西安郵電大學《操作系統(tǒng)》2021-2022學年第一學期期末試卷

自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁西安郵電大學《操作系統(tǒng)》

2021-2022學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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、在一個操作系統(tǒng)中，進程的狀態(tài)轉換是由各種事件引起的。假設進程當前處于就緒狀態(tài)，以下哪種事件會導致進程進入阻塞狀態(tài)？（）A.分配到CPU時間片B.等待的I/O操作完成C.等待獲取一個資源，而該資源當前不可用D.時間片用完2、操作系統(tǒng)中的設備驅動程序是連接硬件設備和操作系統(tǒng)內核的橋梁。假設一個新的打印機設備被連接到計算機上，以下關于設備驅動程序的作用和工作過程的描述中，正確的是：（）A.設備驅動程序負責將操作系統(tǒng)的通用命令轉換為打印機特定的控制指令B.當用戶打印文件時，操作系統(tǒng)直接控制打印機，設備驅動程序不參與C.設備驅動程序一旦安裝就不會更新，除非打印機硬件發(fā)生重大變化D.設備驅動程序獨立于操作系統(tǒng)內核運行，不受內核的管理和控制3、在一個操作系統(tǒng)中，進程的狀態(tài)轉換圖如下：就緒->運行，運行->就緒，運行->阻塞，阻塞->就緒。假設當前有三個進程P1、P2、P3處于就緒狀態(tài)，系統(tǒng)采用時間片輪轉調度算法，時間片大小為10ms。進程P1首先獲得CPU資源并開始運行，在運行5ms后，進程P1發(fā)生I/O操作進入阻塞狀態(tài)。此時，系統(tǒng)會如何調度？（）A.從就緒隊列中選擇P2進程運行B.等待P1的I/O操作完成，繼續(xù)運行P1C.重新選擇P1進程運行，直到時間片用完D.暫停系統(tǒng)運行，等待其他進程進入就緒狀態(tài)4、操作系統(tǒng)的文件保護機制可以防止文件被非法訪問和修改。以下關于文件保護的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.文件保護可以通過訪問控制列表（ACL）來實現(xiàn)，指定不同用戶對文件的訪問權限B.文件可以設置為只讀、只寫或讀寫三種訪問權限C.文件的加密和解密可以提高文件的安全性，但也會增加系統(tǒng)的開銷D.文件保護只需要在文件系統(tǒng)層面實現(xiàn)，不需要考慮操作系統(tǒng)的其他部分5、在一個具有文件共享功能的操作系統(tǒng)中，多個進程可以同時訪問同一個文件。為了保證文件數(shù)據(jù)的一致性，系統(tǒng)采用了文件鎖機制。有進程P1正在對文件進行讀操作，并獲取了共享讀鎖，此時進程P2想要對文件進行寫操作。那么，進程P2會處于什么狀態(tài)？（）A.就緒狀態(tài)，等待獲取寫鎖B.阻塞狀態(tài)，直到P1釋放讀鎖C.運行狀態(tài)，可以直接進行寫操作D.錯誤狀態(tài)，不允許同時進行讀寫操作6、在一個采用位示圖進行磁盤空間管理的操作系統(tǒng)中，磁盤共有1000個物理塊，位示圖中每個字長為32位。那么，位示圖需要占用多少個磁盤塊來存儲？（）A.10B.11C.32D.337、在文件系統(tǒng)中，文件目錄的組織方式對文件的查找效率有很大影響。常見的文件目錄組織方式有單級目錄、兩級目錄和多級目錄。單級目錄結構簡單，但不便于文件的分類管理；兩級目錄將用戶文件目錄和系統(tǒng)文件目錄分開，提高了安全性；多級目錄則形成了樹形結構，便于文件的分類和查找。假設一個文件系統(tǒng)采用多級目錄結構，目錄深度為3，每個目錄下最多有10個子目錄或文件。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.10000008、在一個文件系統(tǒng)中，文件的物理結構采用連續(xù)分配方式。已知一個文件的起始物理塊號為100，文件長度為50個物理塊。如果要在文件中間插入10個物理塊的內容，需要進行怎樣的操作？（）A.直接在文件中間插入新的物理塊，修改文件長度B.將文件后半部分內容向后移動10個物理塊的位置，然后插入新內容C.重新為文件分配連續(xù)的物理空間，將原內容和新內容一起寫入D.無法在連續(xù)分配方式下直接插入，只能采用其他分配方式9、進程同步是操作系統(tǒng)中保證進程協(xié)調運行的重要機制。假設有兩個進程P1和P2，它們共享一個緩沖區(qū)。P1負責向緩沖區(qū)寫入數(shù)據(jù)，P2負責從緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)。為了保證數(shù)據(jù)的正確讀寫，需要使用信號量進行同步。