裝訂線裝訂線PAGE2第1頁，共3頁漯河醫(yī)學高等專科學?！队嬎銠C操作系統(tǒng)》

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)的文件系統(tǒng)中，文件的物理結構有連續(xù)分配、鏈接分配和索引分配等多種方式。連續(xù)分配方式具有較高的順序訪問速度，但存在外部碎片問題；鏈接分配方式解決了外部碎片問題，但隨機訪問速度較慢；索引分配方式則結合了兩者的優(yōu)點。假設一個文件系統(tǒng)采用索引分配方式，每個索引節(jié)點包含13個直接地址項、1個一級間接地址項、1個二級間接地址項和1個三級間接地址項，每個地址項大小為4字節(jié)，盤塊大小為1KB。若要訪問文件的第10000塊，至少需要幾次磁盤I/O操作（）A.1B.2C.3D.42、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，物理內存也被劃分為相同大小的頁框。假設頁面大小為4KB，某進程的邏輯地址為0x12345678，該地址對應的頁號和頁內偏移量分別是多少？同時，若系統(tǒng)的物理內存有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量最多是多少？（）A.頁號為0x0324，頁內偏移量為0x1678；頁表項數量最多為2^28個B.頁號為0x1234，頁內偏移量為0x5678；頁表項數量最多為2^30個C.頁號為0x5678，頁內偏移量為0x1234；頁表項數量最多為2^34個D.頁號為0x3456，頁內偏移量為0x7812；頁表項數量最多為2^32個3、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、裝滿輸入數據的緩沖區(qū)隊列和裝滿輸出數據的緩沖區(qū)隊列。當進程需要輸入數據時，從裝滿輸入數據的緩沖區(qū)隊列中取出一個緩沖區(qū)；當進程需要輸出數據時，將數據放入空緩沖區(qū)中。假設當前空緩沖區(qū)隊列為空，裝滿輸入數據的緩沖區(qū)隊列中有3個緩沖區(qū)，裝滿輸出數據的緩沖區(qū)隊列中有2個緩沖區(qū)。進程P1需要輸入數據，進程P2需要輸出數據。那么，系統(tǒng)會如何處理？（）A.進程P1等待，進程P2將數據放入空緩沖區(qū)B.進程P2等待，進程P1從裝滿輸入數據的緩沖區(qū)隊列中取出一個緩沖區(qū)C.進程P1從裝滿輸入數據的緩沖區(qū)隊列中取出一個緩沖區(qū)，進程P2等待D.進程P1和P2都等待4、在操作系統(tǒng)中，系統(tǒng)調用是用戶程序與操作系統(tǒng)內核進行交互的接口。假設有一個用戶程序需要讀取一個文件的內容，通過系統(tǒng)調用實現。以下關于系統(tǒng)調用執(zhí)行過程的描述，正確的是：（）A.用戶程序直接訪問文件系統(tǒng)的相關數據結構，完成文件讀取操作B.用戶程序通過陷入內核模式，執(zhí)行內核提供的文件讀取函數C.系統(tǒng)調用會導致用戶程序被阻塞，直到文件讀取完成后才能繼續(xù)執(zhí)行D.系統(tǒng)調用的執(zhí)行速度非常快，對用戶程序的性能幾乎沒有影響5、在一個分布式操作系統(tǒng)中，進程遷移是一種常見的操作，用于實現負載均衡和資源優(yōu)化。假設一個進程需要從一個節(jié)點遷移到另一個節(jié)點，分析進程遷移過程中需要考慮的因素，如進程狀態(tài)的保存和恢復、資源的重新分配、網絡通信開銷等，并討論如何減少進程遷移的開銷和對系統(tǒng)性能的影響。A.進程遷移總是有益的B.進程遷移總是有害的C.進程遷移在某些情況下有益，某些情況下有害D.取決于系統(tǒng)的負載和資源分布6、在操作系統(tǒng)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(qū)域的大小是固定的，不能動態(tài)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(tǒng)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7、在一個文件系統(tǒng)中，文件的物理結構采用鏈接分配方式。