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装订线装订线PAGE2第1页,共3页丽江文化旅游学院《操作系统原理》

2022-2023学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分一、单选题(本大题共20个小题,每小题1分,共20分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.)1、在一个多任务操作系统中,多个进程同时竞争CPU资源。假设系统采用时间片轮转调度算法,每个进程被分配相同长度的时间片。当一个进程在其时间片内未完成任务时,会被挂起并放入就绪队列等待下一轮调度。现在有三个进程P1、P2和P3,它们的运行时间分别为20毫秒、10毫秒和30毫秒。如果系统的时间片长度为10毫秒,那么这三个进程的平均周转时间(从进程开始到完成的时间)大约是多少?需要考虑进程的切换时间和等待时间,并分析这种调度算法在不同场景下的优缺点。A.20毫秒B.23.33毫秒C.26.67毫秒D.30毫秒2、在一个文件系统中,文件的存储方式采用链接分配。假设一个文件由5个盘块组成,盘块号依次为100、50、120、80、20。如果要删除这个文件,需要进行哪些操作?()A.直接删除文件的目录项B.依次释放5个盘块C.从后向前依次释放盘块,并修改前一个盘块的指针D.从前向后依次释放盘块,并修改后一个盘块的指针3、在操作系统中,进程的优先级可以用来决定进程的执行顺序。以下关于进程优先级的描述中,哪个选项是错误的?()A.进程的优先级可以分为静态优先级和动态优先级两种类型B.静态优先级在进程创建时确定,不会随着时间的变化而改变C.动态优先级可以根据进程的执行情况和等待时间等因素进行调整D.进程的优先级越高,执行的时间就越长4、某计算机系统采用分页存储管理方式,页面大小为4KB,逻辑地址为32位。若某进程的页表如下所示:页号物理块号021528311则逻辑地址0x12345678对应的物理地址是多少?(请给出详细的计算过程)()A.0x52345678B.0x82345678C.0x11345678D.0x223456785、在操作系统的内核中,进程管理模块负责进程的创建、调度和终止等操作。假设一个进程由于等待资源而进入阻塞状态。以下关于阻塞进程状态转换的描述,正确的是:()A.当所需资源可用时,阻塞进程会直接转换为运行状态B.阻塞进程首先转换为就绪状态,然后等待调度程序分配CPUC.阻塞进程会一直保持阻塞状态,直到系统强制终止D.阻塞进程在等待一段时间后会自动转换为就绪状态6、设备管理中的缓冲技术可以提高设备的I/O性能。以下关于缓冲技术的描述中,哪个选项是错误的?()A.缓冲技术可以减少设备和CPU之间的数据传输次数,提高系统的吞吐量B.缓冲技术可以分为单缓冲、双缓冲和循环缓冲等不同类型C.缓冲技术可以通过硬件实现,也可以通过软件实现D.缓冲技术只对输入设备有效,对输出设备没有作用7、设备管理中的设备独立性可以提高程序的可移植性和设备的利用率。以下关于设备独立性的描述中,哪个选项是错误的?()A.设备独立性可以通过设备驱动程序和逻辑设备表来实现B.设备独立性意味着程序可以不考虑设备的具体类型和特性,直接使用设备C.设备独立性可以提高设备的利用率,因为不同的程序可以共享设备D.设备独立性只对输入设备有效,对输出设备没有作用8、在一个操作系统中,内存管理采用分段和分页相结合的方式。假设有一个进程,其逻辑地址空间被分为三个段,每个段又被分为若干页。现在进程要访问一个逻辑地址,系统需要进行多次地址转换。以下关于这种地址转换过程的描述,哪一项是正确的?()A.首先进行段的地址转换,得到段内的起始地址,然后再进行页的地址转换,得到最终的物理地址B.先进行页的地址转换,确定页内偏移量,再进行段的地址转换,得到物理地址C.段和页的地址转换同时进行,通过计算得到最终的物理地址D.随机选择先进行段的地址转换或页的地址转换,然后再进行另一个的转换9、在一个采用树形目录结构的文件系统中,有一个根目录/,其下有子目录A和B,A目录下有文件file1和子目录C,B目录下有文件file2。现在要从根目录开始查找文件file1,以下哪种查找方式效率最高?()A.顺序查找B.二分查找C.哈希查找D.基于索引的查找10、在一个具有快表的分页系统中,假定页表存放在内存中,内存访问时间为100ns,快表的查找时间为20ns。若一次内存访问需要查找页表,而快表命中的概率为80%。则有效访问时间是多少?()A.100nsB.116nsC.120nsD.140ns11、在一个多道程序设计系统中,有三个作业J1、J2和J3,它们的到达时间、运行时间和优先级如下表所示。假设系统采用优先级调度算法,优先级数值越大优先级越高。作业到达时间运行时间(分钟)优先级J18:00305J28:10203J38:25154请问,作业的执行顺序是什么?()A.J3、J1、J2B.J1、J3、J2C.J3、J2、J1D.J1、J2、J312、在一个采用分段存储管理的操作系统中,一个进程被分为三个段:代码段、数据段和堆栈段。代码段起始地址为0,长度为1000字节;数据段起始地址为1500,长度为500字节;堆栈段起始地址为2500,长度为800字节。系统的段表如下:段号起始地址段长1010002150050032500800。当进程访问逻辑地址为2000的内存单元时,会发生什么情况?()A.