學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁宣化科技職業(yè)學(xué)院《操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)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、在操作系統(tǒng)的內(nèi)核結(jié)構(gòu)中，微內(nèi)核結(jié)構(gòu)和宏內(nèi)核結(jié)構(gòu)各有優(yōu)缺點。假設(shè)一個操作系統(tǒng)采用微內(nèi)核結(jié)構(gòu)，以下關(guān)于其特點的描述，正確的是：（）A.微內(nèi)核結(jié)構(gòu)將大部分系統(tǒng)服務(wù)功能放在內(nèi)核之外，內(nèi)核體積小，穩(wěn)定性高B.由于微內(nèi)核結(jié)構(gòu)的內(nèi)核功能較少，系統(tǒng)的性能通常比宏內(nèi)核結(jié)構(gòu)更高C.微內(nèi)核結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)服務(wù)之間通信效率高，因為它們都在內(nèi)核中直接交互D.微內(nèi)核結(jié)構(gòu)的可擴展性較差，難以添加新的系統(tǒng)服務(wù)2、在一個單核CPU的操作系統(tǒng)中，同時有多個進(jìn)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(jìn)程P1、P2、P3、P4、P5的到達(dá)時間和服務(wù)時間如下表所示：（）進(jìn)程到達(dá)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83、在操作系統(tǒng)的磁盤調(diào)度算法中，先來先服務(wù)（FCFS）、最短尋道時間優(yōu)先（SSTF）和掃描算法（SCAN）是常見的方法。假設(shè)磁盤請求隊列中的請求順序為55、58、39、18、90、160、150、38、184，磁頭當(dāng)前位于100磁道，向磁道號增加的方向移動。以下關(guān)于不同磁盤調(diào)度算法的描述中，正確的是：（）A.FCFS算法按照請求到達(dá)的先后順序進(jìn)行調(diào)度，平均尋道時間較長B.SSTF算法總是選擇距離當(dāng)前磁頭位置最近的請求進(jìn)行調(diào)度，可能會導(dǎo)致某些請求長時間等待C.SCAN算法在磁頭移動到一端后，會立即反向移動，避免了饑餓現(xiàn)象D.不同的磁盤調(diào)度算法在不同的磁盤負(fù)載情況下性能表現(xiàn)不同，需要根據(jù)實際情況選擇合適的算法4、操作系統(tǒng)中的設(shè)備驅(qū)動程序是連接硬件設(shè)備和操作系統(tǒng)內(nèi)核的橋梁。假設(shè)一個新的打印機設(shè)備被連接到計算機上，以下關(guān)于設(shè)備驅(qū)動程序的作用和工作過程的描述中，正確的是：（）A.設(shè)備驅(qū)動程序負(fù)責(zé)將操作系統(tǒng)的通用命令轉(zhuǎn)換為打印機特定的控制指令B.當(dāng)用戶打印文件時，操作系統(tǒng)直接控制打印機，設(shè)備驅(qū)動程序不參與C.設(shè)備驅(qū)動程序一旦安裝就不會更新，除非打印機硬件發(fā)生重大變化D.設(shè)備驅(qū)動程序獨立于操作系統(tǒng)內(nèi)核運行，不受內(nèi)核的管理和控制5、在一個具有緩沖池的操作系統(tǒng)中，緩沖池由多個緩沖區(qū)組成，分為空緩沖區(qū)隊列、裝滿輸入數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)隊列和裝滿輸出數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)隊列。當(dāng)進(jìn)程需要輸入數(shù)據(jù)時，從裝滿輸入數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)隊列中取出一個緩沖區(qū)；當(dāng)進(jìn)程需要輸出數(shù)據(jù)時，將數(shù)據(jù)放入空緩沖區(qū)中。假設(shè)當(dāng)前空緩沖區(qū)隊列為空，裝滿輸入數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)隊列中有3個緩沖區(qū)，裝滿輸出數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)隊列中有2個緩沖區(qū)。進(jìn)程P1需要輸入數(shù)據(jù)，進(jìn)程P2需要輸出數(shù)據(jù)。那么，系統(tǒng)會如何處理？（）A.進(jìn)程P1等待，進(jìn)程P2將數(shù)據(jù)放入空緩沖區(qū)B.進(jìn)程P2等待，進(jìn)程P1從裝滿輸入數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)隊列中取出一個緩沖區(qū)C.