云南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院《操作系統(tǒng)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

站名：站名：年級(jí)專業(yè)：姓名：學(xué)號(hào)：凡年級(jí)專業(yè)、姓名、學(xué)號(hào)錯(cuò)寫、漏寫或字跡不清者，成績(jī)按零分記?！堋狻€…………第1頁(yè)，共1頁(yè)云南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院

《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)中，有三個(gè)并發(fā)進(jìn)程P1、P2和P3，都需要使用同類資源R，每個(gè)進(jìn)程需要的資源數(shù)分別為3、4和5。系統(tǒng)共有10個(gè)該類資源。若采用銀行家算法，當(dāng)進(jìn)程P1申請(qǐng)1個(gè)資源時(shí)，系統(tǒng)是否會(huì)為其分配資源？（請(qǐng)?jiān)敿?xì)分析）（）A.會(huì)B.不會(huì)C.不確定D.以上都不對(duì)2、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.4M3、文件系統(tǒng)的可靠性是保證數(shù)據(jù)安全的重要因素。以下關(guān)于文件系統(tǒng)可靠性的描述中，哪個(gè)選項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.文件系統(tǒng)可以采用備份和恢復(fù)技術(shù)來(lái)保證數(shù)據(jù)的可靠性B.文件系統(tǒng)可以采用日志記錄技術(shù)來(lái)記錄文件的操作，以便在系統(tǒng)崩潰時(shí)進(jìn)行恢復(fù)C.文件系統(tǒng)可以采用RAID（磁盤陣列）技術(shù)來(lái)提高數(shù)據(jù)的可靠性和可用性D.文件系統(tǒng)的可靠性只取決于硬件設(shè)備的質(zhì)量，與軟件設(shè)計(jì)無(wú)關(guān)4、在操作系統(tǒng)的進(jìn)程同步中，信號(hào)量是一種常用的同步工具。信號(hào)量可以分為整型信號(hào)量和記錄型信號(hào)量。整型信號(hào)量存在“忙等”問(wèn)題，而記錄型信號(hào)量則通過(guò)阻塞和喚醒操作避免了這一問(wèn)題。假設(shè)有兩個(gè)進(jìn)程P1和P2，它們共享一個(gè)緩沖區(qū)，P1負(fù)責(zé)向緩沖區(qū)寫入數(shù)據(jù)，P2負(fù)責(zé)從緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)。為了保證緩沖區(qū)的正確使用，需要使用信號(hào)量進(jìn)行同步。那么，應(yīng)該設(shè)置的信號(hào)量數(shù)量以及初始值分別為（）A.1個(gè)，0B.1個(gè)，1C.2個(gè)，0D.2個(gè)，15、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6、在操作系統(tǒng)中，系統(tǒng)調(diào)用是用戶程序與操作系統(tǒng)內(nèi)核進(jìn)行交互的接口。假設(shè)有一個(gè)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)。以下關(guān)于系統(tǒng)調(diào)用執(zhí)行過(guò)程的描述，正確的是：（）A.用戶程序直接訪問(wèn)文件系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，完成文件讀取操作B.用戶程序通過(guò)陷入內(nèi)核模式，執(zhí)行內(nèi)核提供的文件讀取函數(shù)C.系統(tǒng)調(diào)用會(huì)導(dǎo)致用戶程序被阻塞，直到文件讀取完成后才能繼續(xù)執(zhí)行D.系統(tǒng)調(diào)用的執(zhí)行速度非?？?，對(duì)用戶程序的性能幾乎沒(méi)有影響7、在一個(gè)分布式操作系統(tǒng)環(huán)境中，多個(gè)計(jì)算機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接在一起，共同完成各種任務(wù)。假設(shè)系統(tǒng)中有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)A和B，它們分別運(yùn)行著不同的進(jìn)程。進(jìn)程P1在節(jié)點(diǎn)A上產(chǎn)生了一些數(shù)據(jù)，需要傳輸給在節(jié)點(diǎn)B上運(yùn)行的進(jìn)程P2。現(xiàn)在有多種數(shù)據(jù)傳輸方式可供選擇，如消息傳遞、共享內(nèi)存和遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用（RPC）等。對(duì)于這種跨節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸，哪種方式在數(shù)據(jù)一致性、傳輸效率和編程復(fù)雜性方面具有更好的綜合性能？需要詳細(xì)分析每種方式的特點(diǎn)和適用場(chǎng)景。A.消息傳遞B.共享內(nèi)存C.遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用（RPC）D.