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自覺遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁,共3頁北京工商大學(xué)嘉華學(xué)院
《計(jì)算機(jī)成原理》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15個(gè)小題,每小題2分,共30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、在操作系統(tǒng)的內(nèi)核中,進(jìn)程管理模塊負(fù)責(zé)進(jìn)程的創(chuàng)建、調(diào)度和終止等操作。假設(shè)一個(gè)進(jìn)程由于等待資源而進(jìn)入阻塞狀態(tài)。以下關(guān)于阻塞進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換的描述,正確的是:()A.當(dāng)所需資源可用時(shí),阻塞進(jìn)程會(huì)直接轉(zhuǎn)換為運(yùn)行狀態(tài)B.阻塞進(jìn)程首先轉(zhuǎn)換為就緒狀態(tài),然后等待調(diào)度程序分配CPUC.阻塞進(jìn)程會(huì)一直保持阻塞狀態(tài),直到系統(tǒng)強(qiáng)制終止D.阻塞進(jìn)程在等待一段時(shí)間后會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為就緒狀態(tài)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)采用分頁存儲(chǔ)管理方式,頁面大小為4KB,某進(jìn)程的邏輯地址空間為32GB。則該進(jìn)程的頁表項(xiàng)數(shù)量至少為:()A.8MB.2MC.1MD.4M3、在一個(gè)操作系統(tǒng)中,內(nèi)存管理不僅要考慮進(jìn)程的內(nèi)存分配,還要處理內(nèi)存碎片問題。假設(shè)系統(tǒng)采用了首次適應(yīng)、最佳適應(yīng)和最壞適應(yīng)等內(nèi)存分配算法,分析這些算法在產(chǎn)生內(nèi)存碎片的數(shù)量、內(nèi)存利用率和分配速度等方面的特點(diǎn),并討論如何通過算法的選擇和優(yōu)化來減少內(nèi)存碎片的產(chǎn)生,提高內(nèi)存管理的效率。A.首次適應(yīng)算法最優(yōu)B.最佳適應(yīng)算法最優(yōu)C.最壞適應(yīng)算法最優(yōu)D.不同算法在不同情況下各有優(yōu)劣4、假設(shè)一個(gè)操作系統(tǒng)的頁表項(xiàng)大小為4字節(jié),頁面大小為4KB,邏輯地址空間大小為4GB。那么該系統(tǒng)的頁表需要占用多少內(nèi)存空間?()A.4MBB.8MBC.16MBD.32MB5、在操作系統(tǒng)中,文件的共享和保護(hù)是非常重要的問題。文件共享可以提高系統(tǒng)資源的利用率,但也可能帶來安全風(fēng)險(xiǎn)。為了實(shí)現(xiàn)文件共享,可以采用基于索引節(jié)點(diǎn)的共享方式或者利用符號(hào)鏈接實(shí)現(xiàn)共享。對(duì)于文件保護(hù),常見的方法有訪問控制列表(ACL)、口令保護(hù)和加密保護(hù)等。現(xiàn)在有一個(gè)文件系統(tǒng),多個(gè)用戶需要同時(shí)訪問一個(gè)共享文件,為了保證文件的安全性和一致性,采用的合適方法是()A.為每個(gè)用戶設(shè)置不同的訪問權(quán)限B.對(duì)文件進(jìn)行加密保護(hù)C.要求用戶輸入口令才能訪問文件D.限制同時(shí)訪問的用戶數(shù)量6、在一個(gè)采用分段存儲(chǔ)管理的操作系統(tǒng)中,一個(gè)進(jìn)程被分為三個(gè)段:代碼段、數(shù)據(jù)段和堆棧段。代碼段起始地址為0,長(zhǎng)度為1000字節(jié);數(shù)據(jù)段起始地址為1500,長(zhǎng)度為500字節(jié);堆棧段起始地址為2500,長(zhǎng)度為800字節(jié)。系統(tǒng)的段表如下:段號(hào)起始地址段長(zhǎng)1010002150050032500800。當(dāng)進(jìn)程訪問邏輯地址為2000的內(nèi)存單元時(shí),會(huì)發(fā)生什么情況?()A.