裝訂線裝訂線PAGE2第1頁，共3頁蚌埠學院《操作系統》

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30個小題，每小題1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、某操作系統采用動態分區分配方式管理內存，初始時內存為空。現有一系列內存分配請求和釋放請求，分配請求依次為：300KB、200KB、150KB、400KB，釋放請求依次為：200KB、300KB。采用最佳適應算法進行內存分配和回收，請問最終內存的空閑分區情況是怎樣的？（）A.一個150KB的空閑分區和一個400KB的空閑分區B.一個200KB的空閑分區和一個350KB的空閑分區C.一個350KB的空閑分區和一個150KB的空閑分區D.一個550KB的空閑分區2、在操作系統中，進程的優先級可以用來決定進程的執行順序。以下關于進程優先級的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.進程的優先級可以分為靜態優先級和動態優先級兩種類型B.靜態優先級在進程創建時確定，不會隨著時間的變化而改變C.動態優先級可以根據進程的執行情況和等待時間等因素進行調整D.進程的優先級越高，執行的時間就越長3、進程同步和互斥是操作系統中保證進程正確執行的關鍵機制。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，執行P(S)操作；當P1訪問結束后，執行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執行P(S)操作后，如果S的值變為0，則P1獲得資源R并進入臨界區B.如果P2在P1執行V(S)操作之前執行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，因為這意味著出現了錯誤的操作D.當P1執行V(S)操作后，如果有多個進程在等待資源R，操作系統會隨機選擇一個進程進入臨界區4、文件系統的文件保護可以防止文件被非法訪問和修改。以下關于文件保護的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.文件保護可以通過訪問控制列表（ACL）來實現，指定不同用戶對文件的訪問權限B.文件可以設置為只讀、只寫或讀寫三種訪問權限C.文件的加密和解密可以提高文件的安全性，但也會增加系統的開銷D.文件保護只需要在文件系統層面實現，不需要考慮操作系統的其他部分5、在一個具有多個進程的系統中，進程之間通過消息傳遞進行通信。假設進程P1向進程P2發送了一條消息，消息在發送過程中可能會出現丟失、重復或亂序的情況。為了保證消息傳遞的可靠性，通常需要采取哪些措施？（）A.為消息添加序列號、確認機制和超時重傳B.使用共享內存進行通信C.增加緩沖區大小D.提高網絡帶寬6、在一個實時操作系統中，任務的截止時間是一個關鍵因素。假設系統中有一個硬實時任務T1，其截止時間為100ms，當前時間為50ms，任務已經執行了40ms，還剩下20ms的計算量。以下關于任務調度的描述中，正確的是：（）A.操作系統會暫停其他任務，優先保證T1在截止時間前完成B.如果此時有一個更高優先級的非實時任務就緒，操作系統會調度該任務執行C.由于T1已經花費了較多時間，操作系統會判定其無法按時完成，將其放棄D.實時操作系統不會對任務進行搶占式調度，以避免影響任務的執行進度7、虛擬存儲技術是操作系統中用于擴展內存容量的重要手段。在請求分頁存儲管理系統中，當訪問的頁面不在內存時，會產生缺頁中斷。假設系統的頁面置換算法為最近最久未使用（LRU）算法，某進程的頁面訪問序列為1、2、3、4、1、2、5、1、2、3、4、5，系統分配給該進程的物理頁面數為3。那么，缺頁次數至少為（）A.6次B.7次C.8次D.9次8、在一個多道程序設計系統中，有三個作業J1、J2和J3，它們的到達時間、運行時間和優先級如下表所示。假設系統采用優先級調度算法，優先級數值越大優先級越高。作業到達時間運行時間（分鐘）優先級J18:00305J28:10203J38:25154請問，作業的執行順序是什么？（）A.J3、J1、J2B.J1、J3、J2C.J3、J2、J1D.J1、J2、J39、在一個實時操作系統中，有三個周期性任務T1、T2和T3，它們的周期分別為50ms、100ms和200ms，執行時間分別為20ms、30ms和60ms。采用速率單調調度算法（RMS），請問這三個任務能否被正確調度？如果能，給出調度順序；如果不能，說明原因。（）A.能，調度順序為T1,T2,T3B.能，調度順序為T1,T3,T2C.否，T2和T3的執行時間超過其周期的一半D.否，系統總負載超過處理器處理能力10、在一個具有設備管理功能的操作系統中，設備分配采用靜態分配方式。有三個進程P1、P2、P3，分別需要使用打印機、掃描儀和繪圖儀。系統中有一臺打印機、一臺掃描儀和一臺繪圖儀。