自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁北京理工大學

《計算機原理與應用》2021-2022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批閱人一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25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、在一個操作系統中，文件系統負責管理存儲在磁盤上的文件和目錄。假設使用的是一種索引節點（inode）結構的文件系統，每個文件都有一個對應的inode，其中包含了文件的屬性信息和指向文件數據塊的指針。現在有一個大文件，其數據分布在多個不連續的磁盤塊上。當讀取這個文件時，文件系統需要通過inode中的指針來定位數據塊。分析這種文件系統在處理大文件時的性能特點，包括磁盤尋道時間、數據傳輸速度和文件訪問的效率，并探討如何優化文件系統以提高大文件的訪問性能。A.讀取大文件時性能較好，無需優化B.讀取大文件時性能較差，可采用連續分配方式優化C.讀取大文件時性能較差，可采用更大的磁盤緩存優化D.讀取大文件時性能較差，可采用更高效的磁盤調度算法優化2、在一個操作系統中，虛擬內存技術使得進程可以使用比實際物理內存更大的地址空間。假設系統的物理內存為4GB，采用分頁式存儲管理，頁面大小為4KB，進程的虛擬地址空間為8GB。現在進程需要訪問一個虛擬地址，系統通過頁表進行地址轉換。分析在這種情況下，頁表的結構和大小，以及如何通過頁表項中的標志位（如有效位、修改位等）來管理頁面的狀態，并討論虛擬內存技術對系統性能和內存使用效率的影響。A.虛擬內存技術提高了性能和效率B.虛擬內存技術降低了性能和效率C.虛擬內存技術在某些情況下提高，某些情況下降低D.取決于系統的負載和應用程序的特點3、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4、在一個請求分頁存儲管理系統中，若系統分配給某進程的物理塊數為3，開始時進程的頁面訪問序列為7，0，1，2，0，3，0，4，2，3，0，3，2，1，2，0，1，7，0，1。采用最近最久未使用（LRU）頁面置換算法，當進程訪問頁面4時產生缺頁中斷，此時應淘汰的頁面是哪個？（）A.7B.0C.1D.25、在一個采用動態分區存儲管理的系統中，初始時內存為空。現有作業J1、J2、J3、J4、J5依次請求裝入內存，它們所需的內存空間大小分別為200KB、150KB、100KB、50KB、250KB。若采用最佳適應算法分配內存，請問作業J5能否裝入內存？（）A.能B.不能C.不確定D.以上都不對6、在操作系統的文件保護機制中，訪問控制列表（ACL）和權限位是兩種常見的方法。假設一個文件的所有者具有讀、寫和執行權限，所屬組具有讀和執行權限，其他用戶只有讀權限。以下關于文件保護機制的描述中，正確的是：（）A.當一個用戶試圖訪問該文件時，操作系統只根據用戶所屬的組來確定其權限B.如果一個不屬于文件所有者和所屬組的用戶想要修改該文件，將會被拒絕C.權限位的設置比訪問控制列表更靈活，可以為每個用戶單獨設置不同的權限D.訪問控制列表可以更精細地控制文件的訪問權限，但實現和管理相對復雜7、在一個文件系統中，文件的物理結構采用鏈接分配方式。每個磁盤塊大小為512字節，文件的起始地址為1000塊，文件長度為5000字節。請問該文件占用了多少個磁盤塊？（）A.10B.11C.12D.138、在一個操作系統中，進程的狀態轉換圖如下：就緒->運行，運行->就緒，運行->阻塞，阻塞->就緒。假設當前有三個進程P1、P2、P3處于就緒狀態，系統采用時間片輪轉調度算法，時間片大小為10ms。進程P1首先獲得CPU資源并開始運行，在運行5ms后，進程P1發生I/O操作進入阻塞狀態。此時，系統會如何調度？（）A.從就緒隊列中選擇P2進程運行B.等待P1的I/O操作完成，繼續運行P1C.重新選擇P1進程運行，直到時間片用完D.暫停系統運行，等待其他進程進入就緒狀態9、在一個操作系統中，內存管理不僅要考慮進程的內存分配，還要處理內存碎片問題。假設系統采用了首次適應、最佳適應和最壞適應等內存分配算法，分析這些算法在產生內存碎片的數量、內存利用率和分配速度等方面的特點，并討論如何通過算法的選擇和優化來減少內存碎片的產生，提高內存管理的效率。A.首次適應算法最優B.最佳適應算法最優C.最壞適應算法最優D.不同算法在不同情況下各有優劣10、某操作系統中，有三個并發進程P1、P2和P3，都需要使用同類資源R，每個進程需要的資源數分別為3、4和5。系統共有10個該類資源。若采用銀行家算法，當進程P1申請1個資源時，系統是否會為其分配資源？（請詳細分析）（）A.會B.不會C.不確定D.以上都不對11、在一個分布式操作系統中，多個計算機通過網絡連接協同工作。假設系統中的一個任務需要在多個節點上并行執行。以下關于分布式任務調度和資源分配的描述，正確的是：（）A.任務會被自動分配到負載最輕的節點上執行，以實現負載均衡B.每個節點獨立進行任務調度和資源分配，互不影響C.分布式操作系統中不存在資源競爭和死鎖問題，因為節點相互獨立D.任務在節點之間的遷移不會影響其執行進度和結果12、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13、在一個分時操作系統中，多個用戶通過終端同時訪問系統。