裝訂線裝訂線PAGE2第1頁，共3頁鄭州大學

《組成原理與匯編語言》2023-2024學年第二學期期末試卷院(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、在一個采用請求調頁存儲管理的系統(tǒng)中，某進程在運行過程中要訪問的頁面序列為：1，2，3，4，1，2，5，1，2，3，4，5。若系統(tǒng)分配給該進程的物理塊數(shù)為3，且初始時進程的頁面都不在內存中。當進程訪問頁面3時發(fā)生缺頁中斷，采用先進先出（FIFO）頁面置換算法，此時被淘汰的頁面是哪個？（）A.1B.2C.4D.52、在一個操作系統(tǒng)中，進程間通信（IPC）是實現(xiàn)進程協(xié)作和數(shù)據(jù)交換的重要手段。假設有兩個進程P1和P2，它們需要頻繁地交換大量的數(shù)據(jù)。現(xiàn)在有多種IPC機制可供選擇，如管道、消息隊列、共享內存和信號量等。分析每種IPC機制在數(shù)據(jù)傳輸量、同步方式、通信效率和編程復雜性等方面的特點，并根據(jù)具體的應用場景選擇最合適的IPC機制。A.管道最適合B.消息隊列最適合C.共享內存最適合D.應根據(jù)具體場景選擇3、在一個實時操作系統(tǒng)中，任務的截止時間是一個關鍵因素。假設系統(tǒng)中有一個硬實時任務T1，其截止時間為100ms，當前時間為50ms，任務已經(jīng)執(zhí)行了40ms，還剩下20ms的計算量。以下關于任務調度的描述中，正確的是：（）A.操作系統(tǒng)會暫停其他任務，優(yōu)先保證T1在截止時間前完成B.如果此時有一個更高優(yōu)先級的非實時任務就緒，操作系統(tǒng)會調度該任務執(zhí)行C.由于T1已經(jīng)花費了較多時間，操作系統(tǒng)會判定其無法按時完成，將其放棄D.實時操作系統(tǒng)不會對任務進行搶占式調度，以避免影響任務的執(zhí)行進度4、在操作系統(tǒng)的進程同步中，信號量是一種常用的同步工具。信號量可以分為整型信號量和記錄型信號量。整型信號量存在“忙等”問題，而記錄型信號量則通過阻塞和喚醒操作避免了這一問題。假設有兩個進程P1和P2，它們共享一個緩沖區(qū)，P1負責向緩沖區(qū)寫入數(shù)據(jù)，P2負責從緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)。為了保證緩沖區(qū)的正確使用，需要使用信號量進行同步。那么，應該設置的信號量數(shù)量以及初始值分別為（）A.1個，0B.1個，1C.2個，0D.2個，15、某操作系統(tǒng)采用了文件的加密技術，對文件的內容進行加密存儲。在讀取文件時，需要先進行解密操作。假設加密和解密算法的時間復雜度相同，且均為O(n)，其中n為文件的大小。如果讀取一個10MB的文件，加密算法的執(zhí)行時間為5秒，那么解密這個文件大約需要多長時間？（）A.5秒B.10秒C.15秒D.20秒6、在一個操作系統(tǒng)中，系統(tǒng)調用是用戶程序與操作系統(tǒng)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(tǒng)調用實現(xiàn)這個功能。以下關于系統(tǒng)調用的執(zhí)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(tài)，內核執(zhí)行相應的系統(tǒng)調用服務例程，完成文件讀取操作后返回用戶態(tài)B.用戶程序直接在用戶態(tài)執(zhí)行系統(tǒng)調用，操作系統(tǒng)內核監(jiān)測到后進行相應的處理C.用戶程序將系統(tǒng)調用請求發(fā)送到消息隊列，內核從隊列中獲取請求并執(zhí)行D.用戶程序通過中斷信號通知內核執(zhí)行系統(tǒng)調用，內核暫停當前任務進行處理7、在一個請求分頁存儲管理系統(tǒng)中，若系統(tǒng)分配給某進程的物理塊數(shù)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(chǎn)生缺頁中斷，此時應淘汰的頁面是哪個？（）A.7B.0C.1D.28、在一個文件系統(tǒng)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9、在計算機操作系統(tǒng)中，內存管理是一項關鍵任務。假設系統(tǒng)采用分頁存儲管理方式，頁面大小為4KB，某進程的邏輯地址空間為32GB。則該進程的頁表項數(shù)量至少為：（）A.8MB.2MC.1MD.4M10、某計算機系統(tǒng)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(tǒng)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11、在一個分布式操作系統(tǒng)中，進程遷移是一項重要的功能。