宜賓學(xué)院《操作系統(tǒng)》2021-2022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)宜賓學(xué)院

《操作系統(tǒng)》2021-2022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)具有虛擬內(nèi)存的操作系統(tǒng)中，系統(tǒng)采用請(qǐng)求調(diào)頁(yè)的方式將頁(yè)面調(diào)入內(nèi)存。當(dāng)一個(gè)進(jìn)程訪問(wèn)一個(gè)不在內(nèi)存中的頁(yè)面時(shí)，會(huì)產(chǎn)生缺頁(yè)中斷。假設(shè)頁(yè)面置換算法為最近最久未使用（LRU）算法，系統(tǒng)為該進(jìn)程分配了4個(gè)頁(yè)框。進(jìn)程的頁(yè)面訪問(wèn)序列為1、2、3、4、1、2、5、1、2、3、4、5，初始時(shí)4個(gè)頁(yè)框均為空。那么，在這個(gè)過(guò)程中發(fā)生的缺頁(yè)次數(shù)是多少？（）A.7次B.8次C.9次D.10次2、在一個(gè)采用多級(jí)反饋隊(duì)列調(diào)度算法的操作系統(tǒng)中，設(shè)置了三個(gè)就緒隊(duì)列，優(yōu)先級(jí)從高到低依次為Q1、Q2、Q3，時(shí)間片大小分別為2ms、4ms、8ms。進(jìn)程P首先進(jìn)入Q1隊(duì)列，在Q1中運(yùn)行1ms后未完成，被放入Q2隊(duì)列；在Q2中運(yùn)行3ms后未完成，被放入Q3隊(duì)列。那么，進(jìn)程P在Q3隊(duì)列中的時(shí)間片大小是多少？（）A.2msB.4msC.8msD.不確定，取決于系統(tǒng)設(shè)置3、虛擬存儲(chǔ)技術(shù)是操作系統(tǒng)中用于擴(kuò)展內(nèi)存容量的重要手段。在請(qǐng)求分頁(yè)存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中，當(dāng)訪問(wèn)的頁(yè)面不在內(nèi)存時(shí)，會(huì)產(chǎn)生缺頁(yè)中斷。假設(shè)系統(tǒng)的頁(yè)面置換算法為最近最久未使用（LRU）算法，某進(jìn)程的頁(yè)面訪問(wèn)序列為1、2、3、4、1、2、5、1、2、3、4、5，系統(tǒng)分配給該進(jìn)程的物理頁(yè)面數(shù)為3。那么，缺頁(yè)次數(shù)至少為（）A.6次B.7次C.8次D.9次4、操作系統(tǒng)的虛擬內(nèi)存管理可以提高系統(tǒng)的內(nèi)存利用率和程序的并發(fā)度。以下關(guān)于虛擬內(nèi)存管理的描述中，哪個(gè)選項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.虛擬內(nèi)存管理可以將程序的一部分頁(yè)面換出到硬盤(pán)上，當(dāng)需要時(shí)再換入內(nèi)存B.虛擬內(nèi)存管理可以采用分頁(yè)式、分段式或段頁(yè)式等存儲(chǔ)管理方式C.虛擬內(nèi)存管理需要硬件支持，如MMU（內(nèi)存管理單元）和TLB（轉(zhuǎn)換后備緩沖器）D.虛擬內(nèi)存管理可以完全替代物理內(nèi)存，使得程序可以在沒(méi)有物理內(nèi)存的情況下運(yùn)行5、在一個(gè)多道程序設(shè)計(jì)的操作系統(tǒng)中，有三個(gè)進(jìn)程P1、P2、P3，它們的到達(dá)時(shí)間、服務(wù)時(shí)間分別為（0，8）、（1，4）、（2，9）（單位：毫秒）。采用短作業(yè)優(yōu)先（SJF）調(diào)度算法，不考慮進(jìn)程切換的時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)。那么，進(jìn)程P1的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間是多少？（）A.8毫秒B.9毫秒C.10毫秒D.11毫秒6、在一個(gè)單CPU的操作系統(tǒng)中，有四個(gè)進(jìn)程P1、P2、P3和P4，它們的到達(dá)時(shí)間、運(yùn)行時(shí)間和優(yōu)先級(jí)如下表所示。進(jìn)程到達(dá)時(shí)間運(yùn)行時(shí)間（ms）優(yōu)先級(jí)P1053P2142P3261P4334假設(shè)系統(tǒng)采用搶占式優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法，當(dāng)時(shí)間片為2ms時(shí)，進(jìn)程的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間是多少？