正常访问,对应的数据在数据段内B.产生越界错误,该地址超出了进程的地址空间C.进行地址转换,将逻辑地址转换为物理地址后访问D.系统进行段的合并操作,然后再进行访问13、在一个分布式操作系统中,多个计算机通过网络连接协同工作。假设系统中的一个任务需要在多个节点上并行执行。以下关于分布式任务调度和资源分配的描述,正确的是:()A.任务会被自动分配到负载最轻的节点上执行,以实现负载均衡B.每个节点独立进行任务调度和资源分配,互不影响C.分布式操作系统中不存在资源竞争和死锁问题,因为节点相互独立D.任务在节点之间的迁移不会影响其执行进度和结果14、在一个具有文件共享功能的操作系统中,多个进程可以同时访问同一个文件。为了保证文件数据的一致性,系统采用了文件锁机制。有进程P1正在对文件进行读操作,并获取了共享读锁,此时进程P2想要对文件进行写操作。那么,进程P2会处于什么状态?()A.就绪状态,等待获取写锁B.阻塞状态,直到P1释放读锁C.运行状态,可以直接进行写操作D.错误状态,不允许同时进行读写操作15、在一个具有虚拟存储管理的操作系统中,某进程的虚拟地址空间大小为4GB,其中用户空间为3GB,内核空间为1GB。系统采用请求分页存储管理方式,页面置换算法为最近最少使用(LRU)算法。假设当前系统物理内存为2GB,进程开始运行时,已将部分页面调入内存。在运行过程中,进程又需要访问一个新的页面,而此时内存中没有空闲页框。那么,操作系统会如何处理这种情况?()A.立即终止该进程,因为内存不足无法满足其页面请求B.选择一个最近最少使用的页面换出到外存,将新页面调入内存C.随机选择一个页面换出到外存,将新页面调入内存D.拒绝该页面请求,等待用户释放其他页面后再进行调入16、在一个操作系统中,文件系统负责管理存储在磁盘上的文件和目录。假设使用的是一种索引节点(inode)结构的文件系统,每个文件都有一个对应的inode,其中包含了文件的属性信息和指向文件数据块的指针。现在有一个大文件,其数据分布在多个不连续的磁盘块上。当读取这个文件时,文件系统需要通过inode中的指针来定位数据块。分析这种文件系统在处理大文件时的性能特点,包括磁盘寻道时间、数据传输速度和文件访问的效率,并探讨如何优化文件系统以提高大文件的访问性能。A.读取大文件时性能较好,无需优化B.读取大文件时性能较差,可采用连续分配方式优化C.读取大文件时性能较差,可采用更大的磁盘缓存优化D.读取大文件时性能较差,可采用更高效的磁盘调度算法优化17、在一个采用死锁检测算法的系统中,资源分配图中包含了四个进程P1、P2、P3和P4,以及三类资源R1、R2和R3。资源分配情况如下表所示:进程已分配资源尚需资源R1R2R3R1R2R3P1201110P2110121P3121012P4010211请问该系统是否处于死锁状态?如果是,哪些进程处于死锁中?(请给出详细的分析过程)()A.是,P1、P2、P3B.是,P2、P3、P4C.否D.是,P1、P3、P418、设备管理中的设备驱动程序是连接操作系统和设备的桥梁。以下关于设备驱动程序的描述中,哪个选项是错误的?()A.设备驱动程序负责将操作系统的命令转换为设备能够理解的指令B.设备驱动程序可以分为内核态驱动程序和用户态驱动程序两种类型C.设备驱动程序需要考虑设备的特性和操作系统的接口规范D.设备驱动程序一旦安装就不能修改,否则会导致系统崩溃19、在一个具有快表的分页存储管理系统中,快表的命中率为80%,访问快表的时间为10ns,访问主存的时间为100ns。若要访问的页面在快表中,那么一次有效地址转换所需的平均时间是多少?若页面不在快表中呢?()A.20ns,110nsB.18ns,110nsC.20ns,120nsD.18ns,120ns20、在一个具有缓冲池的操作系统中,缓冲池由多个缓冲区组成,分为空缓冲区队列、装满输入数据的缓冲区队列和装满输出数据的缓冲区队列。当进程需要输入数据时,从装满输入数据的缓冲区队列中取出一个缓冲区;当进程需要输出数据时,将数据放入空缓冲区中。假设当前空缓冲区队列为空,装满输入数据的缓冲区队列中有3个缓冲区,装满输出数据的缓冲区队列中有2个缓冲区。进程P1需要输入数据,进程P2需要输出数据。那么,系统会如何处理?()A.进程P1等待,进程P2将数据放入空缓冲区B.进程P2等待,进程P1从装满输入数据的缓冲区队列中取出一个缓冲区C.进程P1从装满输入数据的缓冲区队列中取出一个缓冲区,进程P2等待D.进程P1和P2都等待二、简答题(本大题共5个小题,共25分)1、(本题5分)解释请求分页系统中的缺页中断处理流程。2、(本题5分)简述访问控制的基本原理和方法。3、(本题5分)什么是操作系统的安全审计和合规性检查?4、(本题5分)什么是系统调用?它的作用是什么?5、(本题5分)解释操作系统的教育和培训需求。三、综合分析题(本大题共5个小题,共25分)1、(本题5分)研究不同的文件系统在数据存储和检索方面的性能差异及原因。2、(本题5分)分析操作系统中的文件系统的访问时间更新策略。3、(本题5分)分析进程和线程的区别与联系,并举例说明它们在实际操作系统中的应用。4、(本题5分)分析操作系统中的缓冲区管理策略对I/O操作性能的提升作用。5、(本题5分)分析操作系统如何优化文件系统的文件创建和打开操作的性能。四、论述题(本大题共3个小题,共30分)1、(本题10分)详细论述操作系统

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