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学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页,共3页朔州职业技术学院《计算思维导论》
2023-2024学年第二学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题(本大题共15个小题,每小题1分,共15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、P42、在操作系统中,线程的同步和互斥是保证多线程程序正确执行的关键。以下关于线程同步和互斥的描述中,哪个选项是错误的?()A.线程同步是指多个线程之间协调执行,避免出现竞争条件和数据不一致的问题B.线程互斥是指多个线程之间对共享资源的访问进行互斥控制,保证同一时间只有一个线程访问共享资源C.线程同步和互斥可以通过锁、信号量和条件变量等机制来实现D.线程同步和互斥只对多线程程序有效,对单线程程序没有作用3、考虑一个具有多级反馈队列调度算法的系统,共设置3个队列,优先级依次降低。第1队列时间片为2ms,第2队列时间片为4ms,第3队列时间片为8ms。若有进程P1到达时进入第1队列,运行1ms后未完成,被放入第2队列;进程P2到达时进入第2队列,运行3ms后未完成,被放入第3队列。请问当P1再次获得CPU时,它已经等待了多长时间?()A.4msB.5msC.6msD.7ms4、文件系统是操作系统中用于管理文件的重要组成部分。假设有一个文件系统,采用多级目录结构,文件的物理存储采用连续分配方式。当用户创建一个新文件时,以下关于文件分配和管理的描述,正确的是:()A.系统会在磁盘上找到连续的空闲空间来存储新文件的数据B.新文件的目录项会立即被添加到父目录中,无论文件数据是否完全存储C.由于采用连续分配,文件的扩展可能会导致大量的数据移动D.文件的删除会立即释放其占用的所有磁盘空间,包括可能存在的碎片5、在一个采用请求分页存储管理的系统中,某进程的页面访问序列为4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5。若分配给该进程的物理块数为3,且初始时均为空,采用最近最久未使用(LRU)页面置换算法,那么发生的缺页次数是多少?()A.7B.8C.9D.106、在操作系统的存储管理中,段式存储管理和页式存储管理都有各自的特点。假设一个程序被分为多个段,每个段的长度不同。以下关于段式存储管理的优点的描述,正确的是:()A.段的长度可以根据程序的逻辑需要动态改变,更便于程序的扩展和修改B.由于段的长度固定,内存分配和管理更加简单高效C.段式存储管理不会产生内存碎片,提高了内存利用率D.段式存储管理的地址转换速度比页式存储管理更快7、在一个多道程序设计的操作系统中,多个进程并发执行。假设进程A正在执行计算任务,进程B正在进行I/O操作,进程C处于就绪状态。此时,操作系统进行进程调度。以下关于进程调度的说法中,正确的是:()A.一定会将进程C调度执行,因为它处于就绪状态B.可能会继续让进程A执行,因为它正在进行计算且未完成C.一定会优先调度进程B,因为I/O操作通常具有较高的优先级D.可能会选择一个新的进程进入执行,而不是在这三个进程中进行调度8、在一个多处理器操作系统中,进程可以在多个CPU核心上并行执行。假设有一个计算密集型的进程,它可以被分解为多个子任务,并且这些子任务之间没有数据依赖关系。现在系统中有4个可用的CPU核心,将这个进程分配到这些核心上执行。分析在不同的任务分配策略(如平均分配、自适应分配等)下,进程的执行时间和系统资源利用率的变化情况,并讨论哪种分配策略在不同负载条件下更具优势。A.平均分配策略更优B.自适应分配策略更优C.两种策略在不同情况下各有优劣D.取决于进程的具体特点9、在计算机操作系统中,内存管理是一项关键任务。假设系统采用分页存储管理方式,页面大小为4KB,某进程的逻辑地址空间为32GB。则该进程的页表项数量至少为:()A.8MB.2MC.1MD.4M10、在一个实时操作系统中,任务的调度不仅要考虑任务的优先级,还要满足任务的时间约束。假设有一个周期性任务,其执行周期为50毫秒,每次执行时间为20毫秒。