玉林師范學(xué)院《操作系統(tǒng)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷_第1頁
玉林師范學(xué)院《操作系統(tǒng)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷_第2頁
玉林師范學(xué)院《操作系統(tǒng)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷_第3頁
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站名:站名:年級專業(yè):姓名:學(xué)號:凡年級專業(yè)、姓名、學(xué)號錯寫、漏寫或字跡不清者,成績按零分記。…………密………………封………………線…………第1頁,共1頁玉林師范學(xué)院《操作系統(tǒng)》

2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題(本大題共20個小題,每小題2分,共40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、在一個采用多級反饋隊列調(diào)度算法的操作系統(tǒng)中,設(shè)置了三個就緒隊列,優(yōu)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(tǒng)設(shè)置2、在一個采用分頁存儲管理的操作系統(tǒng)中,系統(tǒng)的邏輯地址空間被劃分為若干固定大小的頁,物理內(nèi)存也被劃分為相同大小的頁框。假設(shè)頁面大小為4KB,某進程的邏輯地址為0x12345678,該地址對應(yīng)的頁號和頁內(nèi)偏移量分別是多少?同時,若系統(tǒng)的物理內(nèi)存有16GB,頁框大小與頁面大小相同,那么物理地址空間的頁表項數(shù)量最多是多少?()A.頁號為0x0324,頁內(nèi)偏移量為0x1678;頁表項數(shù)量最多為2^28個B.頁號為0x1234,頁內(nèi)偏移量為0x5678;頁表項數(shù)量最多為2^30個C.頁號為0x5678,頁內(nèi)偏移量為0x1234;頁表項數(shù)量最多為2^34個D.頁號為0x3456,頁內(nèi)偏移量為0x7812;頁表項數(shù)量最多為2^32個3、某計算機系統(tǒng)中,有一個磁盤,其每個盤面有200個磁道,每個磁道有10個扇區(qū),磁盤轉(zhuǎn)速為6000轉(zhuǎn)/分鐘。若要讀取一個位于第50個磁道、第8個扇區(qū)的數(shù)據(jù),至少需要多少時間?(假設(shè)尋道時間為10ms,給出詳細的計算過程)()A.21.67msB.23.33msC.25msD.26.67ms4、在操作系統(tǒng)中,虛擬內(nèi)存技術(shù)被廣泛應(yīng)用。假設(shè)系統(tǒng)的物理內(nèi)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(dāng)進程訪問一個虛擬地址時,操作系統(tǒng)需要進行地址轉(zhuǎn)換。以下關(guān)于虛擬內(nèi)存和地址轉(zhuǎn)換的描述中,正確的是:()A.虛擬內(nèi)存技術(shù)使得進程可以使用比物理內(nèi)存更大的地址空間,但可能會導(dǎo)致內(nèi)存碎片的產(chǎn)生B.地址轉(zhuǎn)換過程中,操作系統(tǒng)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(nèi)存技術(shù)總是能夠提高系統(tǒng)的內(nèi)存利用率,無論進程的實際內(nèi)存需求如何D.當(dāng)進程訪問的虛擬地址對應(yīng)的頁面不在物理內(nèi)存中時,操作系統(tǒng)會立即將整個進程換出到外存5、在一個單核CPU的操作系統(tǒng)中,同時有多個進程處于就緒狀態(tài)。假設(shè)系統(tǒng)采用先來先服務(wù)(FCFS)的調(diào)度算法,進程P1、P2、P3、P4、P5的到達時間和服務(wù)時間如下表所示:()進程到達時間服務(wù)時間P1010P228P346P464P582那么,平均等待時間和平均周轉(zhuǎn)時間分別是多少?A.平均等待時間為8,平均周轉(zhuǎn)時間為14B.平均等待時間為6,平均周轉(zhuǎn)時間為12C.平均等待時間為4,平均周轉(zhuǎn)時間為10D.