威海海洋職業(yè)學(xué)院《計(jì)算智能與優(yōu)化方法》2023-2024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)威海海洋職業(yè)學(xué)院《計(jì)算智能與優(yōu)化方法》

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、某操作系統(tǒng)采用動(dòng)態(tài)分區(qū)分配方式管理內(nèi)存，初始時(shí)內(nèi)存為空?，F(xiàn)有一系列內(nèi)存分配請(qǐng)求和釋放請(qǐng)求，分配請(qǐng)求依次為：300KB、200KB、150KB、400KB，釋放請(qǐng)求依次為：200KB、300KB。采用最佳適應(yīng)算法進(jìn)行內(nèi)存分配和回收，請(qǐng)問(wèn)最終內(nèi)存的空閑分區(qū)情況是怎樣的？（）A.一個(gè)150KB的空閑分區(qū)和一個(gè)400KB的空閑分區(qū)B.一個(gè)200KB的空閑分區(qū)和一個(gè)350KB的空閑分區(qū)C.一個(gè)350KB的空閑分區(qū)和一個(gè)150KB的空閑分區(qū)D.一個(gè)550KB的空閑分區(qū)2、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(pán)上。假設(shè)一個(gè)文件有100個(gè)磁盤(pán)塊，每個(gè)磁盤(pán)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3、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4、在一個(gè)采用分頁(yè)存儲(chǔ)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(yè)，物理內(nèi)存也被劃分為相同大小的頁(yè)框。假設(shè)頁(yè)面大小為4KB，某進(jìn)程的邏輯地址為0x12345678，該地址對(duì)應(yīng)的頁(yè)號(hào)和頁(yè)內(nèi)偏移量分別是多少？同時(shí)，若系統(tǒng)的物理內(nèi)存有16GB，頁(yè)框大小與頁(yè)面大小相同，那么物理地址空間的頁(yè)表項(xiàng)數(shù)量最多是多少？（）A.頁(yè)號(hào)為0x0324，頁(yè)內(nèi)偏移量為0x1678；頁(yè)表項(xiàng)數(shù)量最多為2^28個(gè)B.頁(yè)號(hào)為0x1234，頁(yè)內(nèi)偏移量為0x5678；頁(yè)表項(xiàng)數(shù)量最多為2^30個(gè)C.頁(yè)號(hào)為0x5678，頁(yè)內(nèi)偏移量為0x1234；頁(yè)表項(xiàng)數(shù)量最多為2^34個(gè)D.頁(yè)號(hào)為0x3456，頁(yè)內(nèi)偏移量為0x7812；頁(yè)表項(xiàng)數(shù)量最多為2^32個(gè)5、在一個(gè)操作系統(tǒng)中，磁盤(pán)調(diào)度算法采用最短尋道時(shí)間優(yōu)先（SSTF）算法。當(dāng)前磁頭位于磁道50，磁道訪問(wèn)請(qǐng)求序列為80、40、90、10、60。那么，磁頭移動(dòng)的總距離是多少？（）A.150B.160C.170D.1806、在一個(gè)具有文件共享功能的操作系統(tǒng)中，多個(gè)進(jìn)程可以同時(shí)訪問(wèn)同一個(gè)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(jī)制。有進(jìn)程P1正在對(duì)文件進(jìn)行讀操作，并獲取了共享讀鎖，此時(shí)進(jìn)程P2想要對(duì)文件進(jìn)行寫(xiě)操作。那么，進(jìn)程P2會(huì)處于什么狀態(tài)？（）A.就緒狀態(tài)，等待獲取寫(xiě)鎖B.阻塞狀態(tài)，直到P1釋放讀鎖C.運(yùn)行狀態(tài)，可以直接進(jìn)行寫(xiě)操作D.錯(cuò)誤狀態(tài)，不允許同時(shí)進(jìn)行讀寫(xiě)操作7、在一個(gè)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中，有三個(gè)周期性任務(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。采用速率單調(diào)調(diào)度算法（RMS），請(qǐng)問(wèn)這三個(gè)任務(wù)能否在各自的周期內(nèi)完成執(zhí)行？（給出詳細(xì)的計(jì)算和分析過(guò)程）（）A.能B.不能C.不確定D.以上都不對(duì)8、在一個(gè)具有虛擬內(nèi)存的操作系統(tǒng)中，系統(tǒng)采用請(qǐng)求調(diào)頁(yè)的方式將頁(yè)面調(diào)入內(nèi)存。當(dāng)一個(gè)進(jìn)程訪問(wèn)一個(gè)不在內(nèi)存中的頁(yè)面時(shí)，會(huì)產(chǎn)生缺頁(yè)中斷。假設(shè)頁(yè)面置換算法為最近最久未使用（LRU）算法，系統(tǒng)為該進(jìn)程分配了4個(gè)頁(yè)框。進(jìn)程的頁(yè)面訪問(wèn)序列為1、2、3、4、1、2、5、1、2、3、4、5，初始時(shí)4個(gè)頁(yè)框均為空。那么，在這個(gè)過(guò)程中發(fā)生的缺頁(yè)次數(shù)是多少？