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(xiàn)…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)淮陰工學(xué)院《操作系統(tǒng)應(yīng)用》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題2分，共30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、某計(jì)算機(jī)采用虛擬存儲(chǔ)技術(shù)，系統(tǒng)為用戶(hù)進(jìn)程提供了4GB的虛擬地址空間，頁(yè)面大小為4KB。假設(shè)某進(jìn)程的虛擬頁(yè)面訪(fǎng)問(wèn)序列為1，2，3，4，1，2，5，1，2，3，4，5。若采用最佳頁(yè)面置換算法（OPT），則發(fā)生缺頁(yè)中斷的次數(shù)是多少？（請(qǐng)?jiān)敿?xì)分析計(jì)算過(guò)程）（）A.7B.8C.9D.102、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.15.5ms3、設(shè)備管理中的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是連接操作系統(tǒng)和設(shè)備的橋梁。以下關(guān)于設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的描述中，哪個(gè)選項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)將操作系統(tǒng)的命令轉(zhuǎn)換為設(shè)備能夠理解的指令B.設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序可以分為內(nèi)核態(tài)驅(qū)動(dòng)程序和用戶(hù)態(tài)驅(qū)動(dòng)程序兩種類(lèi)型C.設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序需要考慮設(shè)備的特性和操作系統(tǒng)的接口規(guī)范D.設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序一旦安裝就不能修改，否則會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰4、在操作系統(tǒng)的磁盤(pán)調(diào)度算法中，先來(lái)先服務(wù)（FCFS）算法按照請(qǐng)求到達(dá)的順序進(jìn)行磁盤(pán)訪(fǎng)問(wèn)，可能會(huì)導(dǎo)致較長(zhǎng)的平均尋道時(shí)間；最短尋道時(shí)間優(yōu)先（SSTF）算法選擇距離當(dāng)前磁頭位置最近的請(qǐng)求進(jìn)行服務(wù)，能有效減少平均尋道時(shí)間，但可能導(dǎo)致某些請(qǐng)求長(zhǎng)時(shí)間等待；掃描（SCAN）算法在磁頭移動(dòng)方向上選擇距離最近的請(qǐng)求進(jìn)行服務(wù)，避免了SSTF算法的“饑餓”現(xiàn)象。假設(shè)磁盤(pán)請(qǐng)求隊(duì)列的順序?yàn)?8、183、37、122、14、124、65、67，磁頭當(dāng)前位于53號(hào)磁道，向磁道號(hào)增加的方向移動(dòng)。那么，采用掃描算法時(shí)，磁頭移動(dòng)的總（）磁道數(shù)為（）A.236B.292C.315D.3605、在一個(gè)多處理器操作系統(tǒng)中，進(jìn)程可以在不同的處理器上并行執(zhí)行。假設(shè)系統(tǒng)中有四個(gè)處理器，進(jìn)程P1、P2、P3和P4同時(shí)就緒。以下關(guān)于多處理器操作系統(tǒng)進(jìn)程調(diào)度的描述中，正確的是：（）A.操作系統(tǒng)會(huì)將這四個(gè)進(jìn)程平均分配到四個(gè)處理器上執(zhí)行，以保證負(fù)載均衡B.進(jìn)程調(diào)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(shù)量C.為了充分利用多處理器資源，操作系統(tǒng)可能會(huì)將一個(gè)進(jìn)程的不同部分分配到不同的處理器上執(zhí)行D.如果進(jìn)程P1是計(jì)算密集型，而進(jìn)程P2是I/O密集型，操作系統(tǒng)會(huì)優(yōu)先將P1分配到處理器上執(zhí)行6、某文件系統(tǒng)采用FAT（文件分配表）管理磁盤(pán)空間，磁盤(pán)塊大小為512B，F(xiàn)AT表每個(gè)表項(xiàng)占12位。