西安工業(yè)大學《操作系統(tǒng)》2023-2024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頁西安工業(yè)大學

《操作系統(tǒng)》2023-2024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15個小題，每小題2分，共30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、在一個具有實時時鐘的操作系統(tǒng)中，時鐘中斷的頻率為100Hz。進程P需要在每隔50ms執(zhí)行一次特定操作。為了實現這個功能，可以采用以下哪種方法？（）A.設置一個定時器，在定時時間到達時觸發(fā)操作B.在時鐘中斷處理程序中判斷時間間隔，執(zhí)行操作C.利用系統(tǒng)調用，在需要執(zhí)行操作的時刻主動請求執(zhí)行D.以上方法均可2、在操作系統(tǒng)的虛擬內存管理中，頁面置換算法的選擇會影響系統(tǒng)的性能。假設系統(tǒng)采用最近最少使用（LRU）頁面置換算法。當內存已滿且需要置換頁面時，以下關于頁面選擇的描述，正確的是：（）A.會選擇最長時間未被訪問的頁面進行置換B.隨機選擇一個頁面進行置換C.選擇剛剛被訪問過的頁面進行置換D.選擇最先進入內存的頁面進行置換3、操作系統(tǒng)中的作業(yè)管理負責對用戶提交的作業(yè)進行組織、調度和控制。作業(yè)通常由程序、數據和作業(yè)控制說明書組成。作業(yè)調度算法的性能直接影響系統(tǒng)的效率和用戶的滿意度。假設有三個作業(yè)J1、J2和J3，它們的提交時間分別為8:00、8:30和9:00，運行時間分別為2小時、1小時和0.5小時。若采用短作業(yè)優(yōu)先（SJF）調度算法，且系統(tǒng)在10:00開始調度作業(yè)，那么平均等待時間為（）A.0.5小時B.1小時C.1.5小時D.2小時4、在一個采用虛擬存儲技術的系統(tǒng)中，某進程的工作集為當前時刻t之前的10毫秒內訪問過的頁面集合。若頁面訪問序列為1,2,3,1,4,5,2,1,6,3，頁面置換算法為工作集算法，工作集窗口大小為5毫秒，請問在t=10毫秒時，進程的工作集中包含哪些頁面？（）A.1,2,3,4,5B.1,2,3,4,6C.2,3,4,5,6D.3,4,5,6,15、某操作系統(tǒng)采用動態(tài)分區(qū)分配方式管理內存，初始時內存為空?，F有一系列內存分配請求和釋放請求，分配請求依次為：300KB、200KB、150KB、400KB，釋放請求依次為：200KB、300KB。采用最佳適應算法進行內存分配和回收，請問最終內存的空閑分區(qū)情況是怎樣的？（）A.一個150KB的空閑分區(qū)和一個400KB的空閑分區(qū)B.一個200KB的空閑分區(qū)和一個350KB的空閑分區(qū)C.一個350KB的空閑分區(qū)和一個150KB的空閑分區(qū)D.一個550KB的空閑分區(qū)6、在一個多處理器操作系統(tǒng)中，進程可以在不同的處理器上并行執(zhí)行。假設系統(tǒng)中有四個處理器，進程P1、P2、P3和P4同時就緒。以下關于多處理器操作系統(tǒng)進程調度的描述中，正確的是：（）A.操作系統(tǒng)會將這四個進程平均分配到四個處理器上執(zhí)行，以保證負載均衡B.進程調度的策略與單處理器操作系統(tǒng)完全相同，不需要考慮處理器的數量C.為了充分利用多處理器資源，操作系統(tǒng)可能會將一個進程的不同部分分配到不同的處理器上執(zhí)行D.如果進程P1是計算密集型，而進程P2是I/O密集型，操作系統(tǒng)會優(yōu)先將P1分配到處理器上執(zhí)行7、在一個具有文件共享功能的操作系統(tǒng)中，多個進程可以同時訪問同一個文件。為了保證文件數據的一致性，系統(tǒng)采用了文件鎖機制。有進程P1正在對文件進行讀操作，并獲取了共享讀鎖，此時進程P2想要對文件進行寫操作。那么，進程P2會處于什么狀態(tài)？（）A.就緒狀態(tài)，等待獲取寫鎖B.阻塞狀態(tài)，直到P1釋放讀鎖C.運行狀態(tài)，可以直接進行寫操作D.錯誤狀態(tài)，不允許同時進行讀寫操作8、在計算機操作系統(tǒng)中，內存管理是一項關鍵任務。假設系統(tǒng)采用分頁存儲管理方式，頁面大小為4KB，某進程的邏輯地址空間為32GB。則該進程的頁表項數量至少為：（）A.8MB.2MC.1MD.4M9、在一個具有多個線程的進程中，線程之間共享進程的資源，包括內存、文件描述符等。但每個線程有自己獨立的?？