北京石油化工學(xué)院《操作系統(tǒng)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)北京石油化工學(xué)院《操作系統(tǒng)》

2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題1分，共15分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在一個(gè)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中，任務(wù)具有不同的優(yōu)先級(jí)。系統(tǒng)需要保證高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)能夠及時(shí)得到處理。假設(shè)當(dāng)前有三個(gè)任務(wù)T1、T2和T3，優(yōu)先級(jí)依次降低。當(dāng)T1和T2同時(shí)就緒時(shí)，以下關(guān)于任務(wù)調(diào)度的描述，正確的是：（）A.操作系統(tǒng)會(huì)優(yōu)先調(diào)度T2執(zhí)行，以保證公平性B.T1和T2會(huì)按照一定的時(shí)間片輪流執(zhí)行C.操作系統(tǒng)會(huì)立即調(diào)度T1執(zhí)行，直到T1完成或阻塞D.由于T3優(yōu)先級(jí)最低，它將永遠(yuǎn)不會(huì)得到執(zhí)行機(jī)會(huì)2、文件系統(tǒng)的可靠性是保證數(shù)據(jù)安全的重要因素。以下關(guān)于文件系統(tǒng)可靠性的描述中，哪個(gè)選項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.文件系統(tǒng)可以采用備份和恢復(fù)技術(shù)來(lái)保證數(shù)據(jù)的可靠性B.文件系統(tǒng)可以采用日志記錄技術(shù)來(lái)記錄文件的操作，以便在系統(tǒng)崩潰時(shí)進(jìn)行恢復(fù)C.文件系統(tǒng)可以采用RAID（磁盤(pán)陣列）技術(shù)來(lái)提高數(shù)據(jù)的可靠性和可用性D.文件系統(tǒng)的可靠性只取決于硬件設(shè)備的質(zhì)量，與軟件設(shè)計(jì)無(wú)關(guān)3、在一個(gè)多線程的操作系統(tǒng)中，有一個(gè)進(jìn)程包含多個(gè)線程。假設(shè)線程T1、T2和T3屬于同一個(gè)進(jìn)程，它們共享進(jìn)程的資源，如內(nèi)存空間、文件描述符等?，F(xiàn)在線程T1執(zhí)行一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用導(dǎo)致阻塞，那么其他線程的狀態(tài)會(huì)受到怎樣的影響？（）A.線程T2和T3也會(huì)被阻塞，直到T1完成系統(tǒng)調(diào)用B.線程T2和T3不受影響，繼續(xù)執(zhí)行C.線程T2和T3會(huì)暫停，等待操作系統(tǒng)的調(diào)度D.線程T2和T3可能會(huì)被切換到其他進(jìn)程的線程執(zhí)行4、文件系統(tǒng)的文件保護(hù)可以防止文件被非法訪問(wèn)和修改。以下關(guān)于文件保護(hù)的描述中，哪個(gè)選項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.文件保護(hù)可以通過(guò)訪問(wèn)控制列表（ACL）來(lái)實(shí)現(xiàn)，指定不同用戶對(duì)文件的訪問(wèn)權(quán)限B.文件可以設(shè)置為只讀、只寫(xiě)或讀寫(xiě)三種訪問(wèn)權(quán)限C.文件的加密和解密可以提高文件的安全性，但也會(huì)增加系統(tǒng)的開(kāi)銷D.文件保護(hù)只需要在文件系統(tǒng)層面實(shí)現(xiàn)，不需要考慮操作系統(tǒng)的其他部分5、某操作系統(tǒng)采用分段存儲(chǔ)管理方式，用戶程序分為三個(gè)段：代碼段、數(shù)據(jù)段和堆棧段。其中代碼段的段地址為0x1000，段長(zhǎng)2KB；數(shù)據(jù)段的段地址為0x2000，段長(zhǎng)1KB；堆棧段的段地址為0x3000，段長(zhǎng)0.5KB。若系統(tǒng)地址空間為4GB，且段表存放在內(nèi)存中，每個(gè)段表項(xiàng)占用4B。則段表的最大長(zhǎng)度是多少？（）A.1024B.2048C.4096D.81926、在文件系統(tǒng)中，文件的訪問(wèn)控制是保障數(shù)據(jù)安全的重要手段。假設(shè)一個(gè)文件系統(tǒng)對(duì)文件設(shè)置了不同的訪問(wèn)權(quán)限，如讀、寫(xiě)、執(zhí)行等。對(duì)于一個(gè)普通用戶創(chuàng)建的文件，以下關(guān)于訪問(wèn)權(quán)限設(shè)置和繼承的描述，正確的是：（）A.該用戶對(duì)自己創(chuàng)建的文件具有完全的控制權(quán)限，包括修改訪問(wèn)權(quán)限B.其他用戶默認(rèn)沒(méi)有對(duì)該文件的任何訪問(wèn)權(quán)限，除非文件所有者明確授予C.