鹽城工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院《計算機(jī)組成原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》2023-2024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頁鹽城工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院

《計算機(jī)組成原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》2023-2024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1分，共15分．在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在一個采用請求分頁存儲管理的操作系統(tǒng)中，頁面大小為4KB，某進(jìn)程的邏輯地址空間為32GB。若該進(jìn)程的頁表項(xiàng)中，有效位為1表示頁面在內(nèi)存中，為0表示頁面不在內(nèi)存中。假設(shè)頁表存放在內(nèi)存中，每頁可存放1024個頁表項(xiàng)。那么，該進(jìn)程頁表的大小是多少？（）A.4MBB.8MBC.16MBD.32MB2、在操作系統(tǒng)中，系統(tǒng)調(diào)用是用戶程序與操作系統(tǒng)內(nèi)核進(jìn)行交互的接口。假設(shè)有一個用戶程序需要讀取一個文件的內(nèi)容，通過系統(tǒng)調(diào)用實(shí)現(xiàn)。以下關(guān)于系統(tǒng)調(diào)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(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，完成文件讀取操作B.用戶程序通過陷入內(nèi)核模式，執(zhí)行內(nèi)核提供的文件讀取函數(shù)C.系統(tǒng)調(diào)用會導(dǎo)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(diào)用的執(zhí)行速度非?？?，對用戶程序的性能幾乎沒有影響3、某計算機(jī)系統(tǒng)采用固定分區(qū)存儲管理方式，系統(tǒng)內(nèi)存被劃分為4個分區(qū)，大小分別為200KB、400KB、600KB和800KB?，F(xiàn)有四個作業(yè)J1、J2、J3和J4，它們的大小分別為150KB、350KB、550KB和750KB。若采用首次適應(yīng)算法分配內(nèi)存，作業(yè)的裝入順序?yàn)镴1、J2、J3、J4，請問哪個作業(yè)無法裝入內(nèi)存？（）A.J1B.J2C.J3D.J44、在一個單核CPU的操作系統(tǒng)中，同時有多個進(jìn)程處于就緒狀態(tài)。假設(shè)系統(tǒng)采用先來先服務(wù)（FCFS）的調(diào)度算法，進(jìn)程P1、P2、P3、P4、P5的到達(dá)時間和服務(wù)時間如下表所示：（）進(jìn)程到達(dá)時間服務(wù)時間P1010P228P346P464P582那么，平均等待時間和平均周轉(zhuǎn)時間分別是多少？A.平均等待時間為8，平均周轉(zhuǎn)時間為14B.平均等待時間為6，平均周轉(zhuǎn)時間為12C.平均等待時間為4，平均周轉(zhuǎn)時間為10D.平均等待時間為2，平均周轉(zhuǎn)時間為85、在操作系統(tǒng)的設(shè)備驅(qū)動程序中，負(fù)責(zé)與硬件設(shè)備進(jìn)行通信和控制。假設(shè)一個設(shè)備驅(qū)動程序需要處理設(shè)備的中斷請求。以下關(guān)于中斷處理的描述，正確的是：（）A.設(shè)備中斷發(fā)生時，操作系統(tǒng)會立即暫停當(dāng)前正在執(zhí)行的進(jìn)程，轉(zhuǎn)去處理中斷B.中斷處理程序的執(zhí)行時間應(yīng)該盡量短，以免影響系統(tǒng)的實(shí)時性C.設(shè)備驅(qū)動程序在處理中斷時，可以阻塞其他設(shè)備的中斷請求D.