臻g和線程控制塊。假設有線程T1、T2和T3，它們同時訪問一個全局變量X，X的初始值為0。T1執(zhí)行X=X+1，T2執(zhí)行X=X-2，T3執(zhí)行X=X*3，請問最終X的值可能是多少？（）A.-3B.0C.3D.以上都有可能10、某計算機系統(tǒng)中，有一臺打印機被多個進程競爭使用。為了保證打印結果的正確，系統(tǒng)應采用何種技術？（）A.進程互斥B.進程同步C.進程通信D.死鎖避免11、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12、在操作系統(tǒng)中，死鎖的檢測和恢復是處理死鎖問題的重要手段。死鎖檢測可以通過資源分配圖或者矩陣的方法進行。假設系統(tǒng)中有四個資源類型R1、R2、R3和R4，三個進程P1、P2和P3。P1申請了R1和R2，P2申請了R2和R3，P3申請了R3和R4?，F在通過資源分配圖進行死鎖檢測，那么該系統(tǒng)是否處于死鎖狀態(tài)（）A.是B.否C.無法確定D.以上都不對13、在一個操作系統(tǒng)中，死鎖是一個需要避免的問題。假設有四個進程P1、P2、P3、P4，它們分別需要資源A、B、C，資源的數量分別為5、4、3，每個進程所需的資源數量如下表所示：（）進程所需資源A所需資源B所需資源CP1211P2121P3112P4212采用銀行家算法來判斷系統(tǒng)是否處于安全狀態(tài)。如果當前系統(tǒng)的資源分配情況如下表所示：進程已分配資源A已分配資源B已分配資源CP1100P2010P3110P4101那么，系統(tǒng)是否處于安全狀態(tài)？A.系統(tǒng)處于安全狀態(tài)，存在一個安全序列，如B.系統(tǒng)處于安全狀態(tài)，存在一個安全序列，如C.系統(tǒng)處于不安全狀態(tài)，不存在安全序列D.系統(tǒng)處于安全狀態(tài)，存在一個安全序列，如14、在文件系統(tǒng)中，文件目錄的組織方式對文件的查找效率有很大影響。常見的文件目錄組織方式有單級目錄、兩級目錄和多級目錄。單級目錄結構簡單，但不便于文件的分類管理；兩級目錄將用戶文件目錄和系統(tǒng)文件目錄分開，提高了安全性；多級目錄則形成了樹形結構，便于文件的分類和查找。假設一個文件系統(tǒng)采用多級目錄結構，目錄深度為3，每個目錄下最多有10個子目錄或文件。那么，該文件系統(tǒng)最多可以容納的文件和目錄數量為（）A.1000B.10000C.100000D.100000015、文件系統(tǒng)的文件訪問控制可以限制用戶對文件的訪問權限。以下關于文件訪問控制的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.文件訪問控制可以通過用戶認證和授權機制來實現B.文件訪問控制可以限制用戶對文件的讀、寫、執(zhí)行等操作C.文件訪問控制可以采用訪問控制列表（ACL）或能力列表等方式實現D.文件訪問控制只對本地文件系統(tǒng)有效，對網絡文件系統(tǒng)沒有作用二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）操作系統(tǒng)如何處理異常和錯誤？2、（本題5分）解釋操作系統(tǒng)的風險評估和應對策略。3、（本題5分）簡述進程控制塊的內容和作用。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）論述在操作系統(tǒng)中，內存管理的分頁存儲管理和分段存儲管理方式的原理、優(yōu)缺點，并分析它們在處理大內存和多進程環(huán)境下的性能差異以及如何進行有效的地址轉換。2、（本題5分）內存管理是操作系統(tǒng)的核心功能之一。深入探討各種內存管理技術，如分區(qū)存儲管理、頁式存儲管理、段式存儲管理、段頁式存儲管理等，分析它們在內存分配效率、內存碎片處理、地址轉換等方面的特點和優(yōu)劣，以及如何在不同的應用場景中進行選擇和優(yōu)化。3、（本題5分）在多核操作系統(tǒng)中，緩存一致性協議對于保證數據的一致性和系統(tǒng)性能至關重要。深入探討常見的緩存一致性協議，如MESI、MOESI等，分析它們的工作原理、實現機制和性能開銷，研究在不同的多核架構和應用場景下如何選擇合適的緩存一致性協議，以及緩存一致性問題對程序并行性的影響。4、（本題5分）隨著虛擬化技術的廣泛應用，操作系統(tǒng)需要支持虛擬機的運行。論述操作系統(tǒng)在虛擬化環(huán)境中的角色和功能，如虛擬機監(jiān)控器接口、資源虛擬化等，分析虛擬化對操作系統(tǒng)性能和功能的影響，探討操作系