浙江傳媒學院《計算機成與系統(tǒng)結構》2022-2023學年第一學期期末試卷

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2022-2023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30個小題，每小題1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)的文件系統(tǒng)中，文件控制塊（FCB）是用于存放文件相關信息的數據結構。FCB通常包含文件的基本信息、文件的位置信息和文件的訪問控制信息等。假設一個文件系統(tǒng)的FCB大小為64字節(jié)，磁盤塊大小為1KB，其中4字節(jié)用于磁盤塊指針。若采用直接索引方式，每個磁盤塊可存放16個FCB，則一個文件最多可以有多少個磁盤塊（）A.16B.256C.4096D.655362、在一個操作系統(tǒng)中，有一個進程正在進行大量的文件讀寫操作。為了提高文件系統(tǒng)的性能，操作系統(tǒng)采用了緩存機制，將經常訪問的文件數據緩存在內存中。以下關于文件緩存的描述，哪一項是正確的？（）A.文件緩存可以減少磁盤I/O操作的次數，提高文件訪問的速度，但會占用大量的內存B.文件緩存中的數據會自動與磁盤中的文件保持同步，無需額外的操作C.當內存不足時，文件緩存中的數據會被立即清除，以釋放內存給其他進程使用D.文件緩存只對順序讀取文件有效，對隨機讀取文件沒有幫助3、文件的存儲結構有順序存儲、鏈式存儲和索引存儲等方式。假設一個文件系統(tǒng)采用索引存儲結構，文件的大小為100KB，每個索引項指向一個4KB的磁盤塊。初始時，文件系統(tǒng)為該文件分配了一個包含10個索引項的索引表。當文件需要擴展時，以下關于文件存儲結構的描述中，正確的是：（）A.如果文件的擴展不超過40KB，系統(tǒng)可以直接在現(xiàn)有的索引表中分配新的磁盤塊B.索引存儲結構在文件的隨機訪問方面性能較差，不如順序存儲結構C.當文件擴展超過10個磁盤塊時，系統(tǒng)需要為文件分配一個新的更大的索引表D.鏈式存儲結構更適合文件的頻繁擴展和刪除操作，因此在這種情況下應該將文件轉換為鏈式存儲4、在一個具有內存保護機制的操作系統(tǒng)中，每個進程都被分配了獨立的內存空間，并且系統(tǒng)通過硬件和軟件的結合來防止進程訪問其他進程的內存區(qū)域。假設進程P1試圖訪問進程P2的內存空間，系統(tǒng)會產生一個內存訪問違規(guī)的異常。分析這種內存保護機制是如何實現(xiàn)的，包括硬件支持（如MMU）和操作系統(tǒng)的相關處理邏輯，并討論內存保護在系統(tǒng)安全性和穩(wěn)定性方面的重要意義。A.通過硬件MMU實現(xiàn)，意義重大B.通過操作系統(tǒng)軟件實現(xiàn)，意義不大C.通過硬件和軟件共同實現(xiàn)，意義重大D.內存保護機制作用有限，意義不大5、操作系統(tǒng)的內核是系統(tǒng)的核心部分，負責管理系統(tǒng)的資源和提供基本的服務。以下關于內核的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.內核可以分為微內核和宏內核兩種類型，微內核結構更加靈活，但性能較低B.內核的主要功能包括進程管理、內存管理、文件系統(tǒng)管理和設備管理等C.內核可以直接訪問硬件資源，但需要通過驅動程序來實現(xiàn)對設備的控制D.內核是操作系統(tǒng)中唯一運行在特權模式下的部分，其他部分都運行在用戶模式下6、某計算機系統(tǒng)采用固定分區(qū)存儲管理方式，將內存分為4個分區(qū)，大小分別為200KB、400KB、600KB和800KB?，F(xiàn)有4個進程P1、P2、P3和P4，它們所需的內存空間分別為350KB、200KB、500KB和450KB。請問采用首次適應算法，這些進程能否全部裝入內存？如果能，給出裝入的分區(qū)情況；如果不能，說明原因。（）A.