重慶護理職業(yè)學院《計算機組成與系統(tǒng)結構》2023-2024學年第一學期期末試卷

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2023-2024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15個小題，每小題2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、在一個采用分段存儲管理的操作系統(tǒng)中，一個進程被分為三個段：代碼段、數(shù)據(jù)段和堆棧段。代碼段起始地址為0，長度為1000字節(jié)；數(shù)據(jù)段起始地址為1500，長度為500字節(jié)；堆棧段起始地址為2500，長度為800字節(jié)。系統(tǒng)的段表如下：段號起始地址段長1010002150050032500800。當進程訪問邏輯地址為2000的內存單元時，會發(fā)生什么情況？（）A.正常訪問，對應的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)段內B.產(chǎn)生越界錯誤，該地址超出了進程的地址空間C.進行地址轉換，將邏輯地址轉換為物理地址后訪問D.系統(tǒng)進行段的合并操作，然后再進行訪問2、在操作系統(tǒng)的存儲管理中，段式存儲管理將用戶程序按照邏輯分段，每個段具有不同的名字和長度。與分頁存儲管理相比，段式存儲管理更便于實現(xiàn)程序的模塊化和動態(tài)鏈接。假設一個段式存儲系統(tǒng)，地址空間為32位，其中段號占8位，段內偏移量占24位，每個段最大長度為2^24字節(jié)。那么，該系統(tǒng)最多可以有多少個段（）A.2^8個B.2^16個C.2^24個D.2^32個3、操作系統(tǒng)中的設備驅動程序是連接硬件設備和操作系統(tǒng)內核的橋梁。假設一個新的打印機設備被連接到計算機上，以下關于設備驅動程序的作用和工作過程的描述中，正確的是：（）A.設備驅動程序負責將操作系統(tǒng)的通用命令轉換為打印機特定的控制指令B.當用戶打印文件時，操作系統(tǒng)直接控制打印機，設備驅動程序不參與C.設備驅動程序一旦安裝就不會更新，除非打印機硬件發(fā)生重大變化D.設備驅動程序獨立于操作系統(tǒng)內核運行，不受內核的管理和控制4、在一個采用段頁式存儲管理的系統(tǒng)中，某進程的段表如下所示：段號頁表長度（頁）頁表始址032001240021500若邏輯地址為（1，100），其中段號為1，頁號為100，頁面大小為1KB，請問其對應的物理地址是多少？（給出詳細的計算過程）（）A.500B.600C.700D.8005、在一個實時操作系統(tǒng)中，任務的調度不僅要考慮任務的優(yōu)先級，還要滿足任務的時間約束。假設有一個周期性任務，其執(zhí)行周期為50毫秒，每次執(zhí)行時間為20毫秒。分析在不同的調度算法（如單調速率調度、最早截止時間優(yōu)先等）下，如何保證該任務能夠按時完成，并討論這些調度算法在處理周期性任務時的優(yōu)缺點。A.單調速率調度算法最優(yōu)B.最早截止時間優(yōu)先算法最優(yōu)C.兩種算法在不同情況下各有優(yōu)劣D.取決于任務的具體特點和系統(tǒng)負載6、在一個采用樹形目錄結構的文件系統(tǒng)中，有一個根目錄/，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7、在一個單處理機系統(tǒng)中，有三個進程P1、P2和P3，它們的優(yōu)先級分別為3、2和1（數(shù)值越大優(yōu)先級越高），到達時間分別為0、1和2毫秒，服務時間分別為5、3和4毫秒。若采用優(yōu)先級調度算法，且非搶占式，那么平均等待時間是多少？（）A.3毫秒B.4毫秒C.5毫秒D.6毫秒8、某操作系統(tǒng)采用樹形目錄結構，用戶A創(chuàng)建了一個文件/home/A/doc.txt，用戶B想要訪問該文件，但是沒有權限。若用戶A賦予用戶B對該文件的讀權限，用戶B應該如何訪問該文件？（）A./home/A/doc.txtB.~/A/doc.txtC./A/doc.txtD.以上都不對9、設備管理中的設備獨立性是指程序與具體的設備無關。以下關于設備獨立性的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.設備獨立性可以提高程序的可移植性和設備的利用率B.設備獨立性可以通過設備驅動程序和邏輯設備表來實現(xiàn)C.設備獨立性意味著程序可以不考慮設備的具體類型和特性，直接使用設備D.設備獨立性只對輸入設備有效，對輸出設備沒有作用10、有一個文件系統(tǒng)，采用混合索引分配方式，其FCB中共有13個地址項，其中0-9個地址項為直接地址，第10個地址項為一次間接地址，第11個地址項為二次間接地址，第12個地址項為三次間接地址。