中斷處理完成后，操作系統(tǒng)會自動選擇一個高優(yōu)先級的進(jìn)程進(jìn)行調(diào)度執(zhí)行6、在一個具有虛擬內(nèi)存的操作系統(tǒng)中，系統(tǒng)采用請求調(diào)頁的方式將頁面調(diào)入內(nèi)存。當(dāng)一個進(jìn)程訪問一個不在內(nèi)存中的頁面時，會產(chǎn)生缺頁中斷。假設(shè)頁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個頁框。進(jìn)程的頁面訪問序列為1、2、3、4、1、2、5、1、2、3、4、5，初始時4個頁框均為空。那么，在這個過程中發(fā)生的缺頁次數(shù)是多少？（）A.7次B.8次C.9次D.10次7、在計算機(jī)操作系統(tǒng)中，內(nèi)存管理是一項(xiàng)關(guān)鍵任務(wù)。假設(shè)系統(tǒng)采用分頁存儲管理方式，頁面大小為4KB，某進(jìn)程的邏輯地址空間為32GB。則該進(jìn)程的頁表項(xiàng)數(shù)量至少為：（）A.8MB.2MC.1MD.4M8、在一個操作系統(tǒng)中，設(shè)備管理是一項(xiàng)重要的功能。假設(shè)有一個磁盤設(shè)備，其傳輸速率為100MB/s，平均尋道時間為10毫秒，旋轉(zhuǎn)延遲為5毫秒?，F(xiàn)在有一個進(jìn)程需要連續(xù)讀取100個大小均為4KB的數(shù)據(jù)塊。分析在不同的磁盤調(diào)度算法（如先來先服務(wù)、最短尋道時間優(yōu)先、電梯算法等）下，進(jìn)程完成數(shù)據(jù)讀取所需的時間，并比較這些算法在磁盤I/O性能方面的優(yōu)劣。A.先來先服務(wù)算法最優(yōu)B.最短尋道時間優(yōu)先算法最優(yōu)C.電梯算法最優(yōu)D.不同算法在不同情況下各有優(yōu)劣9、操作系統(tǒng)的內(nèi)核是系統(tǒng)的核心部分，負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)的資源和提供基本的服務(wù)。以下關(guān)于內(nèi)核的描述中，哪個選項(xiàng)是錯誤的？（）A.內(nèi)核可以分為微內(nèi)核和宏內(nèi)核兩種類型，微內(nèi)核結(jié)構(gòu)更加靈活，但性能較低B.內(nèi)核的主要功能包括進(jìn)程管理、內(nèi)存管理、文件系統(tǒng)管理和設(shè)備管理等C.內(nèi)核可以直接訪問硬件資源，但需要通過驅(qū)動程序來實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的控制D.內(nèi)核是操作系統(tǒng)中唯一運(yùn)行在特權(quán)模式下的部分，其他部分都運(yùn)行在用戶模式下10、在一個實(shí)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(jìn)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11、操作系統(tǒng)的安全機(jī)制可以保護(hù)系統(tǒng)的資源和數(shù)據(jù)不被非法訪問和破壞。以下關(guān)于操作系統(tǒng)安全機(jī)制的描述中，哪個選項(xiàng)是錯誤的？（）A.操作系統(tǒng)可以采用用戶認(rèn)證和授權(quán)機(jī)制來控制用戶對系統(tǒng)資源的訪問B.操作系統(tǒng)可以采用加密技術(shù)來保護(hù)文件和數(shù)據(jù)的安全C.操作系統(tǒng)可以采用訪問控制列表（ACL）來實(shí)現(xiàn)對文件和目錄的訪問控制D.操作系統(tǒng)的安全機(jī)制只需要在軟件層面實(shí)現(xiàn)，不需要考慮硬件設(shè)備的安全性12、在一個具有實(shí)時時鐘的操作系統(tǒng)中，時鐘中斷是系統(tǒng)進(jìn)行時間管理和任務(wù)調(diào)度的重要依據(jù)。假設(shè)系統(tǒng)的時鐘中斷頻率為100Hz，分析時鐘中斷對系統(tǒng)性能的影響，包括中斷處理的開銷和對任務(wù)執(zhí)行的干擾等，并討論如何合理設(shè)置時鐘中斷頻率以平衡系統(tǒng)的時間精度和性能，以及在不同應(yīng)用場景下的最佳實(shí)踐。A.時鐘中斷頻率越高越好B.