假設進程P需要從節(jié)點A遷移到節(jié)點B，以下關于進程遷移的步驟和需要考慮的因素，哪一項是正確的？（）A.首先停止進程P在節(jié)點A的執(zhí)行，將其狀態(tài)和數(shù)據(jù)打包發(fā)送到節(jié)點B，在節(jié)點B恢復進程的執(zhí)行；需要考慮節(jié)點B的資源可用性和網(wǎng)絡帶寬B.在節(jié)點A和節(jié)點B同時啟動進程P的副本，然后逐漸將節(jié)點A的工作轉移到節(jié)點B，最后停止節(jié)點A的副本；需要考慮進程的同步和數(shù)據(jù)一致性C.將進程P在節(jié)點A的代碼和數(shù)據(jù)直接復制到節(jié)點B，然后在節(jié)點B啟動進程；需要考慮節(jié)點A和節(jié)點B的操作系統(tǒng)版本差異D.進程P在節(jié)點A繼續(xù)執(zhí)行，同時在節(jié)點B逐步創(chuàng)建相同的進程環(huán)境，當準備好后切換到節(jié)點B執(zhí)行；需要考慮進程的優(yōu)先級和負載均衡12、在操作系統(tǒng)中，進程的優(yōu)先級可以用來決定進程的執(zhí)行順序。以下關于進程優(yōu)先級的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.進程的優(yōu)先級可以分為靜態(tài)優(yōu)先級和動態(tài)優(yōu)先級兩種類型B.靜態(tài)優(yōu)先級在進程創(chuàng)建時確定，不會隨著時間的變化而改變C.動態(tài)優(yōu)先級可以根據(jù)進程的執(zhí)行情況和等待時間等因素進行調整D.進程的優(yōu)先級越高，執(zhí)行的時間就越長13、在一個單CPU的操作系統(tǒng)中，有四個進程P1、P2、P3和P4，它們的到達時間、運行時間和優(yōu)先級如下表所示。進程到達時間運行時間（ms）優(yōu)先級P1053P2142P3261P4334假設系統(tǒng)采用搶占式優(yōu)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.15.5ms14、在一個支持虛擬內存的操作系統(tǒng)中，當一個進程發(fā)生缺頁中斷時，操作系統(tǒng)需要從磁盤中將所需的頁面調入內存。假設頁面置換算法為先進先出（FIFO）算法，當前內存中有三個頁面，分別是頁面A、B、C，最近訪問的順序為B、C、A?，F(xiàn)在需要調入頁面D，而內存已滿，那么會置換出哪個頁面？（）A.頁面A，因為它是最早進入內存的頁面B.頁面B，因為它是最近訪問的頁面C.頁面C，因為它在中間位置D.隨機選擇一個頁面進行置換15、在一個采用虛擬存儲技術的系統(tǒng)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.3,4,5,6,1二、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(tǒng)中的工作集模型。2、（本題5分）文件系統(tǒng)的簇大小如何選擇？3、（本題5分）解釋文件系統(tǒng)的概念和功能。4、（本題5分）解釋操作系統(tǒng)中的內存壓縮技術。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細論述操作系統(tǒng)中的內存屏障指令的作用和使用場景，分析內存屏障如何保證內存操作的順序和可見性，以及在多線程編程和內核開發(fā)中的重要性。2、（本題5分）論述操作系統(tǒng)中的進程遷移的決策機制，包括何時進行進程遷移、選擇遷移的目標節(jié)點和評估遷移的效益，分析影響進程遷移決策的因素和優(yōu)化方法。3、（本題5分）在分布式操作系統(tǒng)中，分布式共享內存的實現(xiàn)需要解決一致性和數(shù)據(jù)訪問效率的問題。請全面論述分布式共享內存的架構和協(xié)議，分析數(shù)據(jù)一致性的維護機制和優(yōu)化策略，以及如何提高分布式共享內存的訪問性能。4、（本題5分）在分布式操作系統(tǒng)中，負載均衡是提高系統(tǒng)性能和資源利用率的關鍵。請深入探討分布式系統(tǒng)中的負載均衡策略，如靜態(tài)負載均衡和動態(tài)負載均衡，分析它們的實現(xiàn)原理和適用場景，并研究如何有效地監(jiān)測和評估系統(tǒng)負載。5、（本題5分）在操作系統(tǒng)的發(fā)展歷程中，微內核結構逐漸受到關注。請詳細論述微內核操作系統(tǒng)的設計理念、結構特點和優(yōu)勢，與傳統(tǒng)宏內核操作系統(tǒng)進行比較，分析微內核結構在