貴州財(cái)經(jīng)大學(xué)《計(jì)算思維》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

裝訂線(xiàn)裝訂線(xiàn)PAGE2第1頁(yè)，共3頁(yè)貴州財(cái)經(jīng)大學(xué)《計(jì)算思維》

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、在一個(gè)具有多個(gè)進(jìn)程的系統(tǒng)中，進(jìn)程之間通過(guò)共享內(nèi)存進(jìn)行通信。假設(shè)共享內(nèi)存區(qū)域的大小為10MB，有兩個(gè)進(jìn)程P1和P2同時(shí)對(duì)該共享內(nèi)存進(jìn)行讀寫(xiě)操作。為了保證數(shù)據(jù)的一致性和完整性，需要采用何種同步機(jī)制？（）A.信號(hào)量B.管程C.消息隊(duì)列D.條件變量2、操作系統(tǒng)的內(nèi)存管理功能對(duì)于系統(tǒng)性能至關(guān)重要。以下關(guān)于內(nèi)存分配方式的描述中，哪個(gè)選項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.連續(xù)分配方式將內(nèi)存空間劃分為連續(xù)的區(qū)域，分配給進(jìn)程B.分頁(yè)分配方式將內(nèi)存空間劃分為固定大小的頁(yè)，進(jìn)程的地址空間也被劃分為頁(yè)C.分段分配方式將進(jìn)程的地址空間劃分為不同的段，每個(gè)段有不同的用途D.動(dòng)態(tài)分配方式可以根據(jù)進(jìn)程的需求動(dòng)態(tài)地調(diào)整內(nèi)存分配，不會(huì)出現(xiàn)內(nèi)存碎片問(wèn)題3、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(pán)把一塊數(shù)據(jù)輸入到緩沖區(qū)的時(shí)間為T(mén)1，把緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)傳送到用戶(hù)區(qū)的時(shí)間為T(mén)2，CPU對(duì)這一塊數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的時(shí)間為T(mén)3。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)4、在一個(gè)采用請(qǐng)求分頁(yè)存儲(chǔ)管理的系統(tǒng)中，某進(jìn)程的頁(yè)面訪(fǎng)問(wèn)序列為4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5。若分配給該進(jìn)程的物理塊數(shù)為3，且初始時(shí)均為空，采用最近最久未使用（LRU）頁(yè)面置換算法，那么發(fā)生的缺頁(yè)次數(shù)是多少？（）A.7B.8C.9D.105、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6、在一個(gè)具有虛擬存儲(chǔ)功能的操作系統(tǒng)中，某進(jìn)程的部分頁(yè)面被換出到外存。當(dāng)該進(jìn)程再次訪(fǎng)問(wèn)這些被換出的頁(yè)面時(shí)，會(huì)產(chǎn)生缺頁(yè)中斷。以下關(guān)于缺頁(yè)中斷處理的說(shuō)法，正確的是：（）A.操作系統(tǒng)會(huì)立即將所需頁(yè)面從外存調(diào)入內(nèi)存，然后恢復(fù)進(jìn)程的執(zhí)行B.缺頁(yè)中斷處理過(guò)程中，進(jìn)程會(huì)被一直阻塞，直到頁(yè)面調(diào)入完成C.操作系統(tǒng)會(huì)先選擇一個(gè)合適的頁(yè)面進(jìn)行置換，然后將所需頁(yè)面調(diào)入內(nèi)存D.缺頁(yè)中斷的處理優(yōu)先級(jí)低于其他硬件中斷，會(huì)在其他中斷處理完成后再進(jìn)行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、T3，它們的周期分別為50ms、100ms、200ms，執(zhí)行時(shí)間分別為20ms、30ms、40ms。采用最早截止時(shí)間優(yōu)先（EDF）調(diào)度算法。在0時(shí)刻，三個(gè)任務(wù)同時(shí)到達(dá)。那么，在第一個(gè)200ms內(nèi)，T1任務(wù)被調(diào)度執(zhí)行的次數(shù)是多少？（）A.2次B.3次C.4次D.5次8、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(méi)有數(shù)據(jù)依賴(lài)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)9、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10、在操作系統(tǒng)中，死鎖是一種常見(jiàn)的問(wèn)題。死鎖發(fā)生的必要條件包括互斥條件、請(qǐng)求和保持條件、不可剝奪條件以及循環(huán)等待條件。假設(shè)系統(tǒng)中有三個(gè)進(jìn)程P1、P2和P3，它們分別申請(qǐng)了資源R1、R2和R3?，F(xiàn)在P1持有R1并申請(qǐng)R2，P2持有R2并申請(qǐng)R3，P3持有R3并申請(qǐng)R1。此時(shí)，系統(tǒng)可能會(huì)陷入死鎖狀態(tài)。那么，為了避免死鎖，可以采用的方法不包括（）A.破壞互斥條件B.一次性分配所有資源C.按序分配資源D.剝奪某些進(jìn)程的資源11、操作系統(tǒng)的文件保護(hù)機(jī)制可以防止文件被非法訪(fǎng)問(wèn)和修改。