裝訂線裝訂線PAGE2第1頁，共3頁華南理工大學《計算機組成與體系結構》

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、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.15.5ms2、在一個采用虛擬存儲技術的系統中，某進程的工作集為當前時刻t之前的10毫秒內訪問過的頁面集合。若頁面訪問序列為1,2,3,1,4,5,2,1,6,3，頁面置換算法為工作集算法，工作集窗口大小為5毫秒，請問在t=10毫秒時，進程的工作集中包含哪些頁面？（）A.1,2,3,4,5B.1,2,3,4,6C.2,3,4,5,6D.3,4,5,6,13、在一個實時操作系統中，有多個任務具有不同的截止時間和優先級。任務T1的截止時間為100毫秒，優先級為高；任務T2的截止時間為200毫秒，優先級為中；任務T3的截止時間為300毫秒，優先級為低。假設系統當前處于空閑狀態，然后這三個任務依次到達。如果系統采用基于優先級的搶占式調度算法，那么任務的執行順序是怎樣的？同時分析這種調度算法在滿足實時任務截止時間方面的可靠性和可能存在的問題。A.T1->T2->T3B.T1->T3->T2C.T2->T1->T3D.T3->T2->T14、某操作系統支持多種文件系統，包括FAT32、NTFS和EXT4等。現在有一個文件需要在不同的文件系統之間進行復制，假設文件大小為10GB，源文件系統為FAT32，目標文件系統為NTFS。在復制過程中，需要考慮文件系統的特性，如最大文件大小限制、簇大小、文件屬性支持等。以下關于這個文件復制過程的描述，哪一項是正確的？（）A.由于FAT32的最大文件大小限制為4GB，所以無法直接復制這個10GB的文件B.文件復制時，簇大小的差異不會影響文件的內容和存儲效率C.NTFS支持更多的文件屬性，復制過程中源文件系統中不支持的屬性會被自動丟棄D.復制過程中，文件系統會自動調整文件的存儲結構以適應目標文件系統的要求，無需用戶干預5、在一個具有進程優先級調度的操作系統中，進程的優先級分為高、中、低三個級別。高優先級進程可以搶占中、低優先級進程的CPU資源，中優先級進程可以搶占低優先級進程的CPU資源。當前有三個進程P1（高優先級）、P2（中優先級）、P3（低優先級），P3正在運行，P1和P2處于就緒狀態。此時，P1變為就緒狀態，系統會如何調度？（）A.立即暫停P3，運行P1B.等待P3運行完當前時間片，再運行P1C.讓P1等待，直到P3主動放棄CPUD.不確定，取決于系統的具體實現6、在操作系統中，進程通信是進程之間交換信息的重要手段。常見的進程通信方式有共享存儲、消息傳遞和管道通信等。共享存儲方式通過在內存中開辟共享存儲區來實現進程間的通信；消息傳遞方式則通過發送和接收消息來完成；管道通信是一種半雙工的通信方式。現在有兩個進程需要頻繁地交換大量數據，為了提高通信效率，最適合采用的通信方式是（）A.共享存儲B.消息傳遞C.管道通信D.以上方式均可7、某文件系統采用樹形目錄結構，假設用戶要訪問文件/user/data/file.txt，且當前工作目錄為/home，則該文件的相對路徑和絕對路徑分別是什么？（）A.../user/data/file.txt和/user/data/file.txtB.user/data/file.txt和/user/data/file.txtC.../../user/data/file.txt和/user/data/file.txtD.../../../user/data/file.txt和/user/data/file.txt8、在操作系統的內核中，進程管理模塊負責進程的創建、調度和終止等操作。假設一個進程由于等待資源而進入阻塞狀態。以下關于阻塞進程狀態轉換的描述，正確的是：（）A.當所需資源可用時，阻塞進程會直接轉換為運行狀態B.阻塞進程首先轉換為就緒狀態，然后等待調度程序分配CPUC.阻塞進程會一直保持阻塞狀態，直到系統強制終止D.阻塞進程在等待一段時間后會自動轉換為就緒狀態9、在一個操作系統中，系統調用是用戶程序與操作系統內核之間的接口。假設用戶程序需要讀取一個文件的內容，通過系統調用實現這個功能。以下關于系統調用的執行過程的描述，哪一項是正確的？（）A.用戶程序通過陷入指令（trap）進入內核態，內核執行相應的系統調用服務例程，完成文件讀取操作后返回用戶態B.用戶程序直接在用戶態執行系統調用，操作系統內核監測到后進行相應的處理C.用戶程序將系統調用請求發送到消息隊列，內核從隊列中獲取請求并執行D.用戶程序通過中斷信號通知內核執行系統調用，內核暫停當前任務進行處理10、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11、操作系統的內核是系統的核心部分，負責管理系統的資源和提供基本的服務。以下關于內核的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.內核可以分為微內核和宏內核兩種類型，微內核結構更加靈活，但性能較低B.內核的主要功能包括進程管理、內存管理、文件系統管理和設備管理等C.內核可以直接訪問硬件資源，但需要通過驅動程序來實現對設備的控制D.內核是操作系統中唯一運行在特權模式下的部分，其他部分都運行在用戶模式下12、假設有一個文件系統，采用混合索引分配方式，其直接索引指針指向10個磁盤塊，一級間接索引指針指向一個包含256個磁盤塊地址的索引表，二級間接索引指針指向一個包含256個一級間接索引表地址的索引表。每個磁盤塊大小為4KB，請問該文件系統能夠支持的最大文件大小是多少？（）A.10MB+1GB+256GBB.40KB+1MB+256MBC.40KB+1MB+64GBD.10MB+256MB+64GB13、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14、在一個具有虛擬存儲功能的操作系統中，某進程的部分頁面被換出到外存。