平均等待時間為2,平均周轉(zhuǎn)時間為86、某磁盤的轉(zhuǎn)速為7200轉(zhuǎn)/分鐘,平均尋道時間為8ms,每個磁道包含1000個扇區(qū),傳輸速率為50MB/s。若要讀取一個50MB的文件,其平均訪問時間約為多少?(請給出詳細的計算過程)()A.18.4msB.20.4msC.22.4msD.24.4ms7、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(dāng)進程訪問邏輯地址為2000的內(nèi)存單元時,會發(fā)生什么情況?()A.正常訪問,對應(yīng)的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)段內(nèi)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(zhuǎn)換,將邏輯地址轉(zhuǎn)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8、在一個采用死鎖檢測算法的系統(tǒng)中,資源分配圖中包含了四個進程P1、P2、P3和P4,以及三類資源R1、R2和R3。資源分配情況如下表所示:進程已分配資源尚需資源R1R2R3R1R2R3P1201110P2110121P3121012P4010211請問該系統(tǒng)是否處于死鎖狀態(tài)?如果是,哪些進程處于死鎖中?(請給出詳細的分析過程)()A.是,P1、P2、P3B.是,P2、P3、P4C.否D.是,P1、P3、P49、某磁盤共有200個柱面,每個柱面有20個磁道,每個磁道有10個扇區(qū)。假定磁盤旋轉(zhuǎn)一圈的時間為20ms,磁頭在每個磁道上的平均移動時間為10ms。若要讀取一個位于第150柱面、第5磁道、第8扇區(qū)的數(shù)據(jù),至少需要多少時間?(請說明計算過程)()A.28msB.30msC.32msD.36ms10、某計算機采用虛擬存儲技術(shù),系統(tǒng)為用戶進程提供了4GB的虛擬地址空間,頁面大小為4KB。假設(shè)某進程的虛擬頁面訪問序列為1,2,3,4,1,2,5,1,2,3,4,5。若采用最佳頁面置換算法(OPT),則發(fā)生缺頁中斷的次數(shù)是多少?(請詳細分析計算過程)()A.7B.8C.9D.1011、在一個具有設(shè)備管理功能的操作系統(tǒng)中,有多種設(shè)備類型,如磁盤、打印機、鍵盤等。假設(shè)系統(tǒng)采用中斷驅(qū)動的I/O控制方式,當(dāng)一個設(shè)備完成I/O操作時,會向CPU發(fā)送中斷信號。現(xiàn)在有一個磁盤正在進行讀操作,當(dāng)讀操作完成后,中斷處理程序需要完成哪些工作?()A.保存當(dāng)前進程的現(xiàn)場,切換到中斷服務(wù)進程,處理中斷請求,恢復(fù)被中斷進程的現(xiàn)場B.直接將讀取的數(shù)據(jù)傳遞給請求進程,更新設(shè)備狀態(tài),然后繼續(xù)執(zhí)行被中斷的進程C.通知磁盤控制器停止操作,釋放相關(guān)資源,喚醒等待該I/O操作完成的進程D.檢查中斷原因,獲取讀取的數(shù)據(jù),進行錯誤處理,將控制權(quán)交回被中斷的進程12、在一個實時操作系統(tǒng)中,任務(wù)的調(diào)度不僅要考慮任務(wù)的優(yōu)先級,還要滿足任務(wù)的時間約束。假設(shè)有一個周期性任務(wù),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(diào)度算法(如單調(diào)速率調(diào)度、最早截止時間優(yōu)先等)下,如何保證該任務(wù)能夠按時完成,并討論這些調(diào)度算法在處理周期性任務(wù)時的優(yōu)缺點。A.單調(diào)速率調(diào)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(wù)的具體特點和系統(tǒng)負載13、設(shè)備管理中的設(shè)備獨立性是指程序與具體的設(shè)備無關(guān)。以下關(guān)于設(shè)備獨立性的描述中,哪個選項是錯誤的?()A.設(shè)備獨立性可以提高程序的可移植性和設(shè)備的利用率B.設(shè)備獨立性可以通過設(shè)備驅(qū)動程序和邏輯設(shè)備表來實現(xiàn)C.設(shè)備獨立性意味著程序可以不考慮設(shè)備的具體類型和特性,直接使用設(shè)備D.設(shè)備獨立性只對輸入設(shè)備有效,對輸出設(shè)備沒有作用14、在虛擬存儲系統(tǒng)中,頁面置換算法的選擇對系統(tǒng)性能有很大影響。