以上方式在不同情況下各有優(yōu)劣8、在操作系統(tǒng)的文件保護(hù)機(jī)制中，訪問(wèn)控制列表（ACL）和權(quán)限位是兩種常見(jiàn)的方法。假設(shè)一個(gè)文件的所有者具有讀、寫和執(zhí)行權(quán)限，所屬組具有讀和執(zhí)行權(quán)限，其他用戶只有讀權(quán)限。以下關(guān)于文件保護(hù)機(jī)制的描述中，正確的是：（）A.當(dāng)一個(gè)用戶試圖訪問(wèn)該文件時(shí)，操作系統(tǒng)只根據(jù)用戶所屬的組來(lái)確定其權(quán)限B.如果一個(gè)不屬于文件所有者和所屬組的用戶想要修改該文件，將會(huì)被拒絕C.權(quán)限位的設(shè)置比訪問(wèn)控制列表更靈活，可以為每個(gè)用戶單獨(dú)設(shè)置不同的權(quán)限D(zhuǎn).訪問(wèn)控制列表可以更精細(xì)地控制文件的訪問(wèn)權(quán)限，但實(shí)現(xiàn)和管理相對(duì)復(fù)雜9、在操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)中，文件的物理結(jié)構(gòu)有連續(xù)分配、鏈接分配和索引分配等多種方式。連續(xù)分配方式具有較高的順序訪問(wèn)速度，但存在外部碎片問(wèn)題；鏈接分配方式解決了外部碎片問(wèn)題，但隨機(jī)訪問(wèn)速度較慢；索引分配方式則結(jié)合了兩者的優(yōu)點(diǎn)。假設(shè)一個(gè)文件系統(tǒng)采用索引分配方式，每個(gè)索引節(jié)點(diǎn)包含13個(gè)直接地址項(xiàng)、1個(gè)一級(jí)間接地址項(xiàng)、1個(gè)二級(jí)間接地址項(xiàng)和1個(gè)三級(jí)間接地址項(xiàng)，每個(gè)地址項(xiàng)大小為4字節(jié)，盤塊大小為1KB。若要訪問(wèn)文件的第10000塊，至少需要幾次磁盤I/O操作（）A.1B.2C.3D.410、在一個(gè)采用段頁(yè)式存儲(chǔ)管理的系統(tǒng)中，某進(jìn)程的段表如下所示：段號(hào)頁(yè)表長(zhǎng)度（頁(yè)）頁(yè)表始址032001240021500若邏輯地址為（1，100），其中段號(hào)為1，頁(yè)號(hào)為100，頁(yè)面大小為1KB，請(qǐng)問(wèn)其對(duì)應(yīng)的物理地址是多少？（給出詳細(xì)的計(jì)算過(guò)程）（）A.500B.600C.700D.80011、在一個(gè)采用動(dòng)態(tài)分區(qū)存儲(chǔ)管理的系統(tǒng)中，初始時(shí)內(nèi)存為空?，F(xiàn)有作業(yè)J1、J2、J3、J4、J5依次請(qǐng)求裝入內(nèi)存，它們所需的內(nèi)存空間大小分別為200KB、150KB、100KB、50KB、250KB。若采用最佳適應(yīng)算法分配內(nèi)存，請(qǐng)問(wèn)作業(yè)J5能否裝入內(nèi)存？（）A.能B.不能C.不確定D.以上都不對(duì)12、在一個(gè)具有多個(gè)緩沖區(qū)的I/O系統(tǒng)中，假定從磁盤把一塊數(shù)據(jù)輸入到緩沖區(qū)的時(shí)間為T1，把緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)傳送到用戶區(qū)的時(shí)間為T2，CPU對(duì)這一塊數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的時(shí)間為T3。若采用單緩沖技術(shù)，系統(tǒng)處理一塊數(shù)據(jù)的總時(shí)間是多少？若采用雙緩沖技術(shù)呢？（請(qǐng)分別給出計(jì)算過(guò)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)13、在一個(gè)操作系統(tǒng)中，死鎖是一種可能發(fā)生的嚴(yán)重問(wèn)題。假設(shè)有四個(gè)進(jìn)程P1、P2、P3和P4，它們分別占用了部分資源，并請(qǐng)求其他資源，從而形成了一個(gè)死鎖的局面。已知進(jìn)程P1占用了資源R1，并請(qǐng)求資源R2；進(jìn)程P2占用了資源R2，并請(qǐng)求資源R3；進(jìn)程P3占用了資源R3，并請(qǐng)求資源R1；進(jìn)程P4占用了資源R4，并請(qǐng)求資源R1。分析這種死鎖情況是如何產(chǎn)生的，以及可以采用哪些死鎖預(yù)防、避免和檢測(cè)恢復(fù)的策略來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，并比較這些策略在系統(tǒng)性能和資源利用率方面的影響（）A.采用死鎖預(yù)防策略最優(yōu)B.采用死鎖避免策略最優(yōu)C.采用死鎖檢測(cè)恢復(fù)策略最優(yōu)D.不同策略在不同情況下各有優(yōu)劣14、在一個(gè)分時(shí)操作系統(tǒng)中，多個(gè)用戶通過(guò)終端同時(shí)與系統(tǒng)交互。假設(shè)系統(tǒng)的時(shí)間片大小為20毫秒，用戶進(jìn)程A在一個(gè)時(shí)間片內(nèi)完成了一部分計(jì)算任務(wù)，還需要繼續(xù)執(zhí)行。以下關(guān)于分時(shí)操作系統(tǒng)和進(jìn)程調(diào)度的描述中，正確的是：（）A.