（給出詳細(xì)的計(jì)算過(guò)程）（）A.12.5msB.13.5msC.14.5msD.15.5ms7、某計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用固定分區(qū)存儲(chǔ)管理方式，將內(nèi)存分為4個(gè)分區(qū)，大小分別為200KB、400KB、600KB和800KB?，F(xiàn)有4個(gè)進(jìn)程P1、P2、P3和P4，它們所需的內(nèi)存空間分別為350KB、200KB、500KB和450KB。請(qǐng)問(wèn)采用首次適應(yīng)算法，這些進(jìn)程能否全部裝入內(nèi)存？如果能，給出裝入的分區(qū)情況；如果不能，說(shuō)明原因。（）A.能，P1裝入第3分區(qū)，P2裝入第1分區(qū)，P3裝入第4分區(qū)，P4裝入第2分區(qū)B.能，P1裝入第4分區(qū)，P2裝入第1分區(qū)，P3裝入第3分區(qū)，P4裝入第2分區(qū)C.否，沒(méi)有足夠大的連續(xù)分區(qū)滿(mǎn)足P3的需求D.否，沒(méi)有足夠大的連續(xù)分區(qū)滿(mǎn)足P4的需求8、在一個(gè)實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，有兩個(gè)周期性任務(wù)T1和T2，T1的周期為20ms，執(zhí)行時(shí)間為10ms；T2的周期為50ms，執(zhí)行時(shí)間為20ms。采用最早截止時(shí)間優(yōu)先（EDF）調(diào)度算法，在0時(shí)刻兩個(gè)任務(wù)同時(shí)到達(dá)，請(qǐng)問(wèn)哪個(gè)任務(wù)會(huì)先執(zhí)行？（）A.T1B.T2C.不確定D.同時(shí)執(zhí)行9、在操作系統(tǒng)中，虛擬內(nèi)存技術(shù)被廣泛應(yīng)用。假設(shè)系統(tǒng)的物理內(nèi)存為4GB，采用分頁(yè)存儲(chǔ)管理，頁(yè)面大小為4KB。進(jìn)程的虛擬地址空間為8GB。當(dāng)進(jìn)程訪問(wèn)一個(gè)虛擬地址時(shí)，操作系統(tǒng)需要進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換。以下關(guān)于虛擬內(nèi)存和地址轉(zhuǎn)換的描述中，正確的是：（）A.虛擬內(nèi)存技術(shù)使得進(jìn)程可以使用比物理內(nèi)存更大的地址空間，但可能會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存碎片的產(chǎn)生B.地址轉(zhuǎn)換過(guò)程中，操作系統(tǒng)通過(guò)頁(yè)表將虛擬地址直接映射為物理地址，無(wú)需其他操作C.虛擬內(nèi)存技術(shù)總是能夠提高系統(tǒng)的內(nèi)存利用率，無(wú)論進(jìn)程的實(shí)際內(nèi)存需求如何D.當(dāng)進(jìn)程訪問(wèn)的虛擬地址對(duì)應(yīng)的頁(yè)面不在物理內(nèi)存中時(shí)，操作系統(tǒng)會(huì)立即將整個(gè)進(jìn)程換出到外存10、操作系統(tǒng)的中斷機(jī)制是實(shí)現(xiàn)多任務(wù)和設(shè)備管理的關(guān)鍵。以下關(guān)于中斷的描述中，哪個(gè)選項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.中斷是指CPU在執(zhí)行程序的過(guò)程中，由于外部事件的發(fā)生而暫停當(dāng)前程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)而去處理外部事件B.中斷可以分為硬件中斷和軟件中斷，硬件中斷是由外部設(shè)備產(chǎn)生的，軟件中斷是由程序中的指令產(chǎn)生的C.中斷處理程序負(fù)責(zé)處理中斷事件，通常會(huì)保存當(dāng)前程序的狀態(tài)，然后執(zhí)行相應(yīng)的處理操作D.中斷可以被屏蔽，即CPU可以忽略某些中斷請(qǐng)求，繼續(xù)執(zhí)行當(dāng)前程序11、在一個(gè)分布式操作系統(tǒng)中，多個(gè)計(jì)算機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接協(xié)同工作。假設(shè)系統(tǒng)中的一個(gè)任務(wù)需要在多個(gè)節(jié)點(diǎn)上并行執(zhí)行。以下關(guān)于分布式任務(wù)調(diào)度和資源分配的描述，正確的是：（）A.任務(wù)會(huì)被自動(dòng)分配到負(fù)載最輕的節(jié)點(diǎn)上執(zhí)行，以實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡B.每個(gè)節(jié)點(diǎn)獨(dú)立進(jìn)行任務(wù)調(diào)度和資源分配，互不影響C.