當(dāng)該文件被移動(dòng)到其他目錄時(shí)，其訪問(wèn)權(quán)限會(huì)自動(dòng)繼承新目錄的默認(rèn)權(quán)限D(zhuǎn).文件的訪問(wèn)權(quán)限只能由系統(tǒng)管理員進(jìn)行修改，用戶無(wú)法自行更改7、某計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式，頁(yè)面大小為2KB，邏輯地址為32位。若某進(jìn)程的頁(yè)表如下所示：頁(yè)號(hào)物理塊號(hào)03152731則邏輯地址0x8000對(duì)應(yīng)的物理地址是多少？（給出詳細(xì)的計(jì)算過(guò)程）（）A.0x10000B.0x18000C.0x20000D.08、某計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中有一個(gè)磁盤(pán)，轉(zhuǎn)速為7200轉(zhuǎn)/分鐘，每個(gè)磁道有160個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)512字節(jié)。若磁頭從一個(gè)磁道移動(dòng)到相鄰磁道的平均時(shí)間為1ms，請(qǐng)問(wèn)讀取一個(gè)4KB的數(shù)據(jù)塊平均需要多長(zhǎng)時(shí)間？（假設(shè)不考慮旋轉(zhuǎn)延遲和傳輸時(shí)間）（）A.8.5msB.9.5msC.10.5msD.11.5ms9、在一個(gè)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中，有三個(gè)周期性任務(wù)T1、T2和T3，它們的周期分別為50ms、100ms和200ms，每個(gè)任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間分別為20ms、30ms和40ms。采用速率單調(diào)調(diào)度算法（RMS），請(qǐng)問(wèn)這三個(gè)任務(wù)能否在各自的周期內(nèi)完成執(zhí)行？（給出詳細(xì)的計(jì)算和分析過(guò)程）（）A.能B.不能C.不確定D.以上都不對(duì)10、在一個(gè)采用死鎖檢測(cè)算法的系統(tǒng)中，資源分配圖中包含了四個(gè)進(jìn)程P1、P2、P3和P4，以及三類資源R1、R2和R3。資源分配情況如下表所示：進(jìn)程已分配資源尚需資源R1R2R3R1R2R3P1201110P2110121P3121012P4010211請(qǐng)問(wèn)該系統(tǒng)是否處于死鎖狀態(tài)？如果是，哪些進(jìn)程處于死鎖中？（請(qǐng)給出詳細(xì)的分析過(guò)程）（）A.是，P1、P2、P3B.是，P2、P3、P4C.否D.是，P1、P3、P411、在一個(gè)采用分頁(yè)存儲(chǔ)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(yè)，物理內(nèi)存也被劃分為相同大小的頁(yè)框。假設(shè)頁(yè)面大小為4KB，某進(jìn)程的邏輯地址為0x12345678，該地址對(duì)應(yīng)的頁(yè)號(hào)和頁(yè)內(nèi)偏移量分別是多少？同時(shí)，若系統(tǒng)的物理內(nèi)存有16GB，頁(yè)框大小與頁(yè)面大小相同，那么物理地址空間的頁(yè)表項(xiàng)數(shù)量最多是多少？（）A.頁(yè)號(hào)為0x0324，頁(yè)內(nèi)偏移量為0x1678；頁(yè)表項(xiàng)數(shù)量最多為2^28個(gè)B.頁(yè)號(hào)為0x1234，頁(yè)內(nèi)偏移量為0x5678；頁(yè)表項(xiàng)數(shù)量最多為2^30個(gè)C.頁(yè)號(hào)為0x5678，頁(yè)內(nèi)偏移量為0x1234；頁(yè)表項(xiàng)數(shù)量最多為2^34個(gè)D.頁(yè)號(hào)為0x3456，頁(yè)內(nèi)偏移量為0x7812；頁(yè)表項(xiàng)數(shù)量最多為2^32個(gè)12、在一個(gè)具有進(jìn)程優(yōu)先級(jí)調(diào)度的操作系統(tǒng)中，進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)分為高、中、低三個(gè)級(jí)別。高優(yōu)先級(jí)進(jìn)程可以搶占中、低優(yōu)先級(jí)進(jìn)程的CPU資源，中優(yōu)先級(jí)進(jìn)程可以搶占低優(yōu)先級(jí)進(jìn)程的CPU資源。當(dāng)前有三個(gè)進(jìn)程P1（高優(yōu)先級(jí)）、P2（中優(yōu)先級(jí)）、P3（低優(yōu)先級(jí)），P3正在運(yùn)行，P1和P2處于就緒狀態(tài)。此時(shí)，P1變?yōu)榫途w狀態(tài)，系統(tǒng)會(huì)如何調(diào)度？（）A.立即暫停P3，運(yùn)行P1B.等待P3運(yùn)行完當(dāng)前時(shí)間片，再運(yùn)行P1C.讓P1等待，直到P3主動(dòng)放棄CPUD.