分析在不同的调度算法(如单调速率调度、最早截止时间优先等)下,如何保证该任务能够按时完成,并讨论这些调度算法在处理周期性任务时的优缺点。A.单调速率调度算法最优B.最早截止时间优先算法最优C.两种算法在不同情况下各有优劣D.取决于任务的具体特点和系统负载11、在一个采用索引分配方式的文件系统中,文件的索引表存放在磁盘上。假设一个文件有100个磁盘块,每个磁盘块大小为4KB,索引表项占用4个字节。如果采用一级索引,那么索引表最多可以表示多大的文件?如果采用二级索引,又能表示多大的文件?()A.一级索引最多表示16MB的文件,二级索引最多表示256MB的文件B.一级索引最多表示4MB的文件,二级索引最多表示16GB的文件C.一级索引最多表示64KB的文件,二级索引最多表示256KB的文件D.一级索引最多表示1MB的文件,二级索引最多表示4GB的文件12、在一个具有设备管理功能的操作系统中,设备分配采用静态分配方式。有三个进程P1、P2、P3,分别需要使用打印机、扫描仪和绘图仪。系统中有一台打印机、一台扫描仪和一台绘图仪。当P1申请打印机、P2申请扫描仪、P3申请绘图仪时,系统能否满足这些请求?()A.可以满足,因为每个进程申请的设备不同B.不能满足,因为设备分配是静态的,可能已经被其他进程占用C.可以满足,但需要等待一段时间,进行设备的分配和初始化D.不确定,取决于设备的当前状态和系统的配置13、在一个具有实时时钟的操作系统中,时钟中断是系统进行时间管理和任务调度的重要依据。假设系统的时钟中断频率为100Hz,分析时钟中断对系统性能的影响,包括中断处理的开销和对任务执行的干扰等,并讨论如何合理设置时钟中断频率以平衡系统的时间精度和性能,以及在不同应用场景下的最佳实践。A.时钟中断频率越高越好B.时钟中断频率越低越好C.存在一个最优的时钟中断频率D.时钟中断频率的影响不大14、在一个分布式操作系统环境中,多个计算机通过网络连接在一起,共同完成各种任务。假设系统中有两个节点A和B,它们分别运行着不同的进程。进程P1在节点A上产生了一些数据,需要传输给在节点B上运行的进程P2。现在有多种数据传输方式可供选择,如消息传递、共享内存和远程过程调用(RPC)等。对于这种跨节点的数据传输,哪种方式在数据一致性、传输效率和编程复杂性方面具有更好的综合性能?需要详细分析每种方式的特点和适用场景。A.消息传递B.共享内存C.远程过程调用(RPC)D.以上方式在不同情况下各有优劣15、在一个单处理机系统中,有三个进程P1、P2和P3,它们的优先级分别为3、2和1(数值越大优先级越高),到达时间分别为0、1和2毫秒,服务时间分别为5、3和4毫秒。若采用优先级调度算法,且非抢占式,那么平均等待时间是多少?()A.3毫秒B.4毫秒C.5毫秒D.6毫秒二、简答题(本大题共4个小题,共20分)1、(本题5分)操作系统如何优化文件的写入操作?2、(本题5分)简述缓冲技术的作用和常见的缓冲类型。3、(本题5分)进程通信有哪些方式?4、(本题5分)什么是设备独立性?它有什么优点?三、论述题(本大题共5个小题,共25分)1、(本题5分)在分布式操作系统中,分布式事务处理面临着诸多挑战。请深入探讨分布式事务的概念、特性和处理流程,分析分布式事务中的一致性问题和解决方法,以及如何提高分布式事务的性能和可靠性。2、(本题5分)详细探讨操作系统中的进程调度的能效感知策略,分析如何在考虑系统性能的同时降低CPU能耗,以及如何根据负载和电源状态动态调整调度策略。3、(本题5分)深入探讨在多核操作系统中,共享资源的同步优化技术,如原子操作、自旋锁、读写锁等的改进和应用,分析如何减少同步开销和提高多核并发性能。4、(本题5分)在分布式操作系统中,分布式文件系统的设计和实现面临着诸多挑战。请深入探讨分布式文件系统的架构、数据分布策略、容错机制等,分析如何提高分布式文件系统的性能和可用性,以及与传统集中式文件系统的比较。5、(本题5分)在分布式文件系统中,数据一致性和可用性是重要的考量因素。全面论述分布式文件系统中的数据复制策略、一致性协议(如强一致性、最终一致性等)、容错机制,分析在网络延迟和节点故障情况下如何保证数据
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