī)制中，用戶認(rèn)證和授權(quán)是重要的環(huán)節(jié)。假設(shè)一個(gè)系統(tǒng)中有多個(gè)用戶，每個(gè)用戶具有不同的權(quán)限。以下關(guān)于用戶認(rèn)證和授權(quán)的描述中，正確的是：（）A.用戶認(rèn)證只需要在用戶登錄時(shí)進(jìn)行一次，后續(xù)操作無(wú)需再次認(rèn)證B.授權(quán)是確定用戶可以訪問(wèn)哪些資源和執(zhí)行哪些操作的過(guò)程C.一旦用戶通過(guò)認(rèn)證，就擁有對(duì)系統(tǒng)所有資源的完全訪問(wèn)權(quán)限D(zhuǎn).用戶認(rèn)證和授權(quán)的信息通常存儲(chǔ)在操作系統(tǒng)的內(nèi)核中，以提高安全性12、進(jìn)程同步和互斥是操作系統(tǒng)中保證進(jìn)程正確執(zhí)行的關(guān)鍵機(jī)制。假設(shè)有兩個(gè)進(jìn)程P1和P2，它們共享一個(gè)資源R。為了保證互斥訪問(wèn)資源R，使用了信號(hào)量機(jī)制。初始時(shí)，信號(hào)量S的值為1。當(dāng)P1訪問(wèn)資源R時(shí)，執(zhí)行P(S)操作；當(dāng)P1訪問(wèn)結(jié)束后，執(zhí)行V(S)操作。以下關(guān)于信號(hào)量和進(jìn)程操作的描述中，正確的是：（）A.當(dāng)P1執(zhí)行P(S)操作后，如果S的值變?yōu)?，則P1獲得資源R并進(jìn)入臨界區(qū)B.如果P2在P1執(zhí)行V(S)操作之前執(zhí)行P(S)操作，P2一定會(huì)被阻塞C.信號(hào)量S的值永遠(yuǎn)不會(huì)小于0，因?yàn)檫@意味著出現(xiàn)了錯(cuò)誤的操作D.當(dāng)P1執(zhí)行V(S)操作后，如果有多個(gè)進(jìn)程在等待資源R，操作系統(tǒng)會(huì)隨機(jī)選擇一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)13、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.4M14、假設(shè)一個(gè)操作系統(tǒng)的頁(yè)表項(xiàng)大小為4字節(jié)，頁(yè)面大小為4KB，邏輯地址空間大小為4GB。那么該系統(tǒng)的頁(yè)表需要占用多少內(nèi)存空間？（）A.4MBB.8MBC.16MBD.32MB15、在一個(gè)文件系統(tǒng)中，文件控制塊（FCB）包含了文件的各種屬性信息，如文件名、文件大小、文件創(chuàng)建時(shí)間等。假設(shè)一個(gè)文件系統(tǒng)中有1000個(gè)文件，每個(gè)文件的FCB占用128字節(jié)，磁盤塊大小為1024字節(jié)。那么，存儲(chǔ)這些文件的FCB至少需要多少個(gè)磁盤塊？（）A.125B.128C.256D.51216、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17、在操作系統(tǒng)中，設(shè)備獨(dú)立性是指用戶程序在使用設(shè)備時(shí)不依賴于具體的物理設(shè)備。為了實(shí)現(xiàn)設(shè)備獨(dú)立性，系統(tǒng)引入了邏輯設(shè)備和物理設(shè)備的概念，并通過(guò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行轉(zhuǎn)換。假設(shè)一個(gè)系統(tǒng)中有三種類型的設(shè)備：打印機(jī)、磁盤和掃描儀。用戶程序通過(guò)邏輯設(shè)備名請(qǐng)求使用設(shè)備，系統(tǒng)根據(jù)設(shè)備分配表進(jìn)行設(shè)備分配?，F(xiàn)在有多個(gè)進(jìn)程同時(shí)請(qǐng)求使用打印機(jī)和磁盤，為了有效地進(jìn)行設(shè)備分配，系統(tǒng)采用的策略應(yīng)該是（）A.先來(lái)先服務(wù)B.優(yōu)先級(jí)分配C.短作業(yè)優(yōu)先D.隨機(jī)分配18、操作系統(tǒng)的進(jìn)程通信機(jī)制可以實(shí)現(xiàn)不同進(jìn)程之間的數(shù)據(jù)交換和同步。以下關(guān)于進(jìn)程通信的描述中，哪個(gè)選項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.進(jìn)程通信可以分為共享內(nèi)存、消息傳遞和管道等方式B.共享內(nèi)存方式速度快，但需要解決同步和互斥問(wèn)題C.消息傳遞方式比較靈活，但開銷較大D.管道是一種單向通信方式，只能用于父子進(jìn)程之間的通信19、在操作系統(tǒng)中，進(jìn)程通信是進(jìn)程之間交換信息的重要手段。常見的進(jìn)程通信方式有共享存儲(chǔ)、消息傳遞和管道通信等。共享存儲(chǔ)方式通過(guò)在內(nèi)存中開辟共享存儲(chǔ)區(qū)來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的通信；消息傳遞方式則通過(guò)發(fā)送和接收消息來(lái)完成；管道通信是一種半雙工的通信方式?，F(xiàn)在有兩個(gè)進(jìn)程需要頻繁地交換大量數(shù)據(jù)，為了提高通信效率，最適合采用的通信方式是（）A.共享存儲(chǔ)B.消息傳遞C.管道通信D.以上方式均可20、設(shè)備管理中的緩沖技術(shù)可以提高設(shè)備的I/O性能。以下關(guān)于緩沖技術(shù)的描述中，哪個(gè)選項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.緩沖技術(shù)可以減少設(shè)備和CPU之間的數(shù)據(jù)傳輸次數(shù)，提高系統(tǒng)的吞吐量B.緩沖技術(shù)可以分為單緩沖、雙緩沖和循環(huán)緩沖等不同類型C.緩沖技術(shù)可以通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)D.緩沖技術(shù)只對(duì)輸入設(shè)備有效，對(duì)輸出設(shè)備沒(méi)有作用二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）什么是通道控制方式？其優(yōu)勢(shì)是什么？2、（本題5分）解釋設(shè)備管理中的設(shè)備控制器的功能。3、（本題5分）什么是操作系統(tǒng)的安全審計(jì)和合規(guī)性檢查？4、（本題5分）解釋操作系統(tǒng)的技術(shù)支持和維護(hù)模式。5、（本題5分）什么是實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)？其特點(diǎn)是什么？三、綜合分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）研究操作系統(tǒng)中的資源分配公平性和效率問(wèn)題。2、（本題5分）分析操作系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)的文件系統(tǒng)擴(kuò)展的兼容性問(wèn)題。3、（本題5分）研究操作系統(tǒng)如何處理進(jìn)程間通信中的消息丟失和重復(fù)問(wèn)題。4、（本題5分）探討操作系統(tǒng)的節(jié)能管理策略，以及如何在性能和能耗之間進(jìn)行平衡。5、（本題5分）分析操作系統(tǒng)如何處理文件系統(tǒng)的目錄緩存和預(yù)取策略。四、論述題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）在實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中，任務(wù)的資源需求預(yù)測(cè)對(duì)于資源分配和調(diào)度至關(guān)重要。請(qǐng)綜合論述資源需求預(yù)測(cè)的方法和模