能，P1裝入第3分區(qū)，P2裝入第1分區(qū)，P3裝入第4分區(qū)，P4裝入第2分區(qū)B.能，P1裝入第4分區(qū)，P2裝入第1分區(qū)，P3裝入第3分區(qū)，P4裝入第2分區(qū)C.否，沒有足夠大的連續(xù)分區(qū)滿足P3的需求D.否，沒有足夠大的連續(xù)分區(qū)滿足P4的需求7、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據B.新文件的目錄項會立即被添加到父目錄中，無論文件數據是否完全存儲C.由于采用連續(xù)分配，文件的擴展可能會導致大量的數據移動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8、在一個多道程序設計系統(tǒng)中，有三個作業(yè)J1、J2和J3，它們的到達時間、運行時間和優(yōu)先級如下表所示。假設系統(tǒng)采用優(yōu)先級調度算法，優(yōu)先級數值越大優(yōu)先級越高。作業(yè)到達時間運行時間（分鐘）優(yōu)先級J18:00305J28:10203J38:25154請問，作業(yè)的執(zhí)行順序是什么？（）A.J3、J1、J2B.J1、J3、J2C.J3、J2、J1D.J1、J2、J39、考慮一個具有4個頁面的虛擬內存系統(tǒng)，頁面大小為1KB，邏輯地址空間為32位。假設某一時刻，頁表內容如下：頁號0對應的物理塊號為2，頁號1對應的物理塊號為5，頁號2對應的物理塊號為7，頁號3對應的物理塊號為9。若進程訪問的邏輯地址為0x12345，請問對應的物理地址是多少？（）A.0x22345B.0x52345C.0x72345D.0x9234510、在文件系統(tǒng)中，文件的訪問控制是保障數據安全的重要手段。假設一個文件系統(tǒng)對文件設置了不同的訪問權限，如讀、寫、執(zhí)行等。對于一個普通用戶創(chuàng)建的文件，以下關于訪問權限設置和繼承的描述，正確的是：（）A.該用戶對自己創(chuàng)建的文件具有完全的控制權限，包括修改訪問權限B.其他用戶默認沒有對該文件的任何訪問權限，除非文件所有者明確授予C.當該文件被移動到其他目錄時，其訪問權限會自動繼承新目錄的默認權限D.文件的訪問權限只能由系統(tǒng)管理員進行修改，用戶無法自行更改11、在操作系統(tǒng)中，線程同步的方式有多種，如互斥鎖、條件變量、信號量等。假設一個線程需要等待另一個線程完成某個操作后才能繼續(xù)執(zhí)行。以下關于線程同步方式選擇的描述，正確的是：（）A.如果只是簡單的互斥訪問資源，使用條件變量更合適B.信號量適合用于多個線程對多個資源的同步訪問C.互斥鎖適用于線程之間需要復雜的交互和等待條件的情況D.條件變量通常與互斥鎖配合使用，以實現(xiàn)線程的等待和喚醒12、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)13、某計算機系統(tǒng)采用分頁存儲管理方式，頁面大小為4KB，邏輯地址為32位。若某進程的頁表如下所示：頁號物理塊號021528311則邏輯地址0x12345678對應的物理地址是多少？（請給出詳細的計算過程）（）A.0x52345678B.0x82345678C.0x11345678D.0x2234567814、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、在一個具有虛擬存儲管理的操作系統(tǒng)中，進程的邏輯地址空間被劃分為若干頁面，物理內存被劃分為相同大小的頁框。當進程執(zhí)行時，如果所需頁面不在物理內存中，就會產生缺頁中斷。假設一個進程正在執(zhí)行，其頁面訪問序列為1、2、3、4、1、2、5、1、2、3、4、5，系統(tǒng)采用先進先出（FIFO）頁面置換算法，分配給該進程的物理內存頁框數量為3。那么，在此過程中發(fā)生的缺頁次數是多少？