在下一個(gè)時(shí)間片，操作系統(tǒng)一定會(huì)調(diào)度進(jìn)程A繼續(xù)執(zhí)行B.由于時(shí)間片較短，用戶會(huì)感覺(jué)到系統(tǒng)的響應(yīng)非常迅速，好像每個(gè)用戶都在獨(dú)占系統(tǒng)C.如果在進(jìn)程A等待調(diào)度的過(guò)程中有更高優(yōu)先級(jí)的進(jìn)程進(jìn)入就緒狀態(tài)，進(jìn)程A可能會(huì)被延遲調(diào)度D.時(shí)間片的大小對(duì)系統(tǒng)的吞吐量沒(méi)有影響，只影響用戶的響應(yīng)時(shí)間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)16、在一個(gè)采用樹(shù)形目錄結(jié)構(gòu)的文件系統(tǒng)中，有一個(gè)根目錄/，其下有子目錄A和B，A目錄下有文件file1和子目錄C，B目錄下有文件file2?，F(xiàn)在要從根目錄開(kāi)始查找文件file1，以下哪種查找方式效率最高？（）A.順序查找B.二分查找C.哈希查找D.基于索引的查找17、在一個(gè)支持多線程的操作系統(tǒng)中，線程的同步和互斥是常見(jiàn)的操作。假設(shè)有兩個(gè)線程T1和T2共享一個(gè)全局變量count，初始值為0。T1負(fù)責(zé)對(duì)count進(jìn)行加1操作，T2負(fù)責(zé)對(duì)count進(jìn)行減1操作。為了保證操作的正確性，需要使用鎖機(jī)制。以下關(guān)于鎖使用的描述，正確的是：（）A.T1和T2在操作count前都先獲取鎖，操作完成后釋放鎖B.只有T1需要獲取鎖進(jìn)行加1操作，T2不需要獲取鎖進(jìn)行減1操作C.鎖的獲取和釋放操作會(huì)導(dǎo)致線程的切換，從而降低系統(tǒng)性能D.可以使用多個(gè)鎖來(lái)分別保護(hù)count的加操作和減操作，提高并發(fā)度18、某計(jì)算機(jī)采用虛擬存儲(chǔ)技術(shù)，系統(tǒng)為用戶進(jìn)程提供了4GB的虛擬地址空間，頁(yè)面大小為4KB。假設(shè)某進(jìn)程的虛擬頁(yè)面訪問(wèn)序列為1，2，3，4，1，2，5，1，2，3，4，5。若采用最佳頁(yè)面置換算法（OPT），則發(fā)生缺頁(yè)中斷的次數(shù)是多少？（請(qǐng)?jiān)敿?xì)分析計(jì)算過(guò)程）（）A.7B.8C.9D.1019、在一個(gè)操作系統(tǒng)中，進(jìn)程間通信（IPC）是實(shí)現(xiàn)進(jìn)程協(xié)作和數(shù)據(jù)交換的重要手段。假設(shè)有兩個(gè)進(jìn)程P1和P2，它們需要頻繁地交換大量的數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在有多種IPC機(jī)制可供選擇，如管道、消息隊(duì)列、共享內(nèi)存和信號(hào)量等。分析每種IPC機(jī)制在數(shù)據(jù)傳輸量、同步方式、通信效率和編程復(fù)雜性等方面的特點(diǎn)，并根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景選擇最合適的IPC機(jī)制。A.管道最適合B.消息隊(duì)列最適合C.共享內(nèi)存最適合D.應(yīng)根據(jù)具體場(chǎng)景選擇20、在一個(gè)采用索引分配方式的文件系統(tǒng)中，一個(gè)文件的大小為100KB，盤塊大小為4KB，每個(gè)盤塊號(hào)占用4個(gè)字節(jié)。若采用一級(jí)索引，索引表項(xiàng)能夠容納的盤塊號(hào)數(shù)量為1024個(gè)。那么，該文件最多需要多少個(gè)索引塊？（）A.1個(gè)B.2個(gè)C.3個(gè)D.4個(gè)二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）簡(jiǎn)述操作系統(tǒng)中的安全策略執(zhí)行。2、（本題5分）什么是銀行家算法？如何用于避免死鎖？3、（本題5分）簡(jiǎn)述操作系統(tǒng)中的分布式資源管理。4、（本題5分）簡(jiǎn)述操作系統(tǒng)的性能指標(biāo)和影響因素。5、（本題5分）簡(jiǎn)述操作系統(tǒng)的兼容性測(cè)試和回歸測(cè)試。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)中的文件系統(tǒng)的快照技術(shù)和應(yīng)用。2、（本題5分）研究操作系統(tǒng)如何支持不同類型的文件系統(tǒng)檢查和修復(fù)工具的集成。3、（本題5分）探討操作系統(tǒng)中的進(jìn)程組通信和協(xié)作機(jī)制。4、（本題5分）探討操作系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)對(duì)多核處理器的高效利用和負(fù)載均衡。5、（本題5分）研究操作系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)程的資源限制和配額管理。四、論述題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，操作系統(tǒng)需要適應(yīng)新的計(jì)算需求。請(qǐng)深入探討操作系統(tǒng)在支持人工智能應(yīng)用方面的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，如深度學(xué)習(xí)框架的集成、計(jì)算資源的管理、推理