（）A.7次B.8次C.9次D.10次9、操作系統(tǒng)中的內(nèi)存管理是一項(xiàng)關(guān)鍵任務(wù)，分頁(yè)存儲(chǔ)管理是一種常見(jiàn)的內(nèi)存管理方式。在分頁(yè)存儲(chǔ)管理中，將用戶程序的地址空間分為若干個(gè)固定大小的頁(yè)面，同時(shí)將內(nèi)存空間也分為相同大小的頁(yè)框。當(dāng)程序運(yùn)行時(shí)，通過(guò)頁(yè)表將頁(yè)面映射到頁(yè)框?，F(xiàn)在考慮一個(gè)具有32位地址空間的系統(tǒng)，頁(yè)面大小為4KB，那么頁(yè)表項(xiàng)的長(zhǎng)度至少為（）A.20位B.12位C.32位D.24位10、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.32MB11、在一個(gè)操作系統(tǒng)中，虛擬內(nèi)存技術(shù)使得進(jìn)程可以使用比實(shí)際物理內(nèi)存更大的地址空間。假設(shè)系統(tǒng)的物理內(nèi)存為4GB，采用分頁(yè)式存儲(chǔ)管理，頁(yè)面大小為4KB，進(jìn)程的虛擬地址空間為8GB?，F(xiàn)在進(jìn)程需要訪問(wèn)一個(gè)虛擬地址，系統(tǒng)通過(guò)頁(yè)表進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換。分析在這種情況下，頁(yè)表的結(jié)構(gòu)和大小，以及如何通過(guò)頁(yè)表項(xiàng)中的標(biāo)志位（如有效位、修改位等）來(lái)管理頁(yè)面的狀態(tài)，并討論虛擬內(nèi)存技術(shù)對(duì)系統(tǒng)性能和內(nèi)存使用效率的影響。A.虛擬內(nèi)存技術(shù)提高了性能和效率B.虛擬內(nèi)存技術(shù)降低了性能和效率C.虛擬內(nèi)存技術(shù)在某些情況下提高，某些情況下降低D.取決于系統(tǒng)的負(fù)載和應(yīng)用程序的特點(diǎn)12、在一個(gè)多道程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，多個(gè)進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行。進(jìn)程A正在使用CPU進(jìn)行計(jì)算，進(jìn)程B正在等待I/O操作完成，進(jìn)程C處于就緒狀態(tài)。此時(shí)，操作系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)程調(diào)度。以下關(guān)于進(jìn)程調(diào)度的描述，正確的是：（）A.操作系統(tǒng)可能會(huì)將CPU分配給進(jìn)程C，暫停進(jìn)程A的執(zhí)行B.由于進(jìn)程B正在等待I/O操作，所以它會(huì)被立即調(diào)度執(zhí)行C.進(jìn)程A會(huì)一直占用CPU直到其計(jì)算任務(wù)完成，不會(huì)被調(diào)度切換D.操作系統(tǒng)一定會(huì)選擇等待時(shí)間最長(zhǎng)的進(jìn)程進(jìn)行調(diào)度13、在一個(gè)操作系統(tǒng)中，系統(tǒng)調(diào)用是用戶程序與操作系統(tǒng)內(nèi)核之間的接口。假設(shè)用戶程序需要讀取一個(gè)文件的內(nèi)容，通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。以下關(guān)于系統(tǒng)調(diào)用的執(zhí)行過(guò)程的描述，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.用戶程序通過(guò)陷入指令（trap）進(jìn)入內(nèi)核態(tài)，內(nèi)核執(zhí)行相應(yīng)的系統(tǒng)調(diào)用服務(wù)例程，完成文件讀取操作后返回用戶態(tài)B.用戶程序直接在用戶態(tài)執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用，操作系統(tǒng)內(nèi)核監(jiān)測(cè)到后進(jìn)行相應(yīng)的處理C.用戶程序?qū)⑾到y(tǒng)調(diào)用請(qǐng)求發(fā)送到消息隊(duì)列，內(nèi)核從隊(duì)列中獲取請(qǐng)求并執(zhí)行D.用戶程序通過(guò)中斷信號(hào)通知內(nèi)核執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用，內(nèi)核暫停當(dāng)前任務(wù)進(jìn)行處理14、在操作系統(tǒng)的存儲(chǔ)管理中，段式存儲(chǔ)管理將用戶程序按照邏輯分段，每個(gè)段具有不同的名字和長(zhǎng)度。與分頁(yè)存儲(chǔ)管理相比，段式存儲(chǔ)管理更便于實(shí)現(xiàn)程序的模塊化和動(dòng)態(tài)鏈接。假設(shè)一個(gè)段式存儲(chǔ)系統(tǒng)，地址空間為32位，其中段號(hào)占8位，段內(nèi)偏移量占24位，每個(gè)段最大長(zhǎng)度為2^24字節(jié)。那么，該系統(tǒng)最多可以有多少個(gè)段（）A.2^8個(gè)B.2^16個(gè)C.2^24個(gè)D.2^32個(gè)15、某計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用固定分區(qū)存儲(chǔ)管理方式，將內(nèi)存分為4個(gè)分區(qū)，大小分別為200KB、400KB、600KB和800KB。