時鐘中斷頻率越低越好C.存在一個最優(yōu)的時鐘中斷頻率D.時鐘中斷頻率的影響不大13、在操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)中，索引節(jié)點(diǎn)（inode）是用于存儲文件屬性和磁盤地址等信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。假設(shè)一個文件系統(tǒng)采用直接索引和間接索引相結(jié)合的方式來存儲文件數(shù)據(jù)的磁盤地址。對于一個較大的文件，以下關(guān)于磁盤地址存儲和訪問的描述，正確的是：（）A.直接索引部分可以存儲較多的磁盤地址，足以滿足大部分文件的需求B.間接索引部分通過指針指向多個磁盤塊，用于存儲更多的磁盤地址C.讀取文件數(shù)據(jù)時，首先查找直接索引部分，若找不到再查找間接索引部分D.間接索引會增加文件的讀取時間，因此應(yīng)盡量減少間接索引的使用14、在操作系統(tǒng)中，虛擬存儲技術(shù)可以擴(kuò)大程序的可用內(nèi)存空間。以下關(guān)于虛擬存儲的描述中，哪個選項(xiàng)是錯誤的？（）A.虛擬存儲技術(shù)將硬盤空間作為內(nèi)存的擴(kuò)展，當(dāng)內(nèi)存不足時，將部分頁面換出到硬盤上B.虛擬存儲技術(shù)可以提高程序的并發(fā)度，因?yàn)槎鄠€程序可以共享硬盤空間作為虛擬內(nèi)存C.虛擬存儲技術(shù)需要硬件支持，如MMU（內(nèi)存管理單元）D.虛擬存儲技術(shù)可以完全替代物理內(nèi)存，使得程序可以在沒有物理內(nèi)存的情況下運(yùn)行15、在一個采用請求調(diào)頁存儲管理的系統(tǒng)中，某進(jìn)程在運(yùn)行過程中要訪問的頁面序列為：1，2，3，4，1，2，5，1，2，3，4，5。若系統(tǒng)分配給該進(jìn)程的物理塊數(shù)為3，且初始時進(jìn)程的頁面都不在內(nèi)存中。當(dāng)進(jìn)程訪問頁面3時發(fā)生缺頁中斷，采用先進(jìn)先出（FIFO）頁面置換算法，此時被淘汰的頁面是哪個？（）A.1B.2C.4D.5二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）解釋加密技術(shù)在操作系統(tǒng)安全中的應(yīng)用。2、（本題5分）簡述操作系統(tǒng)的自適應(yīng)性和智能化發(fā)展趨勢。3、（本題5分）解釋作業(yè)調(diào)度和進(jìn)程調(diào)度的區(qū)別。4、（本題5分）什么是實(shí)時操作系統(tǒng)？其特點(diǎn)是什么？三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的興起，其在操作系統(tǒng)中的應(yīng)用受到關(guān)注。論述區(qū)塊鏈技術(shù)在操作系統(tǒng)中的潛在應(yīng)用場景，如數(shù)據(jù)完整性驗(yàn)證、身份認(rèn)證等，分析區(qū)塊鏈與操作系統(tǒng)結(jié)合所面臨的技術(shù)難題，探討如何利用區(qū)塊鏈提升操作系統(tǒng)的安全性和可信性。2、（本題5分）操作系統(tǒng)的啟動過程是系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)。論述操作系統(tǒng)從硬件加電到系統(tǒng)完全啟動的詳細(xì)步驟，包括BIOS自檢、引導(dǎo)加載程序、內(nèi)核初始化等，分析每個階段的作用和關(guān)鍵技術(shù)，探討操作系統(tǒng)啟動過程中的故障診斷和恢復(fù)方法。3、（本題5分）論述操作系統(tǒng)中的作業(yè)管理，包括作業(yè)的提交、調(diào)度和控制。分析作業(yè)調(diào)度算法與進(jìn)程調(diào)度算法的關(guān)系，以及如何提高作業(yè)的執(zhí)行效率和系統(tǒng)的資源利用率。4、（本題5分）詳細(xì)論述操作系統(tǒng)中的內(nèi)存屏障指令的作用和使用場景，分析內(nèi)存屏障如何保證內(nèi)存操作的順序和可見性，以及在多線程編程和內(nèi)核開發(fā)中的重要性。5、（本題5分）詳細(xì)探討操作系統(tǒng)中的實(shí)時時鐘和定時器管理，分析它們