每個磁盤塊大小為512字節(jié)，文件的起始地址為1000塊，文件長度為5000字節(jié)。請問該文件占用了多少個磁盤塊？（）A.10B.11C.12D.138、在一個分布式操作系統(tǒng)中，多個計算機通過網絡連接在一起，共同完成一個大型任務。假設系統(tǒng)中有節(jié)點A、B、C和D，它們分別承擔不同的計算任務和數據存儲任務。現在節(jié)點A出現故障，系統(tǒng)需要進行故障恢復和任務重新分配。在這種情況下，以下關于分布式操作系統(tǒng)的處理方式的描述，哪一項是正確的？（）A.系統(tǒng)會立即停止所有任務，等待節(jié)點A恢復正常后再繼續(xù)運行B.其他節(jié)點會自動接管節(jié)點A的任務，并重新分配計算和存儲資源，保證任務繼續(xù)進行C.系統(tǒng)會將整個任務回滾到之前的一個檢查點，然后從該點重新開始執(zhí)行D.由于分布式系統(tǒng)的復雜性，節(jié)點A的故障會導致整個系統(tǒng)崩潰，無法恢復9、某操作系統(tǒng)采用樹形目錄結構，用戶A創(chuàng)建了一個文件/home/A/doc.txt，用戶B想要訪問該文件，但是沒有權限。若用戶A賦予用戶B對該文件的讀權限，用戶B應該如何訪問該文件？（）A./home/A/doc.txtB.~/A/doc.txtC./A/doc.txtD.以上都不對10、在一個多道程序設計的操作系統(tǒng)中，有多個進程同時競爭CPU和內存資源。假設系統(tǒng)中有進程P1、P2和P3，它們的優(yōu)先級分別為高、中、低，并且它們的運行時間和內存需求各不相同。P1需要運行10分鐘，占用512MB內存；P2需要運行20分鐘，占用256MB內存；P3需要運行30分鐘，占用128MB內存。當前系統(tǒng)可用內存為1GB，CPU采用時間片輪轉調度算法，時間片大小為5分鐘。在這種情況下，以下關于進程調度和內存分配的描述，哪一項是正確的？（）A.進程P1會首先獲得CPU資源，因為它的優(yōu)先級最高，并且會一次性分配512MB內存B.由于內存有限，進程P3可能會因為內存不足而被阻塞，直到其他進程釋放足夠的內存C.CPU會按照P1、P2、P3的順序輪流執(zhí)行，每個進程每次執(zhí)行5分鐘，內存根據進程需求逐步分配D.進程P2可能會在P1運行完第一個時間片后獲得CPU資源，內存分配會優(yōu)先滿足運行時間短的進程11、操作系統(tǒng)的文件保護機制可以防止文件被非法訪問和修改。以下關于文件保護的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.文件保護可以通過訪問控制列表（ACL）來實現，指定不同用戶對文件的訪問權限B.文件可以設置為只讀、只寫或讀寫三種訪問權限C.文件的加密和解密可以提高文件的安全性，但也會增加系統(tǒng)的開銷D.文件保護只需要在文件系統(tǒng)層面實現，不需要考慮操作系統(tǒng)的其他部分12、在一個支持多線程的操作系統(tǒng)中，線程的同步和互斥是常見的操作。假設有兩個線程T1和T2共享一個全局變量count，初始值為0。T1負責對count進行加1操作，T2負責對count進行減1操作。為了保證操作的正確性，需要使用鎖機制。以下關于鎖使用的描述，正確的是：（）A.T1和T2在操作count前都先獲取鎖，操作完成后釋放鎖B.只有T1需要獲取鎖進行加1操作，T2不需要獲取鎖進行減1操作C.鎖的獲取和釋放操作會導致線程的切換，從而降低系統(tǒng)性能D.可以使用多個鎖來分別保護count的加操作和減操作，提高并發(fā)度13、在一個多任務操作系統(tǒng)中，進程的上下文切換是經常發(fā)生的。以下關于進程上下文切換的開銷的描述，正確的是：（）A.進程上下文切換的開銷主要包括保存和恢復寄存器的值、更新頁表等B.進程上下文切換的開銷很小，可以忽略不計，不會影響系統(tǒng)性能C.上下文切換的開銷與進程的數量成正比，進程越多，開銷越大D.減少進程的數量可以完全消除上下文切換的開銷14、在操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)中，索引節(jié)點（inode）是用于存儲文件屬性和磁盤地址等信息的數據結構。假設一個文件系統(tǒng)采用直接索引和間接索引相結合的方式來存儲文件數據的磁盤地址。