浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)《操作系統(tǒng)》2023-2024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(xiàn)…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)

《操作系統(tǒng)》2023-2024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、在一個(gè)具有內(nèi)存壓縮功能的操作系統(tǒng)中，當(dāng)內(nèi)存不足時(shí)，系統(tǒng)會(huì)對(duì)部分內(nèi)存頁(yè)面進(jìn)行壓縮以節(jié)省空間。分析內(nèi)存壓縮的原理和實(shí)現(xiàn)方式，包括壓縮算法的選擇、壓縮和解壓縮的開(kāi)銷(xiāo)等，并討論內(nèi)存壓縮在提高內(nèi)存利用率和系統(tǒng)性能方面的效果，以及在什么情況下內(nèi)存壓縮可能不適用。A.內(nèi)存壓縮總是提高性能和利用率B.內(nèi)存壓縮總是降低性能和利用率C.內(nèi)存壓縮在某些情況下提高，某些情況下降低D.取決于系統(tǒng)的內(nèi)存壓力和應(yīng)用程序的特點(diǎn)2、在一個(gè)操作系統(tǒng)中，內(nèi)存管理采用分段和分頁(yè)相結(jié)合的方式。假設(shè)有一個(gè)進(jìn)程，其邏輯地址空間被分為三個(gè)段，每個(gè)段又被分為若干頁(yè)?，F(xiàn)在進(jìn)程要訪(fǎng)問(wèn)一個(gè)邏輯地址，系統(tǒng)需要進(jìn)行多次地址轉(zhuǎn)換。以下關(guān)于這種地址轉(zhuǎn)換過(guò)程的描述，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.首先進(jìn)行段的地址轉(zhuǎn)換，得到段內(nèi)的起始地址，然后再進(jìn)行頁(yè)的地址轉(zhuǎn)換，得到最終的物理地址B.先進(jìn)行頁(yè)的地址轉(zhuǎn)換，確定頁(yè)內(nèi)偏移量，再進(jìn)行段的地址轉(zhuǎn)換，得到物理地址C.段和頁(yè)的地址轉(zhuǎn)換同時(shí)進(jìn)行，通過(guò)計(jì)算得到最終的物理地址D.隨機(jī)選擇先進(jìn)行段的地址轉(zhuǎn)換或頁(yè)的地址轉(zhuǎn)換，然后再進(jìn)行另一個(gè)的轉(zhuǎn)換3、在一個(gè)采用段式存儲(chǔ)管理的操作系統(tǒng)中，某進(jìn)程的邏輯地址由段號(hào)和段內(nèi)偏移量組成。假設(shè)進(jìn)程有三個(gè)段，段號(hào)分別為0、1、2，段長(zhǎng)分別為1000、2000、3000，段內(nèi)偏移量分別為500、1500、2500。那么，對(duì)應(yīng)的物理地址分別是多少？同時(shí)，如果要進(jìn)行段的共享，需要滿(mǎn)足哪些條件？（）A.物理地址分別為500、1500、2500；段共享需要段的長(zhǎng)度相同且訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限一致B.物理地址分別為500、3500、5500；段共享需要段的起始地址相同且訪(fǎng)問(wèn)屬性相同C.物理地址分別為500、1500、5500；段共享需要段的屬性相同且段內(nèi)偏移量相同D.物理地址分別為500、3500、8500；段共享需要段的名稱(chēng)相同且段長(zhǎng)相同4、在操作系統(tǒng)的虛擬存儲(chǔ)管理中，頁(yè)面置換算法的選擇對(duì)系統(tǒng)性能有很大影響。假設(shè)系統(tǒng)采用最近未使用（NRU）頁(yè)面置換算法，以下關(guān)于NRU算法的描述中，正確的是：（）A.NRU算法根據(jù)頁(yè)面最近是否被使用以及是否被修改來(lái)選擇置換頁(yè)面B.NRU算法總是選擇最長(zhǎng)時(shí)間未被使用的頁(yè)面進(jìn)行置換C.NRU算法在選擇置換頁(yè)面時(shí)，不考慮頁(yè)面的訪(fǎng)問(wèn)頻率D.NRU算法比先進(jìn)先出（FIFO）算法更能避免Belady異?，F(xiàn)象5、在操作系統(tǒng)中，進(jìn)程通信的方式多種多樣。共享內(nèi)存方式通過(guò)共享一塊內(nèi)存區(qū)域來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)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(guò)發(fā)送和接收消息來(lái)完成通信，消息可以包含各種數(shù)據(jù)類(lèi)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(jìn)程之間的通信。