不確定，取決于系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)13、在一個(gè)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(pán)上。假設(shè)一個(gè)文件有100個(gè)磁盤(pán)塊，每個(gè)磁盤(pán)塊大小為4KB，索引表項(xiàng)占用4個(gè)字節(jié)。如果采用一級(jí)索引，那么索引表最多可以表示多大的文件？如果采用二級(jí)索引，又能表示多大的文件？（）A.一級(jí)索引最多表示16MB的文件，二級(jí)索引最多表示256MB的文件B.一級(jí)索引最多表示4MB的文件，二級(jí)索引最多表示16GB的文件C.一級(jí)索引最多表示64KB的文件，二級(jí)索引最多表示256KB的文件D.一級(jí)索引最多表示1MB的文件，二級(jí)索引最多表示4GB的文件14、文件系統(tǒng)的性能優(yōu)化是提高系統(tǒng)整體性能的重要方面。以下關(guān)于文件系統(tǒng)性能優(yōu)化的描述中，哪個(gè)選項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.文件系統(tǒng)可以采用緩存技術(shù)來(lái)提高文件的訪問(wèn)速度B.文件系統(tǒng)可以采用預(yù)讀和延遲寫(xiě)技術(shù)來(lái)減少磁盤(pán)I/O次數(shù)C.文件系統(tǒng)可以采用磁盤(pán)調(diào)度算法來(lái)優(yōu)化磁盤(pán)的訪問(wèn)順序D.文件系統(tǒng)的性能優(yōu)化只需要考慮文件的讀取操作，不需要考慮文件的寫(xiě)入操作15、在操作系統(tǒng)中，進(jìn)程通信是進(jìn)程之間交換信息和協(xié)調(diào)工作的重要手段。假設(shè)有兩個(gè)進(jìn)程P1和P2，它們通過(guò)共享內(nèi)存進(jìn)行通信。以下關(guān)于共享內(nèi)存通信的特點(diǎn)的描述，正確的是：（）A.共享內(nèi)存通信速度快，但需要進(jìn)程之間進(jìn)行復(fù)雜的同步和互斥操作B.共享內(nèi)存通信不需要操作系統(tǒng)的干預(yù)，進(jìn)程可以直接讀寫(xiě)共享區(qū)域C.共享內(nèi)存的大小是固定的，不能動(dòng)態(tài)調(diào)整D.多個(gè)進(jìn)程可以同時(shí)訪問(wèn)共享內(nèi)存，不會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致的問(wèn)題二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）什么是操作系統(tǒng)的性能基準(zhǔn)測(cè)試？2、（本題5分）解釋操作系統(tǒng)中的優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)問(wèn)題。3、（本題5分）解釋操作系統(tǒng)的性能調(diào)優(yōu)工具和技術(shù)。4、（本題5分）什么是設(shè)備獨(dú)立性？其優(yōu)點(diǎn)有哪些？三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）操作系統(tǒng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是連接硬件設(shè)備和操作系統(tǒng)的橋梁。請(qǐng)全面論述設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)流程、結(jié)構(gòu)和功能，分析驅(qū)動(dòng)程序中的錯(cuò)誤處理和資源管理機(jī)制，并探討如何提高設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的穩(wěn)定性和兼容性。2、（本題5分）論述操作系統(tǒng)中的內(nèi)存管理中的內(nèi)存泄漏檢測(cè)工具和技術(shù)，研究如何自動(dòng)發(fā)現(xiàn)內(nèi)存泄漏的位置和原因。分析內(nèi)存泄漏檢測(cè)在長(zhǎng)期運(yùn)行系統(tǒng)中的重要性。3、（本題5分）在操作系統(tǒng)中，進(jìn)程的地址空間布局對(duì)于內(nèi)存管理和程序運(yùn)行具有重要影響。請(qǐng)全面論述進(jìn)程地址空間的組成部分，如代碼段、數(shù)據(jù)段、堆、棧等，分析地址空間的分配和擴(kuò)展方式，以及如何避免地址空間相關(guān)的錯(cuò)誤和漏洞。4、（本題5分）探討操作系統(tǒng)中的能源管理策略，研究如何在保證系統(tǒng)性能的前提下降低設(shè)備能耗，包括CPU電源管理、磁盤(pán)休眠等技術(shù)。分析能源管理對(duì)移動(dòng)設(shè)備和服務(wù)器系統(tǒng)的重要性。5、（本題5分）隨著人工智能的發(fā)展，操作系統(tǒng)在支持人工智能應(yīng)用方面面臨新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。全面論述操作系統(tǒng)如何為人工智能計(jì)算任務(wù)提供高效的資源管理、調(diào)度和優(yōu)化，分析人工智能應(yīng)用對(duì)操作系