（）A.7次B.8次C.9次D.10次16、在一個具有多個緩沖區(qū)的I/O系統(tǒng)中，假定從磁盤把一塊數據輸入到緩沖區(qū)的時間為T1，把緩沖區(qū)中的數據傳送到用戶區(qū)的時間為T2，CPU對這一塊數據進行處理的時間為T3。若采用單緩沖技術，系統(tǒng)處理一塊數據的總時間是多少？若采用雙緩沖技術呢？（請分別給出計算過程）（）A.T1+T2+T3和max(T1,T2)+T3B.T1+T2+T3和T1+max(T2,T3)C.T1+max(T2,T3)和T1+T2+T3D.max(T1,T2)+T3和T1+max(T2,T3)17、在一個文件系統(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)建時間等。假設一個文件系統(tǒng)中有1000個文件，每個文件的FCB占用128字節(jié)，磁盤塊大小為1024字節(jié)。那么，存儲這些文件的FCB至少需要多少個磁盤塊？（）A.125B.128C.256D.51218、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?，F(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19、在一個具有實時時鐘的操作系統(tǒng)中，時鐘中斷的頻率為100Hz。進程P需要在每隔50ms執(zhí)行一次特定操作。為了實現(xiàn)這個功能，可以采用以下哪種方法？（）A.設置一個定時器，在定時時間到達時觸發(fā)操作B.在時鐘中斷處理程序中判斷時間間隔，執(zhí)行操作C.利用系統(tǒng)調用，在需要執(zhí)行操作的時刻主動請求執(zhí)行D.以上方法均可20、設備管理中的設備驅動程序是連接操作系統(tǒng)和設備的橋梁。以下關于設備驅動程序的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.設備驅動程序負責將操作系統(tǒng)的命令轉換為設備能夠理解的指令B.設備驅動程序可以分為內核態(tài)驅動程序和用戶態(tài)驅動程序兩種類型C.設備驅動程序需要考慮設備的特性和操作系統(tǒng)的接口規(guī)范D.設備驅動程序一旦安裝就不能修改，否則會導致系統(tǒng)崩潰21、在一個采用先來先服務（FCFS）磁盤調度算法的系統(tǒng)中，假設磁盤請求隊列的順序為98，183，37，122，14，124，65，67。磁頭初始位置在53磁道，磁頭移動方向從0磁道開始向磁道號增加的方向移動，請問磁頭移動的總距離是多少？（）A.565B.649C.708D.75622、操作系統(tǒng)的存儲管理功能可以提高內存的利用率。以下關于存儲管理的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.虛擬內存是一種將硬盤空間作為內存使用的技術，可以擴大程序的可用內存空間B.頁面置換算法用于在內存不足時選擇哪些頁面被換出到硬盤上C.段頁式存儲管理結合了分段和分頁的優(yōu)點，可以更靈活地管理內存D.存儲管理只需要考慮內存的分配和回收，不需要考慮CPU的緩存管理23、在操作系統(tǒng)的設備管理中，I/O控制方式有多種，如程序控制I/O、中斷驅動I/O、DMA方式和通道控制方式。假設一個磁盤正在進行數據傳輸，以下關于不同I/O控制方式的描述中，正確的是：（）A.程序控制I/O方式下，CPU會一直等待I/O操作完成，導致CPU利用率很低B.中斷驅動I/O方式中，CPU在I/O操作開始后可以去執(zhí)行其他任務，直到收到中斷信號C.DMA方式下，數據的傳輸完全由DMA控制器控制，CPU無需參與D.通道控制方式是最復雜的I/O控制方式，因此在實際應用中很少使用24、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25、在一個操作系統(tǒng)中，設備管理是一項重要的功能。假設有一個磁盤設備，其傳輸速率為100MB/s，平均尋道時間為10毫秒，旋轉延遲為5毫秒?，F(xiàn)在有一個進程需要連續(xù)讀取100個大小均為4KB的數據塊。