分布式操作系統(tǒng)中不存在資源競(jìng)爭(zhēng)和死鎖問(wèn)題，因?yàn)楣?jié)點(diǎn)相互獨(dú)立D.任務(wù)在節(jié)點(diǎn)之間的遷移不會(huì)影響其執(zhí)行進(jìn)度和結(jié)果12、在一個(gè)具有虛擬存儲(chǔ)管理的操作系統(tǒng)中，進(jìn)程的邏輯地址空間被劃分為若干頁(yè)面，物理內(nèi)存被劃分為相同大小的頁(yè)框。當(dāng)進(jìn)程執(zhí)行時(shí)，如果所需頁(yè)面不在物理內(nèi)存中，就會(huì)產(chǎn)生缺頁(yè)中斷。假設(shè)一個(gè)進(jìn)程正在執(zhí)行，其頁(yè)面訪問(wèn)序列為1、2、3、4、1、2、5、1、2、3、4、5，系統(tǒng)采用先進(jìn)先出（FIFO）頁(yè)面置換算法，分配給該進(jìn)程的物理內(nèi)存頁(yè)框數(shù)量為3。那么，在此過(guò)程中發(fā)生的缺頁(yè)次數(shù)是多少？（）A.7次B.8次C.9次D.10次13、在一個(gè)具有快表的分頁(yè)系統(tǒng)中，假定頁(yè)表存放在內(nèi)存中，內(nèi)存訪問(wèn)時(shí)間為100ns，快表的查找時(shí)間為20ns。若一次內(nèi)存訪問(wèn)需要查找頁(yè)表，而快表命中的概率為80%。則有效訪問(wèn)時(shí)間是多少？（）A.100nsB.116nsC.120nsD.140ns14、在操作系統(tǒng)的磁盤(pán)管理中，磁盤(pán)調(diào)度算法的選擇對(duì)于磁盤(pán)的I/O性能有著重要的影響。除了前面提到的幾種常見(jiàn)算法，還有電梯調(diào)度算法。電梯調(diào)度算法類(lèi)似于電梯的工作原理，總是沿著一個(gè)方向移動(dòng)，直到該方向上沒(méi)有請(qǐng)求為止，然后改變方向。假設(shè)磁盤(pán)請(qǐng)求隊(duì)列的順序?yàn)?2、170、43、140、24、16、190，磁頭當(dāng)前位于50號(hào)磁道，初始移動(dòng)方向?yàn)榇诺捞?hào)增加的方向。那么，采用電梯調(diào)度算法時(shí)，磁頭移動(dòng)的總磁道數(shù)為（）A.382B.418C.450D.51215、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)二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）解釋操作系統(tǒng)中的線程同步原語(yǔ)。2、（本題5分）解釋操作系統(tǒng)中的內(nèi)存分配的首次適應(yīng)算法。3、（本題5分）什么是系統(tǒng)自舉？4、（本題5分）簡(jiǎn)述最佳置換算法的思想和缺陷。三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）論述操作系統(tǒng)中的文件共享與文件保護(hù)機(jī)制，研究如何實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶(hù)對(duì)同一文件的并發(fā)訪問(wèn)，以及如何防止未經(jīng)授權(quán)的用戶(hù)對(duì)文件進(jìn)行修改或刪除。分析文件訪問(wèn)權(quán)限的設(shè)置和管理方法。2、（本題5分）詳細(xì)探討操作系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)的掛載和卸載過(guò)程，分析文件系統(tǒng)類(lèi)型的識(shí)別、掛載點(diǎn)的選擇和資源的關(guān)聯(lián)，以及卸載時(shí)的數(shù)據(jù)一致性處理。3、（本題5分）操作系統(tǒng)的安全審計(jì)機(jī)制用于跟蹤和記錄系統(tǒng)中的活動(dòng)。請(qǐng)?jiān)敿?xì)闡述安全審計(jì)的目的、內(nèi)容和實(shí)現(xiàn)方式，分析如何利用審計(jì)信息發(fā)現(xiàn)潛在的安全威脅和違規(guī)行為，以及如何保障審計(jì)數(shù)據(jù)的完整性和保密性。4、（本題5分）在多線程編程環(huán)境下，操作系統(tǒng)需要提供有效的線程同步和通信機(jī)制。請(qǐng)深入探討多線程環(huán)境下的同步問(wèn)題，如競(jìng)態(tài)條件、數(shù)據(jù)不一致等，分析常用的線程同步工具，如互斥鎖、條件變量、讀寫(xiě)鎖等的使用方法和適用場(chǎng)景，以及如何避免多線程編程中的常見(jiàn)錯(cuò)誤。5、（本題5分）操作系統(tǒng)的安全隔離機(jī)制用于保護(hù)不同的進(jìn)程和用戶(hù)空間。請(qǐng)?jiān)敿?xì)闡述安全隔離的技術(shù)和方法，如內(nèi)存隔離、進(jìn)程隔