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頁鄭州工業應用技術學院《操作系統》

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30個小題，每小題1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、在操作系統中，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。現在通過資源分配圖進行死鎖檢測，那么該系統是否處于死鎖狀態（）A.是B.否C.無法確定D.以上都不對2、在一個支持多線程的操作系統中，線程的同步和互斥是常見的操作。假設有兩個線程T1和T2共享一個全局變量count，初始值為0。T1負責對count進行加1操作，T2負責對count進行減1操作。為了保證操作的正確性，需要使用鎖機制。以下關于鎖使用的描述，正確的是：（）A.T1和T2在操作count前都先獲取鎖，操作完成后釋放鎖B.只有T1需要獲取鎖進行加1操作，T2不需要獲取鎖進行減1操作C.鎖的獲取和釋放操作會導致線程的切換，從而降低系統性能D.可以使用多個鎖來分別保護count的加操作和減操作，提高并發度3、在操作系統中，進程的優先級可以用來決定進程的執行順序。以下關于進程優先級的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.進程的優先級可以分為靜態優先級和動態優先級兩種類型B.靜態優先級在進程創建時確定，不會隨著時間的變化而改變C.動態優先級可以根據進程的執行情況和等待時間等因素進行調整D.進程的優先級越高，執行的時間就越長4、在一個多道程序設計系統中，多個進程并發執行。進程A正在使用CPU進行計算，進程B正在等待I/O操作完成，進程C處于就緒狀態。此時，操作系統進行進程調度。以下關于進程調度的描述，正確的是：（）A.操作系統可能會將CPU分配給進程C，暫停進程A的執行B.由于進程B正在等待I/O操作，所以它會被立即調度執行C.進程A會一直占用CPU直到其計算任務完成，不會被調度切換D.操作系統一定會選擇等待時間最長的進程進行調度5、在一個操作系統中，系統調用是用戶程序與內核進行交互的接口。假設一個用戶程序需要讀取一個文件的內容，它通過系統調用向內核發起請求。分析系統調用的執行過程，包括從用戶態切換到內核態、內核的處理邏輯以及返回結果給用戶態的機制，并討論系統調用的開銷和如何減少系統調用的次數以提高程序的性能。A.系統調用開銷小，無需優化B.系統調用開銷大，可通過緩存優化C.系統調用開銷大，可通過合并調用優化D.系統調用開銷適中，無需特別優化6、在一個實時操作系統中，任務的截止時間是一個關鍵因素。假設系統中有一個硬實時任務T1，其截止時間為100ms，當前時間為50ms，任務已經執行了40ms，還剩下20ms的計算量。以下關于任務調度的描述中，正確的是：（）A.操作系統會暫停其他任務，優先保證T1在截止時間前完成B.如果此時有一個更高優先級的非實時任務就緒，操作系統會調度該任務執行C.由于T1已經花費了較多時間，操作系統會判定其無法按時完成，將其放棄D.實時操作系統不會對任務進行搶占式調度，以避免影響任務的執行進度7、在操作系統中，虛擬存儲技術可以擴大程序的可用內存空間。以下關于虛擬存儲的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.虛擬存儲技術將硬盤空間作為內存的擴展，當內存不足時，將部分頁面換出到硬盤上B.虛擬存儲技術可以提高程序的并發度，因為多個程序可以共享硬盤空間作為虛擬內存C.虛擬存儲技術需要硬件支持，如MMU（內存管理單元）D.虛擬存儲技術可以完全替代物理內存，使得程序可以在沒有物理內存的情況下運行8、操作系統的文件保護機制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，但也會增加系統的開銷D.文件保護只需要在文件系統層面實現，不需要考慮操作系統的其他部分9、設備管理中的設備驅動程序是連接操作系統和設備的橋梁。以下關于設備驅動程序的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.設備驅動程序負責將操作系統的命令轉換為設備能夠理解的指令B.設備驅動程序可以分為內核態驅動程序和用戶態驅動程序兩種類型C.設備驅動程序需要考慮設備的特性和操作系統的接口規范D.設備驅動程序一旦安裝就不能修改，否則會導致系統崩潰10、在操作系統的內核中，進程管理模塊負責進程的創建、調度和終止等操作。