現(xiàn)有4個(gè)進(jìn)程P1、P2、P3和P4，它們所需的內(nèi)存空間分別為350KB、200KB、500KB和450KB。請(qǐng)問(wèn)采用首次適應(yīng)算法，這些進(jìn)程能否全部裝入內(nèi)存？如果能，給出裝入的分區(qū)情況；如果不能，說(shuō)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(méi)有足夠大的連續(xù)分區(qū)滿足P3的需求D.否，沒(méi)有足夠大的連續(xù)分區(qū)滿足P4的需求16、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、J317、在虛擬存儲(chǔ)管理中，頁(yè)面置換算法的優(yōu)劣直接影響系統(tǒng)的性能。除了常見(jiàn)的LRU、FIFO等算法，還有最不經(jīng)常使用（LFU）算法。LFU算法根據(jù)頁(yè)面被訪問(wèn)的頻率來(lái)選擇淘汰頁(yè)面。假設(shè)系統(tǒng)為進(jìn)程分配了4個(gè)物理頁(yè)面，頁(yè)面訪問(wèn)序列為1、2、3、4、2、1、5、2、1、6、2、1、7、2、1，采用LFU算法進(jìn)行頁(yè)面置換。那么，缺頁(yè)次數(shù)至少為（）A.7次B.8次C.9次D.10次18、在操作系統(tǒng)中，線程的同步和互斥是保證多線程程序正確執(zhí)行的關(guān)鍵。以下關(guān)于線程同步和互斥的描述中，哪個(gè)選項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.線程同步是指多個(gè)線程之間協(xié)調(diào)執(zhí)行，避免出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)條件和數(shù)據(jù)不一致的問(wèn)題B.線程互斥是指多個(gè)線程之間對(duì)共享資源的訪問(wèn)進(jìn)行互斥控制，保證同一時(shí)間只有一個(gè)線程訪問(wèn)共享資源C.線程同步和互斥可以通過(guò)鎖、信號(hào)量和條件變量等機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)D.線程同步和互斥只對(duì)多線程程序有效，對(duì)單線程程序沒(méi)有作用19、某文件系統(tǒng)采用索引節(jié)點(diǎn)（inode）來(lái)存儲(chǔ)文件的屬性和磁盤(pán)塊的指針。假設(shè)一個(gè)inode占用128字節(jié)，其中10個(gè)直接磁盤(pán)塊指針，1個(gè)一級(jí)間接磁盤(pán)塊指針，1個(gè)二級(jí)間接磁盤(pán)塊指針，1個(gè)三級(jí)間接磁盤(pán)塊指針。每個(gè)磁盤(pán)塊大小為4KB，每個(gè)磁盤(pán)塊指針占用4字節(jié)。請(qǐng)問(wèn)該文件系統(tǒng)能夠支持的最大文件大小是多少？（）A.16GBB.32GBC.64GBD.128GB20、文件系統(tǒng)的文件共享是指多個(gè)用戶可以同時(shí)訪問(wèn)同一個(gè)文件。以下關(guān)于文件共享的描述中，哪個(gè)選項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.文件共享可以提高文件的利用率和系統(tǒng)的效率B.文件共享可以通過(guò)硬鏈接和軟鏈接兩種方式實(shí)現(xiàn)C.文件共享需要解決文件的同步和一致性問(wèn)題D.文件共享只對(duì)文本文件有效，對(duì)二進(jìn)制文件沒(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）什么是系統(tǒng)資源預(yù)留？2、（本題5分）簡(jiǎn)述操作系統(tǒng)中的安全策略。3、（本題5分）解釋操作系統(tǒng)中的線程同步原語(yǔ)。4、（本題5分）什么是系統(tǒng)資源利用率？5、（本題5分）簡(jiǎn)述進(jìn)程優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)問(wèn)題及解決方法。三、綜合分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）分析操作系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)的文件系統(tǒng)檢查的時(shí)間開(kāi)銷優(yōu)化。2、（本題5分）分析操作系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)的權(quán)限繼承和傳播規(guī)則。3、（本題5分）研究操作系統(tǒng)的更新和升級(jí)機(jī)制，包括在線更新和離線更新。4、（本題5分）探討操作系統(tǒng)中的進(jìn)程調(diào)度的優(yōu)先級(jí)繼承機(jī)制。5、（本題5分）研究操作系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)對(duì)文件系統(tǒng)的快速恢復(fù)和故障轉(zhuǎn)移。四、論述題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（