分析在不同的磁盤調度算法（如先來先服務、最短尋道時間優(yōu)先、電梯算法等）下，進程完成數據讀取所需的時間，并比較這些算法在磁盤I/O性能方面的優(yōu)劣。A.先來先服務算法最優(yōu)B.最短尋道時間優(yōu)先算法最優(yōu)C.電梯算法最優(yōu)D.不同算法在不同情況下各有優(yōu)劣26、在一個多道程序設計的操作系統(tǒng)中，有多個進程同時競爭CPU和內存資源。假設系統(tǒng)中有進程P1、P2和P3，它們的優(yōu)先級分別為高、中、低，并且它們的運行時間和內存需求各不相同。P1需要運行10分鐘，占用512MB內存；P2需要運行20分鐘，占用256MB內存；P3需要運行30分鐘，占用128MB內存。當前系統(tǒng)可用內存為1GB，CPU采用時間片輪轉調度算法，時間片大小為5分鐘。在這種情況下，以下關于進程調度和內存分配的描述，哪一項是正確的？（）A.進程P1會首先獲得CPU資源，因為它的優(yōu)先級最高，并且會一次性分配512MB內存B.由于內存有限，進程P3可能會因為內存不足而被阻塞，直到其他進程釋放足夠的內存C.CPU會按照P1、P2、P3的順序輪流執(zhí)行，每個進程每次執(zhí)行5分鐘，內存根據進程需求逐步分配D.進程P2可能會在P1運行完第一個時間片后獲得CPU資源，內存分配會優(yōu)先滿足運行時間短的進程27、在一個采用分頁存儲管理的操作系統(tǒng)中，系統(tǒng)的邏輯地址空間被劃分為若干固定大小的頁，物理內存也被劃分為相同大小的頁框。假設頁面大小為4KB，某進程的邏輯地址為0x12345678，該地址對應的頁號和頁內偏移量分別是多少？同時，若系統(tǒng)的物理內存有16GB，頁框大小與頁面大小相同，那么物理地址空間的頁表項數量最多是多少？（）A.頁號為0x0324，頁內偏移量為0x1678；頁表項數量最多為2^28個B.頁號為0x1234，頁內偏移量為0x5678；頁表項數量最多為2^30個C.頁號為0x5678，頁內偏移量為0x1234；頁表項數量最多為2^34個D.頁號為0x3456，頁內偏移量為0x7812；頁表項數量最多為2^32個28、在一個操作系統(tǒng)中，虛擬文件系統(tǒng)（VFS）為不同類型的文件系統(tǒng)提供了統(tǒng)一的接口。假設系統(tǒng)同時支持EXT4、NTFS和FAT32等文件系統(tǒng)，分析VFS的層次結構和工作機制，包括文件操作的轉換和不同文件系統(tǒng)的適配，并討論VFS在支持多種文件系統(tǒng)和提高系統(tǒng)可擴展性方面的作用。A.VFS作用顯著，提高了可擴展性B.VFS作用有限，對可擴展性影響不大C.VFS增加了系統(tǒng)復雜性，得不償失D.取決于系統(tǒng)的應用場景和用戶需求29、在一個分時操作系統(tǒng)中，多個用戶通過終端同時訪問系統(tǒng)。系統(tǒng)為每個用戶分配了一定的時間片來執(zhí)行任務。假設當前有三個用戶A、B、C，其任務的優(yōu)先級依次降低。在某一時刻，用戶A的任務正在執(zhí)行，時間片尚未用完，但此時有一個更高優(yōu)先級的實時任務D進入系統(tǒng)。以下關于系統(tǒng)處理方式的描述，哪項是正確的？（）A.立即中斷用戶A的任務，執(zhí)行任務D，完成后再回到用戶A的任務繼續(xù)執(zhí)行剩余時間片B.等待用戶A的時間片用完，再執(zhí)行任務DC.暫停用戶A的任務，將其放入就緒隊列末尾，執(zhí)行任務D，完成后從就緒隊列頭部重新調度任務D.忽略任務D，繼續(xù)執(zhí)行用戶A的任務直到時間片用完30、在一個多處理器操作系統(tǒng)中，進程可以在多個CPU核心上并行執(zhí)行。假設有一個計算密集型的進程，它可以被分解為多個子任務，并且這些子任務之間沒有數據依賴關系。現(xiàn)在系統(tǒng)中有4個可用的CPU核心，將這個進程分配到這些核心上執(zhí)行。分析在不同的任務分配策略（如平均分配、自適應分配等）下，進程的執(zhí)行時間和系統(tǒng)資源利用率的