假設一個進程由于等待資源而進入阻塞狀態。以下關于阻塞進程狀態轉換的描述，正確的是：（）A.當所需資源可用時，阻塞進程會直接轉換為運行狀態B.阻塞進程首先轉換為就緒狀態，然后等待調度程序分配CPUC.阻塞進程會一直保持阻塞狀態，直到系統強制終止D.阻塞進程在等待一段時間后會自動轉換為就緒狀態11、在一個操作系統中，設備管理是一項重要的功能。假設有一個磁盤設備，其傳輸速率為100MB/s，平均尋道時間為10毫秒，旋轉延遲為5毫秒。現在有一個進程需要連續讀取100個大小均為4KB的數據塊。分析在不同的磁盤調度算法（如先來先服務、最短尋道時間優先、電梯算法等）下，進程完成數據讀取所需的時間，并比較這些算法在磁盤I/O性能方面的優劣。A.先來先服務算法最優B.最短尋道時間優先算法最優C.電梯算法最優D.不同算法在不同情況下各有優劣12、在一個采用分頁存儲管理的操作系統中，系統的邏輯地址空間被劃分為若干固定大小的頁，物理內存也被劃分為相同大小的頁框。假設頁面大小為4KB，某進程的邏輯地址為0x12345678，該地址對應的頁號和頁內偏移量分別是多少？同時，若系統的物理內存有16GB，頁框大小與頁面大小相同，那么物理地址空間的頁表項數量最多是多少？（）A.頁號為0x0324，頁內偏移量為0x1678；頁表項數量最多為2^28個B.頁號為0x1234，頁內偏移量為0x5678；頁表項數量最多為2^30個C.頁號為0x5678，頁內偏移量為0x1234；頁表項數量最多為2^34個D.頁號為0x3456，頁內偏移量為0x7812；頁表項數量最多為2^32個13、在文件系統中，目錄的組織方式對文件的查找效率有很大影響。假設一個文件系統采用樹形目錄結構，以下關于樹形目錄結構的描述中，正確的是：（）A.樹形目錄結構可以方便地實現文件的共享，但會增加文件查找的時間復雜度B.在樹形目錄結構中，刪除一個目錄時，需要遞歸地刪除其所有子目錄和文件C.樹形目錄結構不允許文件或目錄重名，否則會導致系統混亂D.從根目錄到任何一個文件的路徑都是唯一的，這保證了文件的唯一性和可訪問性14、操作系統的進程通信機制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、在文件系統中，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，該文件系統最多可以容納的文件和目錄數量為（）A.1000B.10000C.100000D.100000016、在一個操作系統中，文件系統采用了日志結構（Journaling）來提高文件操作的可靠性。當進行文件寫入操作時，系統首先將操作記錄在日志中，然后再實際更新文件數據和元數據。分析這種日志結構文件系統在面對系統崩潰或電源故障時如何保證文件系統的一致性，以及與傳統文件系統相比在性能和存儲空間使用方面的特點。A.日志結構文件系統性能更好，空間使用更優B.日志結構文件系統性能較差，空間使用較多C.日志結構文件系統性能和空間使用與傳統文件系統相當D.取決于具體的應用和系統配置17、在操作系統的進程調度中，優先級調度算法可以根據進程的優先級來決定其執行順序。優先級可以是靜態的，在進程創建時確定；也可以是動態的，根據進程的運行情況進行調整。假設系統中有三個進程P1、P2和P3，它們的靜態優先級分別為3、5和7，當前時刻P1正在運行，P2和P3在就緒隊列中等待。突然，P1發生I/O等待，P2和P3的優先級不變。那么，接下來應該被調度執行的進程是（）A.P2B.P3C.繼續等待P1完成I/O操作D.不確定，取決于系統的具體實現18、在操作系統的文件保護機制中，訪問控制列表（ACL）和權限位是兩種常見的方法。假設一個文件的所有者具有讀、寫和執行權限，所屬組具有讀和執行權限，其他用戶只有讀權限。以下關于文件保護機制的描述中，正確的是：（）A.當一個用戶試圖訪問該文件時，操作系統只根據用戶所屬的組來確定其權限B.如果一個不屬于文件所有者和所屬組的用戶想要修改該文件，將會被拒絕C.權限位的設置比訪問控制列表更靈活，可以為每個用戶單獨設置不同的權限D.訪問控制列表可以更精細地控制文件的訪問權限，但實現和管理相對復雜19、某文件系統采用FAT（文件分配表）管理磁盤空間，磁盤塊大小為512B，FAT表每個表項占12位。若磁盤容量為10GB，則FAT表的大小是多少？（給出詳細的計算步驟）（）A.2MBB.4MBC.6MBD.8MB20、在文件系統中，文件的目錄結構對于文件的組織和查找非常重要。假設一個文件系統采用樹形目錄結構，根目錄下有多個子目錄和文件。當用戶要查找一個特定文件時，以下關于查找過程的描述，正確的是：（）A.從根目錄開始，按照目錄層次逐層向下查找，直到找到目標文件B.