正常訪問,對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)段內(nèi)B.產(chǎn)生越界錯(cuò)誤,該地址超出了進(jìn)程的地址空間C.進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換,將邏輯地址轉(zhuǎn)換為物理地址后訪問D.系統(tǒng)進(jìn)行段的合并操作,然后再進(jìn)行訪問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(shè)一個(gè)文件系統(tǒng)采用多級(jí)目錄結(jié)構(gòu),文件的物理存儲(chǔ)采用連續(xù)分配方式。當(dāng)用戶創(chuàng)建一個(gè)新文件時(shí),以下關(guān)于文件系統(tǒng)操作的描述中,正確的是:()A.文件系統(tǒng)首先在目錄中為新文件創(chuàng)建一個(gè)條目,然后在磁盤上為其分配連續(xù)的存儲(chǔ)空間B.由于采用連續(xù)分配方式,文件系統(tǒng)需要從頭開始查找足夠的連續(xù)空間來存儲(chǔ)新文件C.文件系統(tǒng)會(huì)為新文件隨機(jī)分配存儲(chǔ)空間,然后更新目錄中的文件信息D.連續(xù)分配方式會(huì)導(dǎo)致文件的擴(kuò)展非常困難,所以文件系統(tǒng)通常會(huì)拒絕創(chuàng)建較大的新文件8、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)合的方式來存儲(chǔ)文件數(shù)據(jù)的磁盤地址。對(duì)于一個(gè)較大的文件,以下關(guān)于磁盤地址存儲(chǔ)和訪問的描述,正確的是:()A.直接索引部分可以存儲(chǔ)較多的磁盤地址,足以滿足大部分文件的需求B.間接索引部分通過指針指向多個(gè)磁盤塊,用于存儲(chǔ)更多的磁盤地址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9、在一個(gè)操作系統(tǒng)中,進(jìn)程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如下:就緒->運(yùn)行,運(yùn)行->就緒,運(yùn)行->阻塞,阻塞->就緒。假設(shè)當(dāng)前有三個(gè)進(jìn)程P1、P2、P3處于就緒狀態(tài),系統(tǒng)采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法,時(shí)間片大小為10ms。進(jìn)程P1首先獲得CPU資源并開始運(yùn)行,在運(yùn)行5ms后,進(jìn)程P1發(fā)生I/O操作進(jìn)入阻塞狀態(tài)。此時(shí),系統(tǒng)會(huì)如何調(diào)度?()A.從就緒隊(duì)列中選擇P2進(jìn)程運(yùn)行B.等待P1的I/O操作完成,繼續(xù)運(yùn)行P1C.重新選擇P1進(jìn)程運(yùn)行,直到時(shí)間片用完D.暫停系統(tǒng)運(yùn)行,等待其他進(jìn)程進(jìn)入就緒狀態(tài)10、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。現(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)11、操作系統(tǒng)的虛擬內(nèi)存管理可以提高系統(tǒng)的內(nèi)存利用率和程序的并發(fā)度。以下關(guān)于虛擬內(nèi)存管理的描述中,哪個(gè)選項(xiàng)是錯(cuò)誤的?()A.虛擬內(nèi)存管理可以將程序的一部分頁面換出到硬盤上,當(dāng)需要時(shí)再換入內(nèi)存B.虛擬內(nèi)存管理可以采用分頁式、分段式或段頁式等存儲(chǔ)管理方式C.虛擬內(nèi)存管理需要硬件支持,如MMU(內(nèi)存管理單元)和TLB(轉(zhuǎn)換后備緩沖器)D.虛擬內(nèi)存管理可以完全替代物理內(nèi)存,使得程序可以在沒有物理內(nèi)存的情況下運(yùn)行12、在一個(gè)分時(shí)操作系統(tǒng)中,多個(gè)用戶通過終端同時(shí)訪問系統(tǒng)。系統(tǒng)為每個(gè)用戶分配了一定的時(shí)間片來執(zhí)行任務(wù)。假設(shè)當(dāng)前有三個(gè)用戶A、B、C,其任務(wù)的優(yōu)先級(jí)依次降低。