浙江師范大學(xué)《操作系統(tǒng)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁浙江師范大學(xué)

《操作系統(tǒng)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、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、在一個操作系統(tǒng)中，文件系統(tǒng)負(fù)責(zé)管理存儲在磁盤上的文件和目錄。假設(shè)使用的是一種索引節(jié)點（inode）結(jié)構(gòu)的文件系統(tǒng)，每個文件都有一個對應(yīng)的inode，其中包含了文件的屬性信息和指向文件數(shù)據(jù)塊的指針。現(xiàn)在有一個大文件，其數(shù)據(jù)分布在多個不連續(xù)的磁盤塊上。當(dāng)讀取這個文件時，文件系統(tǒng)需要通過inode中的指針來定位數(shù)據(jù)塊。分析這種文件系統(tǒng)在處理大文件時的性能特點，包括磁盤尋道時間、數(shù)據(jù)傳輸速度和文件訪問的效率，并探討如何優(yōu)化文件系統(tǒng)以提高大文件的訪問性能。A.讀取大文件時性能較好，無需優(yōu)化B.讀取大文件時性能較差，可采用連續(xù)分配方式優(yōu)化C.讀取大文件時性能較差，可采用更大的磁盤緩存優(yōu)化D.讀取大文件時性能較差，可采用更高效的磁盤調(diào)度算法優(yōu)化2、在操作系統(tǒng)中，進程通信的方式多種多樣。共享內(nèi)存方式通過共享一塊內(nèi)存區(qū)域來實現(xiàn)進程間的數(shù)據(jù)交換，具有很高的通信效率；消息傳遞方式則通過發(fā)送和接收消息來完成通信，消息可以包含各種數(shù)據(jù)類型；管道通信方式則是一種半雙工的通信方式，常用于父子進程之間的通信。假設(shè)有兩個進程需要進行大量數(shù)據(jù)的實時交換，并且要求通信的可靠性較高，那么最適合采用的通信方式是（）A.共享內(nèi)存B.消息傳遞C.管道通信D.以上方式都不適合3、在一個支持虛擬內(nèi)存的操作系統(tǒng)中，當(dāng)一個進程發(fā)生缺頁中斷時，操作系統(tǒng)需要從磁盤中將所需的頁面調(diào)入內(nèi)存。假設(shè)頁面置換算法為先進先出（FIFO）算法，當(dāng)前內(nèi)存中有三個頁面，分別是頁面A、B、C，最近訪問的順序為B、C、A。現(xiàn)在需要調(diào)入頁面D，而內(nèi)存已滿，那么會置換出哪個頁面？（）A.頁面A，因為它是最早進入內(nèi)存的頁面B.頁面B，因為它是最近訪問的頁面C.頁面C，因為它在中間位置D.隨機選擇一個頁面進行置換4、在一個具有虛擬存儲管理的操作系統(tǒng)中，進程的邏輯地址空間被劃分為若干頁面，物理內(nèi)存被劃分為相同大小的頁框。當(dāng)進程執(zhí)行時，如果所需頁面不在物理內(nèi)存中，就會產(chǎn)生缺頁中斷。假設(shè)一個進程正在執(zhí)行，其頁面訪問序列為1、2、3、4、1、2、5、1、2、3、4、5，系統(tǒng)采用先進先出（FIFO）頁面置換算法，分配給該進程的物理內(nèi)存頁框數(shù)量為3。那么，在此過程中發(fā)生的缺頁次數(shù)是多少？（）A.7次B.8次C.9次D.10次5、文件的存儲結(jié)構(gòu)有順序存儲、鏈?zhǔn)酱鎯退饕鎯Φ确绞健＜僭O(shè)一個文件系統(tǒng)采用索引存儲結(jié)構(gòu)，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(dāng)文件需要擴展時，以下關(guān)于文件存儲結(jié)構(gòu)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(xiàn)有的索引表中分配新的磁盤塊B.索引存儲結(jié)構(gòu)在文件的隨機訪問方面性能較差，不如順序存儲結(jié)構(gòu)C.當(dāng)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?