當該進程再次訪問這些被換出的頁面時，會產生缺頁中斷。以下關于缺頁中斷處理的說法，正確的是：（）A.操作系統會立即將所需頁面從外存調入內存，然后恢復進程的執行B.缺頁中斷處理過程中，進程會被一直阻塞，直到頁面調入完成C.操作系統會先選擇一個合適的頁面進行置換，然后將所需頁面調入內存D.缺頁中斷的處理優先級低于其他硬件中斷，會在其他中斷處理完成后再進行15、文件系統的文件共享是指多個用戶可以同時訪問同一個文件。以下關于文件共享的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.文件共享可以提高文件的利用率和系統的效率B.文件共享可以通過硬鏈接和軟鏈接兩種方式實現C.文件共享需要解決文件的同步和一致性問題D.文件共享只對文本文件有效，對二進制文件沒有作用16、有一個文件系統，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+512×512×512×51217、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18、某計算機系統中，有一臺打印機被多個進程競爭使用。為了保證打印結果的正確，系統應采用何種技術？（）A.進程互斥B.進程同步C.進程通信D.死鎖避免19、在操作系統的進程通信中，共享內存是一種高效的方式。假設有兩個進程P1和P2通過共享內存進行通信，以下關于共享內存通信的描述中，正確的是：（）A.共享內存區域的大小是固定的，不能動態調整B.進程P1和P2對共享內存的訪問是互斥的，避免了數據沖突C.共享內存通信需要操作系統提供額外的同步機制來保證數據的一致性D.共享內存通信只適用于同一臺計算機上的進程，不能用于不同計算機之間的進程通信20、文件系統的目錄結構對于文件的組織和管理非常重要。以下關于目錄結構的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.單級目錄結構只有一個目錄，所有文件都放在這個目錄中B.兩級目錄結構將文件分為用戶文件和系統文件，分別放在不同的目錄中C.樹形目錄結構可以將文件組織成層次結構，方便管理和查找D.無環圖目錄結構可以允許文件有多個父目錄，增加了文件的靈活性21、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22、在一個操作系統中，文件的訪問控制列表（ACL）可以提供更精細的訪問權限控制。假設一個文件有多個用戶和組的訪問權限設置，分析ACL的工作原理和實現方式，包括權限的定義、繼承和沖突解決等，并討論與傳統的用戶/組權限模式相比，ACL在靈活性和管理復雜性方面的特點。A.ACL更靈活但更復雜B.ACL不如傳統模式靈活但更簡單C.ACL和傳統模式在靈活性和復雜性上相當D.取決于文件系統的類型和應用需求23、在一個具有內存壓縮功能的操作系統中，當內存不足時，系統會對部分內存頁面進行壓縮以節省空間。分析內存壓縮的原理和實現方式，包括壓縮算法的選擇、壓縮和解壓縮的開銷等，并討論內存壓縮在提高內存利用率和系統性能方面的效果，以及在什么情況下內存壓縮可能不適用。A.內存壓縮總是提高性能和利用率B.內存壓縮總是降低性能和利用率C.內存壓縮在某些情況下提高，某些情況下降低D.取決于系統的內存壓力和應用程序的特點24、在操作系統的存儲管理中，段頁式存儲管理結合了段式和頁式存儲管理的優點。假設一個程序被分為多個段，每個段又被分為多個頁。以下關于段頁式存儲管理的地址轉換過程的描述，正確的是：（）A.首先進行段的地址轉換，然后進行頁的地址轉換B.先進行頁的地址轉換，再進行段的地址轉換C.段和頁的地址轉換同時進行，以提高效率D.地址轉換過程只需要進行一次，無需區分段和頁25、在虛擬存儲系統中，頁面置換算法的性能對系統的整體性能有很大影響。假設系統采用先進先出（FIFO）頁面置換算法。以下關于FIFO算法的特點的描述，正確的是：（）A.FIFO算法可能會把經常使用的頁面置換出去，導致缺頁率增加B.FIFO算法總是選擇在內存中駐留時間最長的頁面進行置換C.FIFO算法實現簡單，但性能不如其他復雜的頁面置換算法D.FIFO算法不會產生Belady異常現象26、在一個文件系統中，文件控制塊（FCB）包含了文件的各種屬性信息，如文件名、文件大小、文件創建時間等。假設一個文件系統中有1000個文件，每個文件的FCB占用128字節，磁盤塊大小為1024字節。那么，存儲這些文件的FCB至少需要多少個磁盤塊？（）A.125B.128C.256D.51227、在一個分布式操作系統中，多個計算機通過網絡連接在一起，共同完成一個任務。假設一個計算任務可以被分解為多個子任務，并分配到不同的計算機上執行。在任務執行過程中，需要進行進程間的通信和同步。以下哪種方式最適合用于進程間的通信？（）A.共享內存B.消息傳遞C.信號量D.管道28、在一個文件系統中，文件的存儲方式采用鏈接分配。假設一個文件由5個盤塊組成，盤塊號依次為100、50、120、80、20。如果要刪除這個文件，需要進行哪些操作？（）A.直接刪除文件的目錄項B.依次釋放5個盤塊C.從后向前依次釋放盤塊，并修改前一個盤塊的指針D.從前向后依次釋放盤塊，并修改后一個盤塊的指針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、操作系統的進程通信機制可以實現不同進程之間的數據交換和同步。以下關于進程通信的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.進程通信可以分為共享內存、消息傳遞和管道等方式B.共享內存方式速度快，但需要解決同步和互斥問題C.消息傳遞方式比較靈活，但開銷較大D.管道是一種單向通信方式，只能用于父子進程之間的通信二、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）操作系統的電源管理對于移動設備和節能型計算機系統至關重要。請詳細論述操作系統在電源管理方面的策略和技術