當P1申請打印機、P2申請掃描儀、P3申請繪圖儀時，系統能否滿足這些請求？（）A.可以滿足，因為每個進程申請的設備不同B.不能滿足，因為設備分配是靜態的，可能已經被其他進程占用C.可以滿足，但需要等待一段時間，進行設備的分配和初始化D.不確定，取決于設備的當前狀態和系統的配置11、操作系統的安全機制可以保護系統的資源和數據不被非法訪問和破壞。以下關于操作系統安全機制的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.操作系統可以采用用戶認證和授權機制來控制用戶對系統資源的訪問B.操作系統可以采用加密技術來保護文件和數據的安全C.操作系統可以采用訪問控制列表（ACL）來實現對文件和目錄的訪問控制D.操作系統的安全機制只需要在軟件層面實現，不需要考慮硬件設備的安全性12、在一個操作系統中，進程的狀態轉換是由各種事件引起的。假設進程當前處于就緒狀態，以下哪種事件會導致進程進入阻塞狀態？（）A.分配到CPU時間片B.等待的I/O操作完成C.等待獲取一個資源，而該資源當前不可用D.時間片用完13、文件系統是操作系統中用于管理文件的重要組成部分。假設有一個文件系統，采用多級目錄結構，文件的物理存儲采用連續分配方式。當用戶創建一個新文件時，以下關于文件分配和管理的描述，正確的是：（）A.系統會在磁盤上找到連續的空閑空間來存儲新文件的數據B.新文件的目錄項會立即被添加到父目錄中，無論文件數據是否完全存儲C.由于采用連續分配，文件的擴展可能會導致大量的數據移動D.文件的刪除會立即釋放其占用的所有磁盤空間，包括可能存在的碎片14、在一個分時操作系統中，多個用戶通過終端同時與系統交互。假設系統的時間片大小為20毫秒，用戶進程A在一個時間片內完成了一部分計算任務，還需要繼續執行。以下關于分時操作系統和進程調度的描述中，正確的是：（）A.在下一個時間片，操作系統一定會調度進程A繼續執行B.由于時間片較短，用戶會感覺到系統的響應非常迅速，好像每個用戶都在獨占系統C.如果在進程A等待調度的過程中有更高優先級的進程進入就緒狀態，進程A可能會被延遲調度D.時間片的大小對系統的吞吐量沒有影響，只影響用戶的響應時間15、在操作系統的虛擬內存管理中，頁面置換算法的選擇會影響系統的性能。假設系統采用最近最少使用（LRU）頁面置換算法。當內存已滿且需要置換頁面時，以下關于頁面選擇的描述，正確的是：（）A.會選擇最長時間未被訪問的頁面進行置換B.隨機選擇一個頁面進行置換C.選擇剛剛被訪問過的頁面進行置換D.選擇最先進入內存的頁面進行置換16、在操作系統的文件系統中，文件控制塊（FCB）是用于存放文件相關信息的數據結構。FCB通常包含文件的基本信息、文件的位置信息和文件的訪問控制信息等。假設一個文件系統的FCB大小為64字節，磁盤塊大小為1KB，其中4字節用于磁盤塊指針。若采用直接索引方式，每個磁盤塊可存放16個FCB，則一個文件最多可以有多少個磁盤塊（）A.16B.256C.4096D.6553617、操作系統中的作業管理負責對用戶提交的作業進行組織、調度和控制。作業通常由程序、數據和作業控制說明書組成。作業調度算法的性能直接影響系統的效率和用戶的滿意度。假設有三個作業J1、J2和J3，它們的提交時間分別為8:00、8:30和9:00，運行時間分別為2小時、1小時和0.5小時。若采用短作業優先（SJF）調度算法，且系統在10:00開始調度作業，那么平均等待時間為（）A.0.5小時B.1小時C.1.5小時D.2小時18、操作系統的死鎖檢測和恢復是解決死鎖問題的重要手段。以下關于死鎖檢測和恢復的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.死鎖檢測可以通過資源分配圖或矩陣等方法來實現B.死鎖恢復可以通過剝奪資源、終止進程等方式來解決死鎖問題C.死鎖檢測和恢復可以在系統運行過程中自動進行，不需要人工干預D.死鎖檢測和恢復可能會導致系統性能下降，因為需要占用一定的系統資源19、在一個單CPU的操作系統中，有四個進程P1、P2、P3和P4，它們的到達時間、運行時間和優先級如下表所示。進程到達時間運行時間（ms）優先級P1053P2142P3261P4334假設系統采用搶占式優先級調度算法，當時間片為2ms時，進程的平均周轉時間是多少？（給出詳細的計算過程）（）A.12.5msB.13.5msC.14.5msD.15.5ms20、在一個操作系統中，進程的創建和銷毀是常見的操作。假設一個應用程序需要頻繁創建和銷毀大量的短生命周期進程，分析這種操作對系統性能的影響，包括內存分配、資源消耗和上下文切換等，并討論如何通過進程池、線程池等技術來優化這種情況，以及這些技術的適用場景和限制。A.頻繁創建和銷毀進程總是有害的B.頻繁創建和銷毀進程在某些情況下無害C.可以通過進程池或線程池完全解決性能問題D.進程池和線程池有適用場景和限制21、在操作系統中，虛擬內存技術被廣泛應用。假設系統的物理內存為4GB，采用分頁存儲管理，頁面大小為4KB。進程的虛擬地址空間為8GB。當進程訪問一個虛擬地址時，操作系統需要進行地址轉換。