學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁宜賓學院

《操作系統》2021-2022學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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、在一個具有虛擬內存的操作系統中，系統采用請求調頁的方式將頁面調入內存。當一個進程訪問一個不在內存中的頁面時，會產生缺頁中斷。假設頁面置換算法為最近最久未使用（LRU）算法，系統為該進程分配了4個頁框。進程的頁面訪問序列為1、2、3、4、1、2、5、1、2、3、4、5，初始時4個頁框均為空。那么，在這個過程中發生的缺頁次數是多少？（）A.7次B.8次C.9次D.10次2、在一個采用多級反饋隊列調度算法的操作系統中，設置了三個就緒隊列，優先級從高到低依次為Q1、Q2、Q3，時間片大小分別為2ms、4ms、8ms。進程P首先進入Q1隊列，在Q1中運行1ms后未完成，被放入Q2隊列；在Q2中運行3ms后未完成，被放入Q3隊列。那么，進程P在Q3隊列中的時間片大小是多少？（）A.2msB.4msC.8msD.不確定，取決于系統設置3、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4、操作系統的虛擬內存管理可以提高系統的內存利用率和程序的并發度。以下關于虛擬內存管理的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.虛擬內存管理可以將程序的一部分頁面換出到硬盤上，當需要時再換入內存B.虛擬內存管理可以采用分頁式、分段式或段頁式等存儲管理方式C.虛擬內存管理需要硬件支持，如MMU（內存管理單元）和TLB（轉換后備緩沖器）D.虛擬內存管理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5、在一個多道程序設計的操作系統中，有三個進程P1、P2、P3，它們的到達時間、服務時間分別為（0，8）、（1，4）、（2，9）（單位：毫秒）。采用短作業優先（SJF）調度算法，不考慮進程切換的時間開銷。那么，進程P1的平均周轉時間是多少？（）A.8毫秒B.9毫秒C.10毫秒D.11毫秒6、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.15.5ms7、某計算機系統采用固定分區存儲管理方式，將內存分為4個分區，大小分別為200KB、400KB、600KB和800KB。現有4個進程P1、P2、P3和P4，它們所需的內存空間分別為350KB、200KB、500KB和450KB。請問采用首次適應算法，這些進程能否全部裝入內存？如果能，給出裝入的分區情況；如果不能，說明原因。（）A.能，P1裝入第3分區，P2裝入第1分區，P3裝入第4分區，P4裝入第2分區B.能，P1裝入第4分區，P2裝入第1分區，P3裝入第3分區，P4裝入第2分區C.否，沒有足夠大的連續分區滿足P3的需求D.否，沒有足夠大的連續分區滿足P4的需求8、在一個實時系統中，有兩個周期性任務T1和T2，T1的周期為20ms，執行時間為10ms；T2的周期為50ms，執行時間為20ms。采用最早截止時間優先（EDF）調度算法，在0時刻兩個任務同時到達，請問哪個任務會先執行？（）A.T1B.T2C.不確定D.同時執行9、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10、操作系統的中斷機制是實現多任務和設備管理的關鍵。以下關于中斷的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.中斷是指CPU在執行程序的過程中，由于外部事件的發生而暫停當前程序的執行，轉而去處理外部事件B.中斷可以分為硬件中斷和軟件中斷，硬件中斷是由外部設備產生的，軟件中斷是由程序中的指令產生的C.中斷處理程序負責處理中斷事件，通常會保存當前程序的狀態，然后執行相應的處理操作D.中斷可以被屏蔽，即CPU可以忽略某些中斷請求，繼續執行當前程序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、在一個具有虛擬存儲管理的操作系統中，進程的邏輯地址空間被劃分為若干頁面，物理內存被劃分為相同大小的頁框。當進程執行時，如果所需頁面不在物理內存中，就會產生缺頁中斷。假設一個進程正在執行，其頁面訪問序列為1、2、3、4、1、2、5、1、2、3、4、5，系統采用先進先出（FIFO）頁面置換算法，分配給該進程的物理內存頁框數量為3。那么，在此過程中發生的缺頁次數是多少？（）A.7次B.8次C.9次D.10次13、在一個具有快表的分頁系統中，假定頁表存放在內存中，內存訪問時間為100ns，快表的查找時間為20ns。若一次內存訪問需要查找頁表，而快表命中的概率為80%。則有效訪問時間是多少？（）A.100nsB.116nsC.120nsD.140ns14、在操作系統的磁盤管理中，磁盤調度算法的選擇對于磁盤的I/O性能有著重要的影響。除了前面提到的幾種常見算法，還有電梯調度算法。電梯調度算法類似于電梯的工作原理，總是沿著一個方向移動，直到該方向上沒有請求為止，然后改變方向。假設磁盤請求隊列的順序為82、170、43、140、24、16、190，磁頭當前位于50號磁道，初始移動方向為磁道號增加的方向。那么，采用電梯調度算法時，磁頭移動的總磁道數為（）A.382B.418C.450D.51215、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，每個任務的執行時間分別為20ms、30ms和40ms。采用速率單調調度算法（RMS），請問這三個任務能否在各自的周期內完成執行？（給出詳細的計算和分析過程）（）A.能B.不能C.不確定D.以上都不對二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）解釋操作系統中的線程同步原語。2、（本題5分）解釋操作系統中的內存分配的首次適應算法。3、（本題5分）什么是系統自舉？4、（本題5分）簡述最佳置換算法的思想和缺陷。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）論述操作系統中的文件共享與文件保護機制，研究如何實現多個用戶對同一文件的并發訪問，以及如何防止未經授權的用戶對文件進行修改或刪除。分析文件訪問權限的設置和管理方法。2、（本題5分）詳細探討操作系統中的文件系統的掛載和卸載過程，分析文件系統類型的識別、掛載點的選擇和資源的關聯，以及卸載時的數據一致性處理。3、（本題5分）操作系統的安全審計機制用于跟蹤和記錄系統中的活動。請詳細闡述安全審計的目的、內容和實現方式，分析如何利用審計信息發現潛在的安全威脅和違規行為，以及如何保障審計數據的完整性和保密性。4、（本題5分）在多線程編程環境下，操作系統需要提供有效的線程同步和通信機制。請深入探討多線程環境下的同步問題，如競態條件、數據不一致等，分析常用的線程同步工具，如互斥鎖、條件變量、讀寫鎖等的使用方法和適用場景，以及如何避免多線程編程中的常見錯誤。5、（本題5分）操作系統的安全隔離機制用于保護不同的進程和用戶空間。請詳細闡述安全隔離的技術和方法，如內存隔離、進程隔