凱里學院《操作系統(tǒng)》2022-2023學年第一學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁凱里學院《操作系統(tǒng)》

2022-2023學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20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、在一個實時操作系統(tǒng)中，有三個任務T1、T2和T3，它們的周期分別為50ms、100ms和200ms，每個任務的執(zhí)行時間分別為20ms、30ms和40ms。假設采用基于優(yōu)先級的搶占式調度算法，優(yōu)先級從高到低依次為T1、T2、T3。那么，在一個長時間的運行過程中，任務的響應時間和截止時間是否能夠得到保證？（）A.由于優(yōu)先級設置合理，三個任務的響應時間和截止時間都能夠得到保證B.T3的響應時間可能會超過其周期，導致截止時間無法保證C.T2可能會因為T1的搶占而導致響應時間延遲，無法保證截止時間D.優(yōu)先級設置可能導致低優(yōu)先級任務長時間得不到執(zhí)行，從而無法保證所有任務的截止時間2、假設有一個文件系統(tǒng)，采用混合索引分配方式，其直接索引指針指向10個磁盤塊，一級間接索引指針指向一個包含256個磁盤塊地址的索引表，二級間接索引指針指向一個包含256個一級間接索引表地址的索引表。每個磁盤塊大小為4KB，請問該文件系統(tǒng)能夠支持的最大文件大小是多少？（）A.10MB+1GB+256GBB.40KB+1MB+256MBC.40KB+1MB+64GBD.10MB+256MB+64GB3、在操作系統(tǒng)的設備管理中，緩沖技術可以提高設備與CPU之間的并行性。假設一個設備向緩沖區(qū)寫入數據，CPU從緩沖區(qū)讀取數據。以下關于緩沖區(qū)的作用的描述，正確的是：（）A.緩沖區(qū)可以減少設備等待CPU處理數據的時間，提高設備利用率B.緩沖區(qū)可以保證數據的順序一致性，避免數據混亂C.緩沖區(qū)可以增大數據傳輸的帶寬，提高數據傳輸速度D.緩沖區(qū)可以消除設備與CPU之間的速度差異，實現同步工作4、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)和數據打包發(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據一致性C.將進程P在節(jié)點A的代碼和數據直接復制到節(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5、在一個操作系統(tǒng)中，磁盤調度算法采用最短尋道時間優(yōu)先（SSTF）算法。當前磁頭位于磁道50，磁道訪問請求序列為80、40、90、10、60。那么，磁頭移動的總距離是多少？（）A.150B.160C.170D.1806、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、文件系統(tǒng)的文件保護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8、在一個文件系統(tǒng)中，文件控制塊（FCB）包含了文件的各種屬性信息，如文件名、文件大小、文件創(chuàng)建時間等。假設一個文件系統(tǒng)中有1000個文件，每個文件的FCB占用128字節(jié)，磁盤塊大小為1024字節(jié)。那么，存儲這些文件的FCB至少需要多少個磁盤塊？（）A.125B.128C.256D.5129、在一個具有虛擬存儲功能的操作系統(tǒng)中，某進程的部分頁面被換出到外存。當該進程再次訪問這些被換出的頁面時，會產生缺頁中斷。以下關于缺頁中斷處理的說法，正確的是：（）A.操作系統(tǒng)會立即將所需頁面從外存調入內存，然后恢復進程的執(zhí)行B.缺頁中斷處理過程中，進程會被一直阻塞，直到頁面調入完成C.操作系統(tǒng)會先選擇一個合適的頁面進行置換，然后將所需頁面調入內存D.缺頁中斷的處理優(yōu)先級低于其他硬件中斷，會在其他中斷處理完成后再進行10、在一個多線程的操作系統(tǒng)中，有一個進程包含多個線程。假設線程T1、T2和T3屬于同一個進程，它們共享進程的資源，如內存空間、文件描述符等?，F在線程T1執(zhí)行一個系統(tǒng)調用導致阻塞，那么其他線程的狀態(tài)會受到怎樣的影響？（）A.線程T2和T3也會被阻塞，直到T1完成系統(tǒng)調用B.線程T2和T3不受影響，繼續(xù)執(zhí)行C.線程T2和T3會暫停，等待操作系統(tǒng)的調度D.線程T2和T3可能會被切換到其他進程的線程執(zhí)行11、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12、在操作系統(tǒng)中，虛擬內存技術被廣泛應用。假設系統(tǒng)的物理內存為4GB，采用分頁存儲管理，頁面大小為4KB。進程的虛擬地址空間為8GB。當進程訪問一個虛擬地址時，操作系統(tǒng)需要進行地址轉換。以下關于虛擬內存和地址轉換的描述中，正確的是：（）A.虛擬內存技術使得進程可以使用比物理內存更大的地址空間，但可能會導致內存碎片的產生B.地址轉換過程中，操作系統(tǒng)通過頁表將虛擬地址直接映射為物理地址，無需其他操作C.