假設(shè)有兩個(gè)進(jìn)程需要進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)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(nèi)存B.消息傳遞C.管道通信D.以上方式都不適合6、設(shè)備管理中的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是連接操作系統(tǒng)和設(shè)備的橋梁。以下關(guān)于設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的描述中，哪個(gè)選項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)將操作系統(tǒng)的命令轉(zhuǎn)換為設(shè)備能夠理解的指令B.設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序可以分為內(nèi)核態(tài)驅(qū)動(dòng)程序和用戶(hù)態(tài)驅(qū)動(dòng)程序兩種類(lèi)型C.設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序需要考慮設(shè)備的特性和操作系統(tǒng)的接口規(guī)范D.設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序一旦安裝就不能修改，否則會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰7、在操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)中，索引節(jié)點(diǎn)（inode）是用于存儲(chǔ)文件屬性和磁盤(pán)地址等信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。假設(shè)一個(gè)文件系統(tǒng)采用直接索引和間接索引相結(jié)合的方式來(lái)存儲(chǔ)文件數(shù)據(jù)的磁盤(pán)地址。對(duì)于一個(gè)較大的文件，以下關(guān)于磁盤(pán)地址存儲(chǔ)和訪(fǎng)問(wèn)的描述，正確的是：（）A.直接索引部分可以存儲(chǔ)較多的磁盤(pán)地址，足以滿(mǎn)足大部分文件的需求B.間接索引部分通過(guò)指針指向多個(gè)磁盤(pán)塊，用于存儲(chǔ)更多的磁盤(pán)地址C.讀取文件數(shù)據(jù)時(shí)，首先查找直接索引部分，若找不到再查找間接索引部分D.間接索引會(huì)增加文件的讀取時(shí)間，因此應(yīng)盡量減少間接索引的使用8、在一個(gè)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中，有三個(gè)任務(wù)T1、T2和T3，它們的周期分別為50ms、100ms和200ms，每個(gè)任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間分別為20ms、30ms和40ms。假設(shè)采用基于優(yōu)先級(jí)的搶占式調(diào)度算法，優(yōu)先級(jí)從高到低依次為T(mén)1、T2、T3。那么，在一個(gè)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行過(guò)程中，任務(wù)的響應(yīng)時(shí)間和截止時(shí)間是否能夠得到保證？（）A.由于優(yōu)先級(jí)設(shè)置合理，三個(gè)任務(wù)的響應(yīng)時(shí)間和截止時(shí)間都能夠得到保證B.T3的響應(yīng)時(shí)間可能會(huì)超過(guò)其周期，導(dǎo)致截止時(shí)間無(wú)法保證C.T2可能會(huì)因?yàn)門(mén)1的搶占而導(dǎo)致響應(yīng)時(shí)間延遲，無(wú)法保證截止時(shí)間D.優(yōu)先級(jí)設(shè)置可能導(dǎo)致低優(yōu)先級(jí)任務(wù)長(zhǎng)時(shí)間得不到執(zhí)行，從而無(wú)法保證所有任務(wù)的截止時(shí)間9、在一個(gè)多任務(wù)操作系統(tǒng)中，多個(gè)進(jìn)程同時(shí)競(jìng)爭(zhēng)CPU資源。假設(shè)系統(tǒng)采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法，每個(gè)進(jìn)程被分配相同長(zhǎng)度的時(shí)間片。