以下關于虛擬內存和地址轉換的描述中，正確的是：（）A.虛擬內存技術使得進程可以使用比物理內存更大的地址空間，但可能會導致內存碎片的產生B.地址轉換過程中，操作系統通過頁表將虛擬地址直接映射為物理地址，無需其他操作C.虛擬內存技術總是能夠提高系統的內存利用率，無論進程的實際內存需求如何D.當進程訪問的虛擬地址對應的頁面不在物理內存中時，操作系統會立即將整個進程換出到外存22、在一個具有多個緩沖區的I/O系統中，假定從磁盤把一塊數據輸入到緩沖區的時間為T1，把緩沖區中的數據傳送到用戶區的時間為T2，CPU對這一塊數據進行處理的時間為T3。若采用單緩沖技術，系統處理一塊數據的總時間是多少？若采用雙緩沖技術呢？（請分別給出計算過程）（）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)23、在一個具有快表的分頁存儲管理系統中，快表的命中率為80%，訪問快表的時間為10ns，訪問主存的時間為100ns。若要訪問的頁面在快表中，那么一次有效地址轉換所需的平均時間是多少？若頁面不在快表中呢？（）A.20ns，110nsB.18ns，110nsC.20ns，120nsD.18ns，120ns24、在一個支持多線程的操作系統中，線程的同步和互斥是常見的操作。假設有兩個線程T1和T2共享一個全局變量count，初始值為0。T1負責對count進行加1操作，T2負責對count進行減1操作。為了保證操作的正確性，需要使用鎖機制。以下關于鎖使用的描述，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需要獲取鎖進行加1操作，T2不需要獲取鎖進行減1操作C.鎖的獲取和釋放操作會導致線程的切換，從而降低系統性能D.可以使用多個鎖來分別保護count的加操作和減操作，提高并發度25、在一個操作系統中，有一個進程正在進行大量的文件讀寫操作。為了提高文件系統的性能，操作系統采用了緩存機制，將經常訪問的文件數據緩存在內存中。以下關于文件緩存的描述，哪一項是正確的？（）A.文件緩存可以減少磁盤I/O操作的次數，提高文件訪問的速度，但會占用大量的內存B.文件緩存中的數據會自動與磁盤中的文件保持同步，無需額外的操作C.當內存不足時，文件緩存中的數據會被立即清除，以釋放內存給其他進程使用D.文件緩存只對順序讀取文件有效，對隨機讀取文件沒有幫助26、在一個多任務操作系統中，多個進程同時競爭CPU資源。假設系統采用時間片輪轉調度算法，每個進程被分配相同長度的時間片。當一個進程在其時間片內未完成任務時，會被掛起并放入就緒隊列等待下一輪調度。現在有三個進程P1、P2和P3，它們的運行時間分別為20毫秒、10毫秒和30毫秒。如果系統的時間片長度為10毫秒，那么這三個進程的平均周轉時間（從進程開始到完成的時間）大約是多少？需要考慮進程的切換時間和等待時間，并分析這種調度算法在不同場景下的優缺點。A.20毫秒B.23.33毫秒C.26.67毫秒D.30毫秒27、在一個操作系統中，內核負責管理系統的核心資源和提供基本的服務。假設有兩種內核結構：微內核和宏內核。微內核將系統的核心功能放在內核空間，而將大部分服務放在用戶空間；宏內核則將更多的功能集成在內核空間。分析微內核和宏內核結構在系統性能、可擴展性、安全性和開發難度等方面的優缺點，并討論在不同應用場景下哪種內核結構更合適。A.微內核結構更優B.宏內核結構更優C.兩種結構各有優劣，取決于具體情況D.無法確定哪種結構更好28、在操作系統中，線程是比進程更小的執行單位。以下關于線程的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.線程是進程中的一個執行路徑，共享進程的地址空間和資源B.線程的創建和銷毀比進程更快，因為線程不需要分配獨立的內存空間C.多線程可以提高程序的并發性，但也會增加程序的復雜性和調試難度D.線程之間的通信可以通過共享內存和消息傳遞兩種方式進行，其中共享內存方式效率更高，但也更容易出現數據競爭問題29、在操作系統中，虛擬存儲技術可以擴大程序的可用內存空間。以下關于虛擬存儲的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.虛擬存儲技術將硬盤空間作為內存的擴展，當內存不足時，將部分頁面換出到硬盤上B.虛擬存儲技術可以提高程序的并發度，因為多個程序可以共享硬盤空間作為虛擬內存C.虛擬存儲技術需要硬件支持，如MMU（內存管理單元）D.虛擬存儲技術可以完全替代物理內存，使得程序可以在沒有物理內存的情況下運行30、在操作系統的設備驅動程序中，負責與硬件設備進行通信和控制。假設一個設備驅動程序需要處理設備的中斷請求。以下關于中斷處理的描述，正確的是：（）A.設備中斷發生時，操作系統會立即暫停當前正在執行的進程，轉去處理中斷B.中斷處理程序的執行時間應該盡量短，以免影響系統的實時性C.設備驅動程序在處理中斷時，可以阻塞其他設備的中斷請求D.中斷處理完成后，操作系統會自動選擇一個高優先級的進程進行調度執行二、論述題（本大題共