除了前面提到的最近最久未使用(LRU)算法,還有先進先出(FIFO)算法和時鐘(Clock)算法等。假設(shè)系統(tǒng)為進程分配了三個物理頁面,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。若采用先進先出(FIFO)頁面置換算法,則發(fā)生的缺頁次數(shù)為()A.9次B.10次C.11次D.12次15、在一個具有實時時鐘的操作系統(tǒng)中,時鐘中斷是系統(tǒng)進行時間管理和任務(wù)調(diào)度的重要依據(jù)。假設(shè)系統(tǒng)的時鐘中斷頻率為100Hz,分析時鐘中斷對系統(tǒng)性能的影響,包括中斷處理的開銷和對任務(wù)執(zhí)行的干擾等,并討論如何合理設(shè)置時鐘中斷頻率以平衡系統(tǒng)的時間精度和性能,以及在不同應(yīng)用場景下的最佳實踐。A.時鐘中斷頻率越高越好B.時鐘中斷頻率越低越好C.存在一個最優(yōu)的時鐘中斷頻率D.時鐘中斷頻率的影響不大16、在操作系統(tǒng)中,死鎖是一種常見的問題。死鎖發(fā)生的必要條件包括互斥條件、請求和保持條件、不可剝奪條件以及循環(huán)等待條件。假設(shè)系統(tǒng)中有三個進程P1、P2和P3,它們分別申請了資源R1、R2和R3。現(xiàn)在P1持有R1并申請R2,P2持有R2并申請R3,P3持有R3并申請R1。此時,系統(tǒng)可能會陷入死鎖狀態(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.剝奪某些進程的資源17、在一個多線程操作系統(tǒng)中,一個進程可以包含多個線程。假設(shè)一個進程P有兩個線程T1和T2,它們共享進程的資源,如內(nèi)存、文件描述符等。現(xiàn)在線程T1正在進行一個耗時的計算操作,而線程T2需要訪問線程T1正在使用的資源。分析在這種情況下,可能出現(xiàn)的線程同步問題,如競爭條件和死鎖,并討論如何使用互斥鎖、條件變量等同步機制來解決這些問題,以及這些同步機制對線程執(zhí)行效率的影響。A.同步機制總是提高效率B.同步機制總是降低效率C.同步機制在某些情況下提高,某些情況下降低D.取決于線程的操作和資源的使用情況18、在一個具有虛擬存儲管理的操作系統(tǒng)中,進程的邏輯地址空間被劃分為若干頁面,物理內(nèi)存被劃分為相同大小的頁框。當(dāng)進程執(zhí)行時,如果所需頁面不在物理內(nèi)存中,就會產(chǎn)生缺頁中斷。假設(shè)一個進程正在執(zhí)行,其頁面訪問序列為1、2、3、4、1、2、5、1、2、3、4、5,系統(tǒng)采用先進先出(FIFO)頁面置換算法,分配給該進程的物理內(nèi)存頁框數(shù)量為3。那么,在此過程中發(fā)生的缺頁次數(shù)是多少?()A.7次B.8次C.9次D.10次19、在一個多道程序設(shè)計系統(tǒng)中,多個進程并發(fā)執(zhí)行。假設(shè)有進程P1、P2和P3,它們的到達時間分別為0、1和2毫秒,服務(wù)時間分別為8、4和6毫秒。若采用短作業(yè)優(yōu)先(SJF)調(diào)度算法,那么平均周轉(zhuǎn)時間是多少?()A.7毫秒B.8毫秒C.9毫秒D.10毫秒20、在一個實時系統(tǒng)中,有兩個周期性任務(wù)T1和T2,T1的周期為20ms,執(zhí)行時間為10ms;T2的周期為50ms,執(zhí)行時間為20ms。采用最早截止時間優(yōu)先(EDF)調(diào)度算法,在0時刻兩個任務(wù)同時到達,請問哪個任務(wù)會先執(zhí)行?()A.T1B.T2C.不確定D.同時執(zhí)行二、簡答題(本大題共3個小題,共15分)1、(本題5分)解釋操作系統(tǒng)中的內(nèi)存泄漏檢測方法。2、(本題5分)什么是操作系統(tǒng)的安全策略更新和演進?3、(本題5分)操作系統(tǒng)如何管理外存中的文件?三、綜合分析題(本大題共5個小題,共25分)1、(本題5分)探討操作系統(tǒng)中的進程調(diào)度的優(yōu)先級反轉(zhuǎn)避免技術(shù)。2、(本題5分)研究操作系統(tǒng)如何支持不同類型的文件系統(tǒng)加密的密鑰分發(fā)和管理。3、(本題5分)研究操作系統(tǒng)的日志系統(tǒng),包括日志的記錄、存儲和分析。4、(本題5分)研究操作系統(tǒng)中的資源分配公平性和效率問題。5、

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