在某一時(shí)刻,用戶A的任務(wù)正在執(zhí)行,時(shí)間片尚未用完,但此時(shí)有一個(gè)更高優(yōu)先級(jí)的實(shí)時(shí)任務(wù)D進(jìn)入系統(tǒng)。以下關(guān)于系統(tǒng)處理方式的描述,哪項(xiàng)是正確的?()A.立即中斷用戶A的任務(wù),執(zhí)行任務(wù)D,完成后再回到用戶A的任務(wù)繼續(xù)執(zhí)行剩余時(shí)間片B.等待用戶A的時(shí)間片用完,再執(zhí)行任務(wù)DC.暫停用戶A的任務(wù),將其放入就緒隊(duì)列末尾,執(zhí)行任務(wù)D,完成后從就緒隊(duì)列頭部重新調(diào)度任務(wù)D.忽略任務(wù)D,繼續(xù)執(zhí)行用戶A的任務(wù)直到時(shí)間片用完13、在操作系統(tǒng)中,進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)可以用來決定進(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)14、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上。假設(shè)一個(gè)文件有100個(gè)磁盤塊,每個(gè)磁盤塊大小為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15、在一個(gè)多處理器操作系統(tǒng)中,進(jìn)程可以在多個(gè)CPU核心上并行執(zhí)行。假設(shè)有一個(gè)計(jì)算密集型的進(jìn)程,它可以被分解為多個(gè)子任務(wù),并且這些子任務(wù)之間沒有數(shù)據(jù)依賴關(guān)系?,F(xiàn)在系統(tǒng)中有4個(gè)可用的CPU核心,將這個(gè)進(jìn)程分配到這些核心上執(zhí)行。分析在不同的任務(wù)分配策略(如平均分配、自適應(yīng)分配等)下,進(jìn)程的執(zhí)行時(shí)間和系統(tǒng)資源利用率的變化情況,并討論哪種分配策略在不同負(fù)載條件下更具優(yōu)勢(shì)。A.平均分配策略更優(yōu)B.自適應(yīng)分配策略更優(yōu)C.兩種策略在不同情況下各有優(yōu)劣D.取決于進(jìn)程的具體特點(diǎn)二、簡(jiǎn)答題(本大題共3個(gè)小題,共15分)1、(本題5分)簡(jiǎn)述操作系統(tǒng)的定義和主要功能。2、(本題5分)進(jìn)程同步的主要方法有哪些?3、(本題5分)解釋請(qǐng)求分頁系統(tǒng)中的缺頁中斷處理流程。三、論述題(本大題共5個(gè)小題,共25分)1、(本題5分)操作系統(tǒng)中的安全隔離機(jī)制對(duì)于保護(hù)系統(tǒng)和用戶的安全至關(guān)重要。全面論述安全隔離的方法和技術(shù),如進(jìn)程隔離、虛擬機(jī)隔離、容器隔離等,分析不同隔離機(jī)制在安全性、性能和資源利用率方面的特點(diǎn),探討如何根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景選擇合適的安全隔離方式,并研究隔離技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和面臨的挑戰(zhàn)。2、(本題5分)詳細(xì)探討操作系統(tǒng)中的內(nèi)核調(diào)試技術(shù),包括打印調(diào)試信息、使用調(diào)試工具(如gdb)和內(nèi)核跟蹤,分析如何有效地診斷和解決內(nèi)核中的問題。3、(本題5分)論述操作系統(tǒng)中的系統(tǒng)調(diào)用接口的設(shè)計(jì)原則和實(shí)現(xiàn)方式,分析系統(tǒng)調(diào)用的參數(shù)傳遞、返回值處理和錯(cuò)誤處理機(jī)制,以及如何保障系統(tǒng)調(diào)用的安全性和穩(wěn)定性。4、(本題5分)操作系統(tǒng)中的進(jìn)程同步機(jī)制不僅包括互斥鎖和信號(hào)量,還包括條件變量等。論述條件變量的使用方法和應(yīng)用場(chǎng)景,分析條件變量與其他同步機(jī)制的結(jié)合使用,探討條件變量在復(fù)雜同步問題中的作用和優(yōu)勢(shì)。5、(本題5
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