若磁盤(pán)容量為10GB，則FAT表的大小是多少？（給出詳細(xì)的計(jì)算步驟）（）A.2MBB.4MBC.6MBD.8MB7、某操作系統(tǒng)中，有三個(gè)并發(fā)進(jìn)程P1、P2和P3，都需要使用同類(lèi)資源R，每個(gè)進(jìn)程需要的資源數(shù)分別為3、4和5。系統(tǒng)共有10個(gè)該類(lèi)資源。若采用銀行家算法，當(dāng)進(jìn)程P1申請(qǐng)1個(gè)資源時(shí)，系統(tǒng)是否會(huì)為其分配資源？（請(qǐng)?jiān)敿?xì)分析）（）A.會(huì)B.不會(huì)C.不確定D.以上都不對(duì)8、在操作系統(tǒng)的磁盤(pán)調(diào)度算法中，先來(lái)先服務(wù)（FCFS）、最短尋道時(shí)間優(yōu)先（SSTF）和掃描算法（SCAN）是常見(jiàn)的方法。假設(shè)磁盤(pán)請(qǐng)求隊(duì)列中的請(qǐng)求順序?yàn)?5、58、39、18、90、160、150、38、184，磁頭當(dāng)前位于100磁道，向磁道號(hào)增加的方向移動(dòng)。以下關(guān)于不同磁盤(pán)調(diào)度算法的描述中，正確的是：（）A.FCFS算法按照請(qǐng)求到達(dá)的先后順序進(jìn)行調(diào)度，平均尋道時(shí)間較長(zhǎng)B.SSTF算法總是選擇距離當(dāng)前磁頭位置最近的請(qǐng)求進(jìn)行調(diào)度，可能會(huì)導(dǎo)致某些請(qǐng)求長(zhǎng)時(shí)間等待C.SCAN算法在磁頭移動(dòng)到一端后，會(huì)立即反向移動(dòng)，避免了饑餓現(xiàn)象D.不同的磁盤(pán)調(diào)度算法在不同的磁盤(pán)負(fù)載情況下性能表現(xiàn)不同，需要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的算法9、考慮一個(gè)具有8個(gè)進(jìn)程的系統(tǒng)，每個(gè)進(jìn)程需要3個(gè)資源實(shí)例才能完成其任務(wù)。系統(tǒng)總共有18個(gè)資源實(shí)例可用。使用銀行家算法來(lái)判斷系統(tǒng)是否處于安全狀態(tài)。如果是，給出一個(gè)安全序列；如果不是，說(shuō)明原因。（）A.是，安全序列為P1,P2,P3,P4,P5,P6,P7,P8B.是，安全序列為P2,P4,P1,P3,P5,P7,P6,P8C.否，資源不足D.否，存在進(jìn)程請(qǐng)求資源無(wú)法滿(mǎn)足導(dǎo)致死鎖10、在一個(gè)請(qǐng)求分頁(yè)存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中，若系統(tǒng)分配給某進(jìn)程的物理塊數(shù)為3，開(kāi)始時(shí)進(jìn)程的頁(yè)面訪(fǎng)問(wèn)序列為7，0，1，2，0，3，0，4，2，3，0，3，2，1，2，0，1，7，0，1。采用最近最久未使用（LRU）頁(yè)面置換算法，當(dāng)進(jìn)程訪(fǎng)問(wèn)頁(yè)面4時(shí)產(chǎn)生缺頁(yè)中斷，此時(shí)應(yīng)淘汰的頁(yè)面是哪個(gè)？（）A.7B.0C.1D.211、某計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，有一臺(tái)打印機(jī)被多個(gè)進(jìn)程競(jìng)爭(zhēng)使用。為了保證打印結(jié)果的正確，系統(tǒng)應(yīng)采用何種技術(shù)？（）A.進(jìn)程互斥B.進(jìn)程同步C.進(jìn)程通信D.死鎖避免12、在虛擬存儲(chǔ)管理中，頁(yè)面置換算法的優(yōu)劣直接影響系統(tǒng)的性能。除了常見(jiàn)的LRU、FIFO等算法，還有最不經(jīng)常使用（LFU）算法。LFU算法根據(jù)頁(yè)面被訪(fǎng)問(wèn)的頻率來(lái)選擇淘汰頁(yè)面。假設(shè)系統(tǒng)為進(jìn)程分配了4個(gè)物理頁(yè)面，頁(yè)面訪(fǎng)問(wèn)序列為1、2、3、4、2、1、5、2、1、6、2、1、7、2、1，采用LFU算法進(jìn)行頁(yè)面置換。那么，缺頁(yè)次數(shù)至少為（）A.7次B.8次C.9次D.10次13、在操作系統(tǒng)中，進(jìn)程通信的方式多種多樣。共享內(nèi)存方式通過(guò)共享一塊內(nèi)存區(qū)域來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)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(guò)發(fā)送和接收消息來(lái)完成通信，消息可以包含各種數(shù)據(jù)類(lèi)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(jìn)程之間的通信。