虛擬內存技術總是能夠提高系統(tǒng)的內存利用率，無論進程的實際內存需求如何D.當進程訪問的虛擬地址對應的頁面不在物理內存中時，操作系統(tǒng)會立即將整個進程換出到外存13、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14、操作系統(tǒng)的進程通信可以實現不同進程之間的數據交換和同步。以下關于進程通信的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.進程通信可以分為共享內存、消息傳遞和管道等方式B.共享內存方式速度快，但需要解決同步和互斥問題C.消息傳遞方式比較靈活，但開銷較大D.管道是一種單向通信方式，只能用于父子進程之間的通信15、在一個多任務操作系統(tǒng)中，多個進程同時競爭CPU資源。假設系統(tǒng)采用時間片輪轉調度算法，每個進程被分配相同長度的時間片。當一個進程在其時間片內未完成任務時，會被掛起并放入就緒隊列等待下一輪調度。現在有三個進程P1、P2和P3，它們的運行時間分別為20毫秒、10毫秒和30毫秒。如果系統(tǒng)的時間片長度為10毫秒，那么這三個進程的平均周轉時間（從進程開始到完成的時間）大約是多少？需要考慮進程的切換時間和等待時間，并分析這種調度算法在不同場景下的優(yōu)缺點。A.20毫秒B.23.33毫秒C.26.67毫秒D.30毫秒16、在一個文件系統(tǒng)中，文件的物理結構采用連續(xù)分配方式。已知一個文件的起始物理塊號為100，文件長度為50個物理塊。如果要在文件中間插入10個物理塊的內容，需要進行怎樣的操作？（）A.直接在文件中間插入新的物理塊，修改文件長度B.將文件后半部分內容向后移動10個物理塊的位置，然后插入新內容C.重新為文件分配連續(xù)的物理空間，將原內容和新內容一起寫入D.無法在連續(xù)分配方式下直接插入，只能采用其他分配方式17、在一個多處理器操作系統(tǒng)中，進程可以在多個CPU核心上并行執(zhí)行。假設有一個計算密集型的進程，它可以被分解為多個子任務，并且這些子任務之間沒有數據依賴關系?，F在系統(tǒng)中有4個可用的CPU核心，將這個進程分配到這些核心上執(zhí)行。分析在不同的任務分配策略（如平均分配、自適應分配等）下，進程的執(zhí)行時間和系統(tǒng)資源利用率的變化情況，并討論哪種分配策略在不同負載條件下更具優(yōu)勢。A.平均分配策略更優(yōu)B.自適應分配策略更優(yōu)C.兩種策略在不同情況下各有優(yōu)劣D.取決于進程的具體特點18、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19、在操作系統(tǒng)中，設備獨立性是指用戶程序在使用設備時不依賴于具體的物理設備。為了實現設備獨立性，系統(tǒng)引入了邏輯設備和物理設備的概念，并通過設備驅動程序進行轉換。假設一個系統(tǒng)中有三種類型的設備：打印機、磁盤和掃描儀。用戶程序通過邏輯設備名請求使用設備，系統(tǒng)根據設備分配表進行設備分配。現在有多個進程同時請求使用打印機和磁盤，為了有效地進行設備分配，系統(tǒng)采用的策略應該是（）A.先來先服務B.優(yōu)先級分配C.短作業(yè)優(yōu)先D.隨機分配20、有一個文件系統(tǒng)，采用混合索引分配方式，其FCB中共有13個地址項，其中0-9個地址項為直接地址，第10個地址項為一次間接地址，第11個地址項為二次間接地址，第12個地址項為三次間接地址。若每個盤塊的大小為512B，每個盤塊號占4B，則該文件系統(tǒng)允許的最大文件長度是多少？（給出詳細的計算步驟）（）A.10+512+512×512+512×512×512B.10×512+512×512+512×512×512C.10×512+512×512+512×512×512×512D.10+512×512+512×512×512+512×512×512×512二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）解釋作業(yè)調度和進程調度的區(qū)別。2、（本題5分）解釋操作系統(tǒng)的性能瓶頸識別和解決方法。3、（本題5分）操作系統(tǒng)如何處理分布式系統(tǒng)中的數據一致性？4、（本題5分）什么是軟實時任務和硬實時任務？5、（本題5分）簡述操作系統(tǒng)的可靠性指標和評估方法。三、綜合分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）探討操作系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)快照技術在數據備份和恢復中的應用。2、（本題5分）分析操作系統(tǒng)如何優(yōu)化文件系統(tǒng)的文件刪除操作的空間回收效率。3、（本題5分）分析操作系統(tǒng)中的系統(tǒng)啟動優(yōu)化技術。4、（本題5分）分析操作系統(tǒng)如何處理文件系統(tǒng)的目錄緩存和預取策略。5、（本題5分）分析操作系統(tǒng)如何處理文件系統(tǒng)的文件版本控制的歷史管理和查詢。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）隨著邊緣計算的興起，操作系統(tǒng)在邊緣設備上的運行面臨新的挑戰(zhàn)。請深入探討邊緣操作系統(tǒng)的特點和需求，如低延遲、輕量級、適應惡劣