若每個盤塊的大小為512B，每個盤塊號占4B，則該文件系統(tǒng)允許的最大文件長度是多少？（給出詳細的計算步驟）（）A.10+512+512×512+512×512×512B.10×512+512×512+512×512×512C.10×512+512×512+512×512×512×512D.10+512×512+512×512×512+512×512×512×51211、在一個采用索引分配方式的文件系統(tǒng)中，一個文件的大小為100KB，盤塊大小為4KB，每個盤塊號占用4個字節(jié)。若采用一級索引，索引表項能夠容納的盤塊號數(shù)量為1024個。那么，該文件最多需要多少個索引塊？（）A.1個B.2個C.3個D.4個12、某計算機系統(tǒng)采用分頁存儲管理方式，頁面大小為2KB，邏輯地址為32位。若某進程的頁表如下所示：頁號物理塊號03152731則邏輯地址0x8000對應的物理地址是多少？（給出詳細的計算過程）（）A.0x10000B.0x18000C.0x20000D.013、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。現(xiàn)在有一個進程需要連續(xù)讀取100個大小均為4KB的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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14、在一個采用段式存儲管理的操作系統(tǒng)中，某進程的邏輯地址由段號和段內偏移量組成。假設進程有三個段，段號分別為0、1、2，段長分別為1000、2000、3000，段內偏移量分別為500、1500、2500。那么，對應的物理地址分別是多少？同時，如果要進行段的共享，需要滿足哪些條件？（）A.物理地址分別為500、1500、2500；段共享需要段的長度相同且訪問權限一致B.物理地址分別為500、3500、5500；段共享需要段的起始地址相同且訪問屬性相同C.物理地址分別為500、1500、5500；段共享需要段的屬性相同且段內偏移量相同D.物理地址分別為500、3500、8500；段共享需要段的名稱相同且段長相同15、進程同步和互斥是操作系統(tǒng)中保證進程正確執(zhí)行的關鍵機制。假設有兩個進程P1和P2，它們共享一個資源R。為了保證互斥訪問資源R，使用了信號量機制。初始時，信號量S的值為1。當P1訪問資源R時，執(zhí)行P(S)操作；當P1訪問結束后，執(zhí)行V(S)操作。以下關于信號量和進程操作的描述中，正確的是：（）A.當P1執(zhí)行P(S)操作后，如果S的值變?yōu)?，則P1獲得資源R并進入臨界區(qū)B.如果P2在P1執(zhí)行V(S)操作之前執(zhí)行P(S)操作，P2一定會被阻塞C.信號量S的值永遠不會小于0，因為這意味著出現(xiàn)了錯誤的操作D.當P1執(zhí)行V(S)操作后，如果有多個進程在等待資源R，操作系統(tǒng)會隨機選擇一個進程進入臨界區(qū)二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）簡述操作系統(tǒng)的開發(fā)團隊協(xié)作和溝通方式。2、（本題5分）簡述命令行接口和圖形用戶接口的特點。3、（本題5分）簡述操作系統(tǒng)的安全策略制定和執(zhí)行流程。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細探討操作系統(tǒng)中的線程模型，包括用戶級線程和內核級線程，分析它們的實現(xiàn)方式、切換開銷和并發(fā)性能，以及如何在多線程編程中有效地利用線程資源。2、（本題5分）文件系統(tǒng)是操作系統(tǒng)中用于數(shù)據(jù)存儲和管理的重要組成部分。論述常見的文件系統(tǒng)類型，如FAT、NTFS、EXT等，分析它們的結構、特點和性能差異，探討文件系統(tǒng)在數(shù)據(jù)組織、存儲效率、安全性等方面的設計原則和實現(xiàn)機制。3、（本題5分）在操作系統(tǒng)的進程調度中，公平性和效率是兩個重要的目標。請全面論述如何在保證公平性的前提下提高調度效率，分析常見的調度算法在這兩個方面的表現(xiàn)，并探討如何根據(jù)系統(tǒng)負載動態(tài)調整調度策略。4、（本題5分）在操作系統(tǒng)中，文件系統(tǒng)的日志功能對于提高系統(tǒng)的可靠性和恢復能力具有重要作用。詳細論述文件系統(tǒng)日志的實現(xiàn)方式、類型（如元數(shù)據(jù)日志、數(shù)據(jù)日志）和工作原理，分析日志對文件系統(tǒng)性能的影響，研究如何優(yōu)化日志的寫入策略和存儲空間管理，以及在系統(tǒng)故障時如何利用日志進行快速恢復。5、（本題5分）操作系統(tǒng)的內核結構對系統(tǒng)性能和可擴展