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)更適合文件的頻繁擴展和刪除操作，因此在這種情況下應(yīng)該將文件轉(zhuǎn)換為鏈?zhǔn)酱鎯?、在操作系統(tǒng)的磁盤調(diào)度算法中，先來先服務(wù)（FCFS）、最短尋道時間優(yōu)先（SSTF）和掃描算法（SCAN）是常見的方法。假設(shè)磁盤請求隊列中的請求順序為55、58、39、18、90、160、150、38、184，磁頭當(dāng)前位于100磁道，向磁道號增加的方向移動。以下關(guān)于不同磁盤調(diào)度算法的描述中，正確的是：（）A.FCFS算法按照請求到達的先后順序進行調(diào)度，平均尋道時間較長B.SSTF算法總是選擇距離當(dāng)前磁頭位置最近的請求進行調(diào)度，可能會導(dǎo)致某些請求長時間等待C.SCAN算法在磁頭移動到一端后，會立即反向移動，避免了饑餓現(xiàn)象D.不同的磁盤調(diào)度算法在不同的磁盤負(fù)載情況下性能表現(xiàn)不同，需要根據(jù)實際情況選擇合適的算法7、在一個采用虛擬存儲技術(shù)的系統(tǒng)中，某進程的工作集為當(dāng)前時刻t之前的10毫秒內(nèi)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.3,4,5,6,18、在一個多道程序設(shè)計系統(tǒng)中，多個進程并發(fā)執(zhí)行。假設(shè)有進程P1、P2和P3，它們的到達時間分別為0、1和2毫秒，服務(wù)時間分別為8、4和6毫秒。若采用短作業(yè)優(yōu)先（SJF）調(diào)度算法，那么平均周轉(zhuǎn)時間是多少？（）A.7毫秒B.8毫秒C.9毫秒D.10毫秒9、在一個實時操作系統(tǒng)中，對于周期性任務(wù)和非周期性任務(wù)都需要進行合理的調(diào)度。假設(shè)系統(tǒng)中有一個周期性任務(wù)T1，周期為50ms，執(zhí)行時間為20ms，還有一個非周期性任務(wù)T2，執(zhí)行時間為30ms。以下關(guān)于任務(wù)調(diào)度的描述，正確的是：（）A.操作系統(tǒng)會優(yōu)先調(diào)度周期性任務(wù)T1，確保其按時完成B.非周期性任務(wù)T2會在周期性任務(wù)T1的空閑時間執(zhí)行C.由于T2的執(zhí)行時間較長，可能會導(dǎo)致T1錯過周期D.操作系統(tǒng)會為T1和T2分配相同的時間片，輪流執(zhí)行10、在一個文件系統(tǒng)中，文件的存儲方式采用鏈接分配。假設(shè)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11、操作系統(tǒng)的進程通信機制可以實現(xiàn)不同進程之間的數(shù)據(jù)交換和同步。以下關(guān)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(nèi)存、消息傳遞和管道等方式B.共享內(nèi)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12、在一個分布式操作系統(tǒng)環(huán)境中，多個計算機通過網(wǎng)絡(luò)連接在一起，共同完成各種任務(wù)。假設(shè)系統(tǒng)中有兩個節(jié)點A和B，它們分別運行著不同的進程。進程P1在節(jié)點A上產(chǎn)生了一些數(shù)據(jù)，需要傳輸給在節(jié)點B上運行的進程P2。現(xiàn)在有多種數(shù)據(jù)傳輸方式可供選擇，如消息傳遞、共享內(nèi)存和遠(yuǎn)程過程調(diào)用（RPC）等。對于這種跨節(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸，哪種方式在數(shù)據(jù)一致性、傳輸效率和編程復(fù)雜性方面具有更好的綜合性能？需要詳細(xì)分析每種方式的特點和適用場景。A.消息傳遞B.共享內(nèi)存C.遠(yuǎn)程過程調(diào)用（RPC）D.以上方式在不同情況下各有優(yōu)劣13、在一個具有進程同步機制的操作系統(tǒng)中，有兩個進程P和Q，它們共享一個緩沖區(qū)。