進(jìn)程P1從裝滿輸入數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)隊列中取出一個緩沖區(qū)，進(jìn)程P2等待D.進(jìn)程P1和P2都等待6、在操作系統(tǒng)中，設(shè)備獨立性是指用戶程序在使用設(shè)備時不依賴于具體的物理設(shè)備。為了實現(xiàn)設(shè)備獨立性，系統(tǒng)引入了邏輯設(shè)備和物理設(shè)備的概念，并通過設(shè)備驅(qū)動程序進(jìn)行轉(zhuǎn)換。假設(shè)一個系統(tǒng)中有三種類型的設(shè)備：打印機、磁盤和掃描儀。用戶程序通過邏輯設(shè)備名請求使用設(shè)備，系統(tǒng)根據(jù)設(shè)備分配表進(jìn)行設(shè)備分配。現(xiàn)在有多個進(jìn)程同時請求使用打印機和磁盤，為了有效地進(jìn)行設(shè)備分配，系統(tǒng)采用的策略應(yīng)該是（）A.先來先服務(wù)B.優(yōu)先級分配C.短作業(yè)優(yōu)先D.隨機分配7、在一個具有死鎖檢測和恢復(fù)機制的操作系統(tǒng)中，有四個進(jìn)程P1、P2、P3、P4，它們分別占用了資源R1、R2、R3的數(shù)量為（2，1，0）、（1，2，1）、（0，1，1）、（1，0，1），系統(tǒng)中可用的資源數(shù)量為（1，1，2）。那么，系統(tǒng)是否處于死鎖狀態(tài)？（）A.是，存在死鎖B.否，系統(tǒng)安全C.不確定，需要進(jìn)一步分析進(jìn)程的等待情況D.以上都不對8、在一個虛擬存儲系統(tǒng)中，采用頁面置換算法時，把最先進(jìn)入內(nèi)存的頁面淘汰。已知系統(tǒng)為某進(jìn)程分配了3個物理頁框，頁面訪問序列為1、2、3、4、1、2、5、1、2、3、4、5。假設(shè)初始時內(nèi)存為空，那么，缺頁次數(shù)是多少？（）A.9次B.10次C.11次D.12次9、在一個操作系統(tǒng)中，系統(tǒng)調(diào)用是用戶程序與內(nèi)核進(jìn)行交互的接口。假設(shè)一個用戶程序需要讀取一個文件的內(nèi)容，它通過系統(tǒng)調(diào)用向內(nèi)核發(fā)起請求。分析系統(tǒng)調(diào)用的執(zhí)行過程，包括從用戶態(tài)切換到內(nèi)核態(tài)、內(nèi)核的處理邏輯以及返回結(jié)果給用戶態(tài)的機制，并討論系統(tǒng)調(diào)用的開銷和如何減少系統(tǒng)調(diào)用的次數(shù)以提高程序的性能。A.系統(tǒng)調(diào)用開銷小，無需優(yōu)化B.系統(tǒng)調(diào)用開銷大，可通過緩存優(yōu)化C.系統(tǒng)調(diào)用開銷大，可通過合并調(diào)用優(yōu)化D.系統(tǒng)調(diào)用開銷適中，無需特別優(yōu)化10、在操作系統(tǒng)中，進(jìn)程通信是進(jìn)程之間交換信息的重要手段。常見的進(jìn)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(nèi)存中開辟共享存儲區(qū)來實現(xiàn)進(jìn)程間的通信；消息傳遞方式則通過發(fā)送和接收消息來完成；管道通信是一種半雙工的通信方式?，F(xiàn)在有兩個進(jìn)程需要頻繁地交換大量數(shù)據(jù)，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11、操作系統(tǒng)的內(nèi)存保護(hù)機制可以防止進(jìn)程之間的內(nèi)存訪問沖突。以下關(guān)于內(nèi)存保護(hù)的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.內(nèi)存保護(hù)可以通過地址映射和訪問控制等方式實現(xiàn)B.內(nèi)存保護(hù)可以防止進(jìn)程訪問不屬于自己的內(nèi)存區(qū)域C.內(nèi)存保護(hù)可以提高系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性D.內(nèi)存保護(hù)只對用戶進(jìn)程有效，對內(nèi)核進(jìn)程沒有作用12、在一個操作系統(tǒng)中，進(jìn)程通信是非常重要的一部分。假設(shè)有兩個進(jìn)程P1和P2，它們需要頻繁地交換大量的數(shù)據(jù)。以下幾種進(jìn)程通信方式中，哪種方式最適合這種情況？（）A.共享內(nèi)存：兩個進(jìn)程可以直接訪問同一塊共享的內(nèi)存區(qū)域，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換B.消息傳遞：通過發(fā)送和接收消息來傳遞數(shù)據(jù)，每個消息有固定的大小和格式C.管道：一種單向的、基于字節(jié)流的通信方式，數(shù)據(jù)只能從一端流向另一端D.