當(dāng)一個(gè)進(jìn)程在其時(shí)間片內(nèi)未完成任務(wù)時(shí)，會(huì)被掛起并放入就緒隊(duì)列等待下一輪調(diào)度。現(xiàn)在有三個(gè)進(jìn)程P1、P2和P3，它們的運(yùn)行時(shí)間分別為20毫秒、10毫秒和30毫秒。如果系統(tǒng)的時(shí)間片長(zhǎng)度為10毫秒，那么這三個(gè)進(jìn)程的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間（從進(jìn)程開(kāi)始到完成的時(shí)間）大約是多少？需要考慮進(jìn)程的切換時(shí)間和等待時(shí)間，并分析這種調(diào)度算法在不同場(chǎng)景下的優(yōu)缺點(diǎn)。A.20毫秒B.23.33毫秒C.26.67毫秒D.30毫秒10、在操作系統(tǒng)中，進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)可以用來(lái)決定進(jìn)程的執(zhí)行順序。以下關(guān)于進(jìn)程優(yōu)先級(jí)的描述中，哪個(gè)選項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)可以分為靜態(tài)優(yōu)先級(jí)和動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)兩種類(lèi)型B.靜態(tài)優(yōu)先級(jí)在進(jìn)程創(chuàng)建時(shí)確定，不會(huì)隨著時(shí)間的變化而改變C.動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)可以根據(jù)進(jìn)程的執(zhí)行情況和等待時(shí)間等因素進(jìn)行調(diào)整D.進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)越高，執(zhí)行的時(shí)間就越長(zhǎng)11、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)連接在一起，共同完成一個(gè)任務(wù)。假設(shè)一個(gè)計(jì)算任務(wù)可以被分解為多個(gè)子任務(wù)，并分配到不同的計(jì)算機(jī)上執(zhí)行。在任務(wù)執(zhí)行過(guò)程中，需要進(jìn)行進(jìn)程間的通信和同步。以下哪種方式最適合用于進(jìn)程間的通信？（）A.共享內(nèi)存B.消息傳遞C.信號(hào)量D.管道12、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)連接在一起，共同完成一個(gè)大型任務(wù)。假設(shè)系統(tǒng)中有節(jié)點(diǎn)A、B、C和D，它們分別承擔(dān)不同的計(jì)算任務(wù)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)任務(wù)。現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)A出現(xiàn)故障，系統(tǒng)需要進(jìn)行故障恢復(fù)和任務(wù)重新分配。在這種情況下，以下關(guān)于分布式操作系統(tǒng)的處理方式的描述，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.系統(tǒng)會(huì)立即停止所有任務(wù)，等待節(jié)點(diǎn)A恢復(fù)正常后再繼續(xù)運(yùn)行B.其他節(jié)點(diǎn)會(huì)自動(dòng)接管節(jié)點(diǎn)A的任務(wù)，并重新分配計(jì)算和存儲(chǔ)資源，保證任務(wù)繼續(xù)進(jìn)行C.系統(tǒng)會(huì)將整個(gè)任務(wù)回滾到之前的一個(gè)檢查點(diǎn)，然后從該點(diǎn)重新開(kāi)始執(zhí)行D.由于分布式系統(tǒng)的復(fù)雜性，節(jié)點(diǎn)A的故障會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)崩潰，無(wú)法恢復(fù)13、操作系統(tǒng)的死鎖檢測(cè)和恢復(fù)是解決死鎖問(wèn)題的重要手段。以下關(guān)于死鎖檢測(cè)和恢復(fù)的描述中，哪個(gè)選項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.死鎖檢測(cè)可以通過(guò)資源分配圖或矩陣等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)B.