系統會同時在多個目錄中進行并行查找，以加快查找速度C.先在當前目錄查找，如果找不到再回溯到上一級目錄繼續查找D.可以直接根據文件的名稱快速定位到文件所在的目錄，無需逐層查找21、在一個多處理器操作系統中，進程可以在多個處理器上并行執行。假設系統中有四個處理器P1、P2、P3和P4，一個進程被分解為多個線程。以下關于線程分配和執行的描述，正確的是：（）A.操作系統會將線程平均分配到四個處理器上執行，以充分利用資源B.線程可以根據其優先級和處理器的負載情況動態分配到不同的處理器上C.同一個進程的線程一定會在同一個處理器上執行，以減少通信開銷D.處理器之間無法共享線程的上下文信息，每個處理器獨立執行線程22、在一個操作系統中，設備驅動程序負責與硬件設備進行通信。假設系統需要添加一個新的外部設備，分析設備驅動程序的開發過程，包括硬件接口的了解、寄存器的操作、中斷處理等，并討論設備驅動程序在操作系統中的地位和作用，以及如何保證設備驅動程序的穩定性和可靠性。A.設備驅動程序開發簡單，作用不大B.設備驅動程序開發復雜，作用關鍵C.設備驅動程序開發難度適中，作用一般D.取決于設備的類型和復雜度23、某操作系統采用動態分區分配方式管理內存，初始時內存為空。現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情況是怎樣的？（）A.一個150KB的空閑分區和一個400KB的空閑分區B.一個200KB的空閑分區和一個350KB的空閑分區C.一個350KB的空閑分區和一個150KB的空閑分區D.一個550KB的空閑分區24、在一個采用先來先服務（FCFS）磁盤調度算法的系統中，假設磁盤請求隊列的順序為98，183，37，122，14，124，65，67。磁頭初始位置在53磁道，磁頭移動方向從0磁道開始向磁道號增加的方向移動，請問磁頭移動的總距離是多少？（）A.565B.649C.708D.75625、在一個實時操作系統中，任務具有不同的優先級。假設系統中有三個實時任務T1、T2和T3，優先級依次降低。當多個任務同時就緒時，以下關于實時操作系統任務調度的描述中，正確的是：（）A.總是調度優先級最高的任務T1執行，直到它完成或阻塞B.如果任務T1正在執行，而更高優先級的任務T2就緒，操作系統會立即搶占T1并調度T2執行C.實時操作系統只考慮任務的優先級，不考慮任務的執行時間和資源需求D.低優先級的任務T3永遠不會得到執行機會，除非高優先級的任務都處于阻塞狀態26、在一個多道程序設計的操作系統中，多個進程并發執行。假設進程A正在執行計算任務，進程B正在進行I/O操作，進程C處于就緒狀態。此時，操作系統進行進程調度。以下關于進程調度的說法中，正確的是：（）A.一定會將進程C調度執行，因為它處于就緒狀態B.可能會繼續讓進程A執行，因為它正在進行計算且未完成C.一定會優先調度進程B，因為I/O操作通常具有較高的優先級D.可能會選擇一個新的進程進入執行，而不是在這三個進程中進行調度27、在一個文件系統中，文件的物理結構采用連續分配方式。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的物理空間，將原內容和新內容一起寫入D.無法在連續分配方式下直接插入，只能采用其他分配方式28、設備管理中的緩沖技術可以提高設備的I/O性能。以下關于緩沖技術的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.緩沖技術可以減少設備和CPU之間的數據傳輸次數，提高系統的吞吐量B.緩沖技術可以分為單緩沖、雙緩沖和循環緩沖等不同類型C.緩沖技術可以通過硬件實現，也可以通過軟件實現D.緩沖技術只對輸入設備有效，對輸出設備沒有作用29、以下關于操作系統中進程概念的描述，進程是程序在一個數據集合上的運行過程，它具有動態性、并發性等特征。在操作系統中，進程通常由程序段、數據段和進程控制塊（PCB）組成。其中，PCB包含了進程的標識符、狀態、優先級、程序計數器等重要信息。那么，進程與程序的本質區別在于（）A.進程是動態的，程序是靜態的B.進程存儲在內存，程序存儲在外存C.進程能被多個程序共享，程序不能被多個進程共享D.進程有多個執行狀態，程序只有一個執行狀態30、在一個操作系統中，進程的狀態轉換是由各種事件引起的。假設進程當前處于就緒狀態，以下哪種事件會導致進程進入阻塞狀態？（）A.分配到CPU時間片B.等待的I/O操作完成C.等待獲取一個資源，而該資源當前不可用D.時間片用完二、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在分布式操作系統中，資源共享