以下關(guān)于文件保護(hù)的描述中，哪個(gè)選項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.文件保護(hù)可以通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)控制列表（ACL）來(lái)實(shí)現(xiàn)，指定不同用戶(hù)對(duì)文件的訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限B.文件可以設(shè)置為只讀、只寫(xiě)或讀寫(xiě)三種訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限C.文件的加密和解密可以提高文件的安全性，但也會(huì)增加系統(tǒng)的開(kāi)銷(xiāo)D.文件保護(hù)只需要在文件系統(tǒng)層面實(shí)現(xiàn)，不需要考慮操作系統(tǒng)的其他部分12、在一個(gè)采用死鎖檢測(cè)算法的系統(tǒng)中，資源分配圖中包含了四個(gè)進(jìn)程P1、P2、P3和P4，以及三類(lèi)資源R1、R2和R3。資源分配情況如下表所示：進(jìn)程已分配資源尚需資源R1R2R3R1R2R3P1201110P2110121P3121012P4010211請(qǐng)問(wèn)該系統(tǒng)是否處于死鎖狀態(tài)？如果是，哪些進(jìn)程處于死鎖中？（請(qǐng)給出詳細(xì)的分析過(guò)程）（）A.是，P1、P2、P3B.是，P2、P3、P4C.否D.是，P1、P3、P413、在文件系統(tǒng)中，目錄的組織方式對(duì)文件的查找效率有很大影響。假設(shè)一個(gè)文件系統(tǒng)采用樹(shù)形目錄結(jié)構(gòu)，以下關(guān)于樹(shù)形目錄結(jié)構(gòu)的描述中，正確的是：（）A.樹(shù)形目錄結(jié)構(gòu)可以方便地實(shí)現(xiàn)文件的共享，但會(huì)增加文件查找的時(shí)間復(fù)雜度B.在樹(shù)形目錄結(jié)構(gòu)中，刪除一個(gè)目錄時(shí)，需要遞歸地刪除其所有子目錄和文件C.樹(shù)形目錄結(jié)構(gòu)不允許文件或目錄重名，否則會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)混亂D.從根目錄到任何一個(gè)文件的路徑都是唯一的，這保證了文件的唯一性和可訪(fǎng)問(wèn)性14、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15、操作系統(tǒng)的內(nèi)存保護(hù)機(jī)制可以防止進(jìn)程之間的內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)沖突。以下關(guān)于內(nèi)存保護(hù)的描述中，哪個(gè)選項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.內(nèi)存保護(hù)可以通過(guò)地址映射和訪(fǎng)問(wèn)控制等方式實(shí)現(xiàn)B.內(nèi)存保護(hù)可以防止進(jìn)程訪(fǎng)問(wèn)不屬于自己的內(nèi)存區(qū)域C.內(nèi)存保護(hù)可以提高系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性D.內(nèi)存保護(hù)只對(duì)用戶(hù)進(jìn)程有效，對(duì)內(nèi)核進(jìn)程沒(méi)有作用二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）內(nèi)存分配的方式有哪些？2、（本題5分）進(jìn)程的通信機(jī)制對(duì)系統(tǒng)性能有何影響？3、（本題5分）簡(jiǎn)述操作系統(tǒng)中的安全策略執(zhí)行。三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述操作系統(tǒng)中的分布式操作系統(tǒng)的架構(gòu)和通信機(jī)制，探討如何實(shí)現(xiàn)進(jìn)程遷移、資源共享和分布式同步。分析分布式操作系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)和解決方案。2、（本題5分）探討操作系統(tǒng)中的內(nèi)核態(tài)與用戶(hù)態(tài)的區(qū)別和切換機(jī)制，分析為什么要?jiǎng)澐诌@兩種狀態(tài)以及它們?cè)谙到y(tǒng)安全性和穩(wěn)定性方面的作用。研究在不同架構(gòu)下內(nèi)核態(tài)與用戶(hù)態(tài)的實(shí)現(xiàn)方式。3、（本題5分）隨著人工智能和大數(shù)據(jù)應(yīng)用的發(fā)展，操作系統(tǒng)需要適應(yīng)新的計(jì)算需求。請(qǐng)綜合論述操作系統(tǒng)在支持人工智能和大數(shù)據(jù)工作負(fù)載方面的挑戰(zhàn)和解決方案，如高效的資源分配、并行計(jì)算支持等。4、（本題5分）論述在操作系統(tǒng)中，如何處理異常和中斷，包括硬件中斷、軟件中斷和系統(tǒng)調(diào)用中斷。分析中斷處理程序的執(zhí)行流程和上下文切換機(jī)制，以及中斷對(duì)系統(tǒng)性能的影響。5、（本題5分）在操作系統(tǒng)中，文件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和管理對(duì)于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和訪(fǎng)問(wèn)至關(guān)重要。請(qǐng)?jiān)敿?xì)論述常見(jiàn)的文