假設(shè)有兩個(gè)進(jìn)程需要進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)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14、在操作系統(tǒng)中，死鎖是一種常見(jiàn)的問(wèn)題。死鎖發(fā)生的必要條件包括互斥條件、請(qǐng)求和保持條件、不可剝奪條件以及循環(huán)等待條件。假設(shè)系統(tǒng)中有三個(gè)進(jìn)程P1、P2和P3，它們分別申請(qǐng)了資源R1、R2和R3。現(xiàn)在P1持有R1并申請(qǐng)R2，P2持有R2并申請(qǐng)R3，P3持有R3并申請(qǐng)R1。此時(shí)，系統(tǒng)可能會(huì)陷入死鎖狀態(tài)。那么，為了避免死鎖，可以采用的方法不包括（）A.破壞互斥條件B.一次性分配所有資源C.按序分配資源D.剝奪某些進(jìn)程的資源15、設(shè)備管理中的緩沖技術(shù)可以提高設(shè)備的I/O性能。以下關(guān)于緩沖技術(shù)的描述中，哪個(gè)選項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.緩沖技術(shù)可以減少設(shè)備和CPU之間的數(shù)據(jù)傳輸次數(shù)，提高系統(tǒng)的吞吐量B.緩沖技術(shù)可以分為單緩沖、雙緩沖和循環(huán)緩沖等不同類(lèi)型C.緩沖技術(shù)可以通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)D.緩沖技術(shù)只對(duì)輸入設(shè)備有效，對(duì)輸出設(shè)備沒(méi)有作用二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）解釋進(jìn)程的概念及其基本特征。2、（本題5分）簡(jiǎn)述作業(yè)調(diào)度中的周轉(zhuǎn)時(shí)間和帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間。3、（本題5分）操作系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)文件共享？三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)探討操作系統(tǒng)中的線(xiàn)程模型，包括用戶(hù)級(jí)線(xiàn)程和內(nèi)核級(jí)線(xiàn)程，分析它們的實(shí)現(xiàn)方式、切換開(kāi)銷(xiāo)和并發(fā)性能，以及如何在多線(xiàn)程編程中有效地利用線(xiàn)程資源。2、（本題5分）在操作系統(tǒng)中，系統(tǒng)調(diào)用是用戶(hù)程序與內(nèi)核交互的接口。請(qǐng)全面論述系統(tǒng)調(diào)用的實(shí)現(xiàn)機(jī)制、參數(shù)傳遞方式、返回值處理等，分析系統(tǒng)調(diào)用的開(kāi)銷(xiāo)和優(yōu)化方法，以及如何保障系統(tǒng)調(diào)用的安全性和穩(wěn)定性。3、（本題5分）實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)在對(duì)時(shí)間要求嚴(yán)格的應(yīng)用中具有關(guān)鍵作用。論述實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的特點(diǎn)和要求，如確定性響應(yīng)時(shí)間、任務(wù)優(yōu)先級(jí)調(diào)度等，分析實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)在工業(yè)控制、航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用和挑戰(zhàn)，并探討如何保證實(shí)時(shí)任務(wù)的按時(shí)完成。4、（本題5分）操作系統(tǒng)中的內(nèi)核搶占機(jī)制對(duì)于提高系統(tǒng)的響應(yīng)性和實(shí)時(shí)性具有重要作用。全面論述內(nèi)核搶占的條件、實(shí)現(xiàn)方式和影響，分析內(nèi)核搶占在不同內(nèi)核架構(gòu)和應(yīng)用場(chǎng)景下的效果，探討如何平衡內(nèi)核搶占帶來(lái)的性能提升和系統(tǒng)穩(wěn)定性，以及內(nèi)核搶占與進(jìn)程調(diào)度的協(xié)同工作。5、（本題5分）詳細(xì)論述