系統為每個用戶分配了一定的時間片來執行任務。假設當前有三個用戶A、B、C，其任務的優先級依次降低。在某一時刻，用戶A的任務正在執行，時間片尚未用完，但此時有一個更高優先級的實時任務D進入系統。以下關于系統處理方式的描述，哪項是正確的？（）A.立即中斷用戶A的任務，執行任務D，完成后再回到用戶A的任務繼續執行剩余時間片B.等待用戶A的時間片用完，再執行任務DC.暫停用戶A的任務，將其放入就緒隊列末尾，執行任務D，完成后從就緒隊列頭部重新調度任務D.忽略任務D，繼續執行用戶A的任務直到時間片用完14、在一個多處理器操作系統中，進程可以在多個處理器上并行執行。假設系統中有四個處理器P1、P2、P3和P4，一個進程被分解為多個線程。以下關于線程分配和執行的描述，正確的是：（）A.操作系統會將線程平均分配到四個處理器上執行，以充分利用資源B.線程可以根據其優先級和處理器的負載情況動態分配到不同的處理器上C.同一個進程的線程一定會在同一個處理器上執行，以減少通信開銷D.處理器之間無法共享線程的上下文信息，每個處理器獨立執行線程15、在操作系統的進程調度中，常見的調度算法有先來先服務（FCFS）、短作業優先（SJF）、時間片輪轉（RR）和優先級調度等。假設系統中有四個進程P1、P2、P3和P4，它們的到達時間分別為0、1、2和3毫秒，運行時間分別為8、4、9和5毫秒。若采用短作業優先調度算法，那么平均周轉時間為（）A.8毫秒B.9毫秒C.10毫秒D.11毫秒16、文件系統的性能優化是提高系統整體性能的重要方面。以下關于文件系統性能優化的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.文件系統可以采用緩存技術來提高文件的訪問速度B.文件系統可以采用預讀和延遲寫技術來減少磁盤I/O次數C.文件系統可以采用磁盤調度算法來優化磁盤的訪問順序D.文件系統的性能優化只需要考慮文件的讀取操作，不需要考慮文件的寫入操作17、在操作系統中，死鎖是一種嚴重的問題。以下關于死鎖的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.死鎖是指多個進程因為競爭資源而陷入無限等待的狀態B.產生死鎖的必要條件包括互斥條件、請求和保持條件、不剝奪條件和環路等待條件C.可以通過銀行家算法來避免死鎖的發生D.一旦發生死鎖，系統就無法正常運行，必須重新啟動計算機才能解決18、在操作系統中，死鎖的檢測和恢復是處理死鎖問題的重要手段。死鎖檢測可以通過資源分配圖或者矩陣的方法進行。假設系統中有四個資源類型R1、R2、R3和R4，三個進程P1、P2和P3。P1申請了R1和R2，P2申請了R2和R3，P3申請了R3和R4。現在通過資源分配圖進行死鎖檢測，那么該系統是否處于死鎖狀態（）A.是B.否C.無法確定D.以上都不對19、在一個文件系統中，文件的物理結構采用連續分配方式。已知一個文件的起始物理塊號為100，文件長度為50個物理塊。如果要在文件中間插入10個物理塊的內容，需要進行怎樣的操作？（）A.直接在文件中間插入新的物理塊，修改文件長度B.將文件后半部分內容向后移動10個物理塊的位置，然后插入新內容C.重新為文件分配連續的物理空間，將原內容和新內容一起寫入D.無法在連續分配方式下直接插入，只能采用其他分配方式20、在文件系統中，目錄的組織方式對文件的查找效率有很大影響。假設一個文件系統采用樹形目錄結構，以下關于樹形目錄結構的描述中，正確的是：（）A.樹形目錄結構可以方便地實現文件的共享，但會增加文件查找的時間復雜度B.在樹形目錄結構中，刪除一個目錄時，需要遞歸地刪除其所有子目錄和文件C.樹形目錄結構不允許文件或目錄重名，否則會導致系統混亂D.從根目錄到任何一個文件的路徑都是唯一的，這保證了文件的唯一性和可訪問性21、在一個操作系統中，虛擬文件系統（VFS）為不同類型的文件系統提供了統一的接口。假設系統同時支持EXT4、NTFS和FAT32等文件系統，分析VFS的層次結構和工作機制，包括文件操作的轉換和不同文件系統的適配，并討論VFS在支持多種文件系統和提高系統可擴展性方面的作用。A.VFS作用顯著，提高了可擴展性B.VFS作用有限，對可擴展性影響不大C.VFS增加了系統復雜性，得不償失D.取決于系統的應用場景和用戶需求22、在一個采用段頁式存儲管理的系統中，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.80023、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24、操作系統中的內存管理是一項關鍵任務，分頁存儲管理是一種常見的內存管理方式。在分頁存儲管理中，將用戶程序的地址空間分為若干個固定大小的頁面，同時將內存空間也分為相同大小的頁框。當程序運行時，通過頁表將頁面映射到頁框。現在考慮一個具有32位地址空間的系統，頁面大小為4KB，那么頁表項的長度至少為（）A.20位B.12位C.32位D.24位25、在一個多道批處理系統中，有三個作業J1、J2和J3，它們的提交時間、運行時間如下表所示：作業提交時間運行時間（小時）J18:003J29:002J310:001假設系統采用短作業優先（SJF）調度算法，計算三個作業的平均周轉時間。（給出詳細的計算過程）（）A