P進程負(fù)責(zé)向緩沖區(qū)寫入數(shù)據(jù)，Q進程負(fù)責(zé)從緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)。為了保證數(shù)據(jù)的正確讀寫，使用了一個信號量S，初始值為1。當(dāng)P進程準(zhǔn)備向緩沖區(qū)寫入數(shù)據(jù)時，執(zhí)行P(S)操作；寫入完成后，執(zhí)行V(S)操作。當(dāng)Q進程準(zhǔn)備從緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)時，執(zhí)行P(S)操作；讀取完成后，執(zhí)行V(S)操作。假設(shè)當(dāng)前Q進程正在讀取數(shù)據(jù)，P進程準(zhǔn)備寫入數(shù)據(jù)。那么，P進程會處于什么狀態(tài)？（）A.就緒狀態(tài)B.阻塞狀態(tài)C.運行狀態(tài)D.掛起狀態(tài)14、在操作系統(tǒng)中，進程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換是一個重要的概念。假設(shè)一個進程處于阻塞狀態(tài)，等待I/O操作完成。以下關(guān)于進程狀態(tài)轉(zhuǎn)換的描述中，正確的是：（）A.當(dāng)I/O操作完成后，進程會直接從阻塞狀態(tài)轉(zhuǎn)換為運行狀態(tài)B.進程從阻塞狀態(tài)轉(zhuǎn)換為就緒狀態(tài)后，一定會立即被調(diào)度執(zhí)行C.在阻塞狀態(tài)的進程不會因為時間片用完而被切換到其他狀態(tài)D.如果有更高優(yōu)先級的進程進入就緒狀態(tài)，阻塞狀態(tài)的進程可能會被長期擱置15、在計算機操作系統(tǒng)中，進程管理是核心功能之一。以下關(guān)于進程狀態(tài)的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.就緒狀態(tài)表示進程已經(jīng)準(zhǔn)備好執(zhí)行，但還需要等待CPU分配時間片B.運行狀態(tài)表示進程正在CPU上執(zhí)行C.阻塞狀態(tài)表示進程因為等待某個事件而暫停執(zhí)行D.終止?fàn)顟B(tài)表示進程已經(jīng)完成執(zhí)行，但還占用系統(tǒng)資源二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）解釋操作系統(tǒng)的用戶滿意度調(diào)查和反饋處理。2、（本題5分）進程的優(yōu)先級調(diào)整策略有哪些？3、（本題5分）簡述操作系統(tǒng)中的安全審計。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）論述操作系統(tǒng)中的電源管理策略，包括休眠、待機和節(jié)能模式等，分析如何在保證系統(tǒng)性能的前提下實現(xiàn)有效的電源管理，降低能耗。2、（本題5分）在操作系統(tǒng)中，線程是進程內(nèi)的執(zhí)行單元。請詳細(xì)闡述線程與進程的區(qū)別和聯(lián)系，分析線程的實現(xiàn)方式和同步機制，探討多線程編程中的并發(fā)問題和解決方案。3、（本題5分）論述操作系統(tǒng)中的分布式文件系統(tǒng)的容錯和恢復(fù)機制，包括數(shù)據(jù)副本管理、節(jié)點故障處理和數(shù)據(jù)一致性維護。分析分布式文件系統(tǒng)在大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲中的可靠性保障。4、（本題5分）操作系統(tǒng)的電源管理對于移動設(shè)備和節(jié)能型計算機系統(tǒng)至關(guān)重要。請詳細(xì)論述操作系統(tǒng)在電源管理方面的策略和技術(shù)，如休眠、待機、動態(tài)頻率調(diào)整等，分析電源管理對系統(tǒng)性能和電池壽命的影響，以及如何根據(jù)設(shè)備的使用情況進行合理的電源配置。5、（本題5分）操作系統(tǒng)的內(nèi)核調(diào)試技術(shù)對于解決系統(tǒng)