以下關于信號量操作的描述，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10、在一個文件系統(tǒng)中，文件的物理結構采用鏈接分配方式。每個磁盤塊大小為512字節(jié)，文件的起始地址為1000塊，文件長度為5000字節(jié)。請問該文件占用了多少個磁盤塊？（）A.10B.11C.12D.1311、假設一個文件系統(tǒng)采用樹形目錄結構，根目錄下有文件夾A和B，文件夾A下有文件1.txt和文件夾C，文件夾C下有文件2.txt，文件夾B下有文件3.txt。當前工作目錄為文件夾A，請問要訪問文件3.txt的相對路徑和絕對路徑分別是什么？（）A.../B/3.txt，/A/B/3.txtB.../B/3.txt，/B/3.txtC.B/3.txt，/A/B/3.txtD.B/3.txt，/B/3.txt12、在存儲管理中，頁面置換時，如果所有頁都在使用，優(yōu)先置換未被修改的頁，這是基于（）的考慮。A.減少I/O次數(shù)B.提高內存利用率C.縮短置換時間D.以上都是13、某計算機系統(tǒng)采用固定分區(qū)存儲管理方式，系統(tǒng)內存被劃分為4個分區(qū)，大小分別為200KB、400KB、600KB和800KB?，F(xiàn)有四個作業(yè)J1、J2、J3和J4，它們的大小分別為150KB、350KB、550KB和750KB。若采用首次適應算法分配內存，作業(yè)的裝入順序為J1、J2、J3、J4，請問哪個作業(yè)無法裝入內存？（）A.J1B.J2C.J3D.J414、考慮一個具有多級反饋隊列調度算法的系統(tǒng)，共設置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。若有進程P1到達時進入第1隊列，運行1ms后未完成，被放入第2隊列；進程P2到達時進入第2隊列，運行3ms后未完成，被放入第3隊列。請問當P1再次獲得CPU時，它已經等待了多長時間？（）A.4msB.5msC.6msD.7ms15、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。假設有一個文件系統(tǒng)，采用多級目錄結構，文件的物理存儲采用連續(xù)分配方式。當用戶創(chuàng)建一個新文件時，以下關于文件分配和管理的描述，正確的是：（）A.系統(tǒng)會在磁盤上找到連續(xù)的空閑空間來存儲新文件的數(shù)據(jù)B.新文件的目錄項會立即被添加到父目錄中，無論文件數(shù)據(jù)是否完全存儲C.由于采用連續(xù)分配，文件的擴展可能會導致大量的數(shù)據(jù)移動D.文件的刪除會立即釋放其占用的所有磁盤空間，包括可能存在的碎片二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）解釋操作系統(tǒng)中的內存一致性模型。2、（本題5分）簡述進程同步的概念和常用機制。3、（本題5分）操作系統(tǒng)如何處理實時任務的截止時間？4、（本題5分）操作系統(tǒng)如何進行進程控制？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，內存管理的粒度對系統(tǒng)性能有一定影響。請全面論述內存管理的粒度選擇，包括頁大小、段大小的確定，分析不同粒度對內存分配效率、碎片產生、地址轉換等方面的影響，以及如何根據(jù)系統(tǒng)特點和應用需求選擇合適的內存管理粒度。2、（本題5分）在分布式操作系統(tǒng)中，分布式鎖的實現(xiàn)是保證資源互斥訪問的關鍵。論述分布式鎖的算法和實現(xiàn)機制，分析分布式鎖的性能和可靠性問題，探討如何在分布式環(huán)境中有效地管理分布式鎖。3、（本題5分）操作系統(tǒng)的設備熱插拔支持對于提高系統(tǒng)的可用性和靈活性具有重要意義。論述設備熱插拔的原理和實現(xiàn)機制，分析操作系統(tǒng)在處理設備熱插拔時的驅動加載、資源分配和設備狀態(tài)管理，探討如何實現(xiàn)可靠的設備熱插拔功能。4、（本題5分）在分布式操作系統(tǒng)中，任務分配的負載均衡算法對于提高系統(tǒng)的整體性能和資源利用率至關重要。請深入探討常見的負載均衡算法，如輪詢、隨機、加權輪詢、最小連接數(shù)等，分析它們在分布式環(huán)境下的實現(xiàn)和優(yōu)化，研究如何根據(jù)節(jié)點的性能和負載狀態(tài)動態(tài)調整任務分配策略，以及負載均衡算法對系統(tǒng)的響應時間和吞吐量的影響。5、（本題5分）在操作系統(tǒng)中，進程間通信是實現(xiàn)多進程協(xié)同工作的重要手段。論述進程間通信的各種方式，如管道、消息隊列、共享內存等，分析它們的工作原理、優(yōu)缺點和適用情況，探討進程間