死鎖恢復(fù)可以通過(guò)剝奪資源、終止進(jìn)程等方式來(lái)解決死鎖問(wèn)題C.死鎖檢測(cè)和恢復(fù)可以在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中自動(dòng)進(jìn)行，不需要人工干預(yù)D.死鎖檢測(cè)和恢復(fù)可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降，因?yàn)樾枰加靡欢ǖ南到y(tǒng)資源14、在操作系統(tǒng)的內(nèi)存管理中，伙伴系統(tǒng)是一種用于內(nèi)存分配和回收的算法。假設(shè)系統(tǒng)初始時(shí)有一塊連續(xù)的內(nèi)存空間，采用伙伴系統(tǒng)進(jìn)行管理。當(dāng)一個(gè)進(jìn)程請(qǐng)求分配一塊內(nèi)存時(shí)，以下關(guān)于內(nèi)存分配的描述，正確的是：（）A.系統(tǒng)會(huì)將整塊內(nèi)存空間分配給進(jìn)程，即使請(qǐng)求的內(nèi)存大小小于可用空間B.系統(tǒng)會(huì)從可用的內(nèi)存塊中查找最合適大小的塊進(jìn)行分配，并將其分割C.伙伴系統(tǒng)會(huì)優(yōu)先從內(nèi)存的低地址部分開(kāi)始分配內(nèi)存，以提高分配效率D.內(nèi)存分配過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生碎片，因?yàn)榛锇橄到y(tǒng)總是進(jìn)行整塊的分配和回收15、在一個(gè)操作系統(tǒng)中，有進(jìn)程P1、P2、P3，它們的資源需求分別為（R1，R2，R3）：（3，2，1）、（1，1，2）、（2，1，1），系統(tǒng)可用資源為（2，1，1）。采用銀行家算法判斷系統(tǒng)是否處于安全狀態(tài)？（）A.安全B.不安全C.無(wú)法確定D.以上都不對(duì)二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）什么是操作系統(tǒng)的性能基準(zhǔn)測(cè)試？2、（本題5分）什么是文件的邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)？3、（本題5分）什么是設(shè)備獨(dú)立性？其優(yōu)點(diǎn)有哪些？4、（本題5分）進(jìn)程同步的主要方法有哪些？三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在分布式操作系統(tǒng)中，分布式共識(shí)算法是實(shí)現(xiàn)一致性的基礎(chǔ)。詳細(xì)論述常見(jiàn)的分布式共識(shí)算法，如Paxos、Raft等，分析它們的原理、容錯(cuò)能力和性能特點(diǎn)，研究如何在實(shí)際分布式系統(tǒng)中應(yīng)用這些算法，以及分布式共識(shí)算法的發(fā)展趨勢(shì)和研究熱點(diǎn)。2、（本題5分）在分布式操作系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)一致性的維護(hù)需要考慮網(wǎng)絡(luò)延遲和故障等因素。請(qǐng)深入探討在分布式環(huán)境中保證數(shù)據(jù)一致性的方法，如分布式鎖、共識(shí)算法等，分析這些方法的性能和可靠性，并研究如何適應(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)條件。3、（本題5分）在操作系統(tǒng)中，內(nèi)核模塊的動(dòng)態(tài)加載和卸載為系統(tǒng)功能的擴(kuò)展和定制提供了便利。請(qǐng)綜合論述內(nèi)核模塊的管理機(jī)制，包括加載、卸載、依賴(lài)關(guān)系處理等，分析內(nèi)核模塊對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性的影響，以及如何進(jìn)行有效的內(nèi)核模塊開(kāi)發(fā)和測(cè)試。4、（本題5分）操作系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)緩存對(duì)于提高文件訪(fǎng)問(wèn)性能起著關(guān)鍵作用。論述文件系統(tǒng)緩存的管理策略，如緩存替換算法、緩存預(yù)取機(jī)制等，分析緩存大小對(duì)系統(tǒng)性能的影響，探討如何根據(jù)系統(tǒng)工作負(fù)載動(dòng)態(tài)調(diào)整緩存參數(shù)。5、（本題5分）詳細(xì)闡述操作系統(tǒng)中的系統(tǒng)性能調(diào)優(yōu)的方