信號量：用于進(jìn)程之間的同步，而不是直接的數(shù)據(jù)交換13、在操作系統(tǒng)中，線程同步的方式有多種，如互斥鎖、條件變量、信號量等。假設(shè)一個線程需要等待另一個線程完成某個操作后才能繼續(xù)執(zhí)行。以下關(guān)于線程同步方式選擇的描述，正確的是：（）A.如果只是簡單的互斥訪問資源，使用條件變量更合適B.信號量適合用于多個線程對多個資源的同步訪問C.互斥鎖適用于線程之間需要復(fù)雜的交互和等待條件的情況D.條件變量通常與互斥鎖配合使用，以實現(xiàn)線程的等待和喚醒14、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.36ms15、在一個實時操作系統(tǒng)中，有多個任務(wù)具有不同的截止時間和優(yōu)先級。任務(wù)T1的截止時間為100毫秒，優(yōu)先級為高；任務(wù)T2的截止時間為200毫秒，優(yōu)先級為中；任務(wù)T3的截止時間為300毫秒，優(yōu)先級為低。假設(shè)系統(tǒng)當(dāng)前處于空閑狀態(tài)，然后這三個任務(wù)依次到達(dá)。如果系統(tǒng)采用基于優(yōu)先級的搶占式調(diào)度算法，那么任務(wù)的執(zhí)行順序是怎樣的？同時分析這種調(diào)度算法在滿足實時任務(wù)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->T116、在一個采用索引分配方式的文件系統(tǒng)中，文件的索引表存放在磁盤上。假設(shè)一個文件有100個磁盤塊，每個磁盤塊大小為4KB，索引表項占用4個字節(jié)。如果采用一級索引，那么索引表最多可以表示多大的文件？如果采用二級索引，又能表示多大的文件？（）A.一級索引最多表示16MB的文件，二級索引最多表示256MB的文件B.一級索引最多表示4MB的文件，二級索引最多表示16GB的文件C.一級索引最多表示64KB的文件，二級索引最多表示256KB的文件D.一級索引最多表示1MB的文件，二級索引最多表示4GB的文件17、某文件系統(tǒng)采用樹形目錄結(jié)構(gòu)，假設(shè)用戶要訪問文件/user/data/file.txt，且當(dāng)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.txt18、在一個實時操作系統(tǒng)中，有三個周期性任務(wù)T1、T2和T3，它們的周期分別為50ms、100ms和200ms，執(zhí)行時間分別為20ms、30ms和60ms。采用速率單調(diào)調(diào)度算法（RMS），請問這三個任務(wù)能否被正確調(diào)度？如果能，給出調(diào)度順序；如果不能，說明原因。（）A.能，調(diào)度順序為T1,T2,T3B.能，調(diào)度順序為T1,T3,T2C.否，T2和T3的執(zhí)行時間超過其周期的一半D.否，系統(tǒng)總負(fù)載超過處理器處理能力19、某計算機系統(tǒng)采用固定分區(qū)存儲管理方式，系統(tǒng)內(nèi)存被劃分為4個分區(qū)，大小分別為200KB、400KB、600KB和800KB?，F(xiàn)有四個作業(yè)J1、J2、J3和J4，它們的大小分別為150KB、350KB、550KB和750KB。若采用首次適應(yīng)算法分配內(nèi)存，作業(yè)的裝入順序為J1、J2、J3、J4，請問哪個作業(yè)無法裝入內(nèi)存？（）A.J1B.J2C.J3D.J420、在文件系統(tǒng)中，文件的目錄結(jié)構(gòu)對于文件的組織和查找非常重要。假設(shè)一個文件系統(tǒng)采用樹形目錄結(jié)構(gòu)，根目錄下有多個子目錄和文件。當(dāng)用戶要查找一個特定文件時，以下關(guān)于查找過程的描述，正確的是：（）A.從根目錄開始，按照目錄層次逐層向下查找，直到找到目標(biāo)文件B.系統(tǒng)會同時在多個目錄中進(jìn)行并行查找，以加快查找速度C.先在當(dāng)前目錄查找，如果找不到再回溯到上一級目錄繼續(xù)查找D.可以直接根據(jù)文件的名稱快速定位到文件所在的目錄，無需逐層查找二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）簡述移動操作系統(tǒng)的特點。2、（本題5分）解釋操作系統(tǒng)中的優(yōu)先級反轉(zhuǎn)問題。3、（本題5分）什么是可信計算基？其組成部分有哪些？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(jìn)程遷移的性能評估指標(biāo)和方法。2、（本題5分）研究操作系統(tǒng)如何實現(xiàn)對文件系統(tǒng)的快速索引和檢索功能。3、（本題5分）探討操作系統(tǒng)中的進(jìn)程調(diào)度的節(jié)能感知策略。4、（本題5分）分析操作系統(tǒng)中的作業(yè)管理功能，包括作業(yè)的提交、調(diào)度和控制。5、（本題5分）探