對于一個較大的文件，以下關于磁盤地址存儲和訪問的描述，正確的是：（）A.直接索引部分可以存儲較多的磁盤地址，足以滿足大部分文件的需求B.間接索引部分通過指針指向多個磁盤塊，用于存儲更多的磁盤地址C.讀取文件數據時，首先查找直接索引部分，若找不到再查找間接索引部分D.間接索引會增加文件的讀取時間，因此應盡量減少間接索引的使用15、在操作系統(tǒng)中，進程通信的方式多種多樣。共享內存方式通過共享一塊內存區(qū)域來實現進程間的數據交換，具有很高的通信效率；消息傳遞方式則通過發(fā)送和接收消息來完成通信，消息可以包含各種數據類型；管道通信方式則是一種半雙工的通信方式，常用于父子進程之間的通信。假設有兩個進程需要進行大量數據的實時交換，并且要求通信的可靠性較高，那么最適合采用的通信方式是（）A.共享內存B.消息傳遞C.管道通信D.以上方式都不適合16、文件的存儲結構有順序存儲、鏈式存儲和索引存儲等方式。假設一個文件系統(tǒng)采用索引存儲結構，文件的大小為100KB，每個索引項指向一個4KB的磁盤塊。初始時，文件系統(tǒng)為該文件分配了一個包含10個索引項的索引表。當文件需要擴展時，以下關于文件存儲結構的描述中，正確的是：（）A.如果文件的擴展不超過40KB，系統(tǒng)可以直接在現有的索引表中分配新的磁盤塊B.索引存儲結構在文件的隨機訪問方面性能較差，不如順序存儲結構C.當文件擴展超過10個磁盤塊時，系統(tǒng)需要為文件分配一個新的更大的索引表D.鏈式存儲結構更適合文件的頻繁擴展和刪除操作，因此在這種情況下應該將文件轉換為鏈式存儲17、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、數據段和堆棧段。代碼段起始地址為0，長度為1000字節(jié)；數據段起始地址為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。當進程訪問邏輯地址為2000的內存單元時，會發(fā)生什么情況？（）A.正常訪問，對應的數據在數據段內B.產生越界錯誤，該地址超出了進程的地址空間C.進行地址轉換，將邏輯地址轉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18、在一個采用請求分頁存儲管理的系統(tǒng)中，某進程的頁面訪問序列為4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5。若分配給該進程的物理塊數為3，且初始時均為空，采用最近最久未使用（LRU）頁面置換算法，那么發(fā)生的缺頁次數是多少？（）A.7B.8C.9D.1019、考慮一個具有4個頁面的虛擬內存系統(tǒng)，頁面大小為1KB，邏輯地址空間為32位。假設某一時刻，頁表內容如下：頁號0對應的物理塊號為2，頁號1對應的物理塊號為5，頁號2對應的物理塊號為7，頁號3對應的物理塊號為9。若進程訪問的邏輯地址為0x12345，請問對應的物理地址是多少？（）A.0x22345B.0x52345C.0x72345D.0x9234520、某文件系統(tǒng)采用索引節(jié)點（inode）來管理文件，每個inode包含12個直接地址指針、1個一級間接地址指針、1個二級間接地址指針和1個三級間接地址指針。每個盤塊大小為1KB，每個盤塊號占4B。若文件最大長度為4TB，則三級間接地址指針指向的盤塊數是多少？（請詳細計算）（）A.2^20B.2^22C.2^24D.2^26二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）什么是DMA技術？它在操作系統(tǒng)中的作用是什么？2、（本題5分）操作系統(tǒng)如何管理文件的存儲空間？3、（本題5分）解釋死鎖檢測算法的原理和實現。三、綜合分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）分析文件系統(tǒng)的掛載和卸載過程及其影響。2、（本題5分）研究操作系統(tǒng)在處理大規(guī)模并發(fā)請求時的性能優(yōu)化策略。3、（本題5分）探討操作系統(tǒng)在處理多核環(huán)境下的進程同步開銷降低策略。4、（本題5分）探討操作系統(tǒng)中的進程間通信的共享內存的大小調整策略。5、（本題5分）