裝訂線裝訂線PAGE2第1頁，共3頁江西制造職業技術學院《計算智能導論》

2023-2024學年第二學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25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、在操作系統的進程通信中，共享內存是一種高效的方式。假設有兩個進程P1和P2通過共享內存進行通信，以下關于共享內存通信的描述中，正確的是：（）A.共享內存區域的大小是固定的，不能動態調整B.進程P1和P2對共享內存的訪問是互斥的，避免了數據沖突C.共享內存通信需要操作系統提供額外的同步機制來保證數據的一致性D.共享內存通信只適用于同一臺計算機上的進程，不能用于不同計算機之間的進程通信2、考慮一個具有多個進程的系統，進程之間存在資源競爭。假設有資源R1、R2和R3，進程P1已經占用了資源R1，進程P2已經占用了資源R2，進程P3申請資源R1和R2。此時系統處于什么狀態？（）A.安全狀態B.不安全狀態C.死鎖狀態D.無法確定3、在操作系統的存儲管理中，段頁式存儲管理結合了段式和頁式存儲管理的優點。假設一個程序被分為多個段，每個段又被分為多個頁。以下關于段頁式存儲管理的地址轉換過程的描述，正確的是：（）A.首先進行段的地址轉換，然后進行頁的地址轉換B.先進行頁的地址轉換，再進行段的地址轉換C.段和頁的地址轉換同時進行，以提高效率D.地址轉換過程只需要進行一次，無需區分段和頁4、在操作系統的磁盤管理中，磁盤調度算法的選擇對于磁盤的I/O性能有著重要的影響。除了前面提到的幾種常見算法，還有電梯調度算法。電梯調度算法類似于電梯的工作原理，總是沿著一個方向移動，直到該方向上沒有請求為止，然后改變方向。假設磁盤請求隊列的順序為82、170、43、140、24、16、190，磁頭當前位于50號磁道，初始移動方向為磁道號增加的方向。那么，采用電梯調度算法時，磁頭移動的總磁道數為（）A.382B.418C.450D.5125、操作系統的進程調度算法對于系統性能有很大影響。以下關于進程調度算法的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.先來先服務調度算法按照進程到達的先后順序進行調度B.短作業優先調度算法優先調度執行時間短的進程C.時間片輪轉調度算法將CPU時間劃分為固定大小的時間片，每個進程輪流執行一個時間片D.高響應比優先調度算法只考慮進程的等待時間，不考慮執行時間6、在一個實時操作系統中，有多個任務具有不同的截止時間和優先級。任務T1的截止時間為100毫秒，優先級為高；任務T2的截止時間為200毫秒，優先級為中；任務T3的截止時間為300毫秒，優先級為低。假設系統當前處于空閑狀態，然后這三個任務依次到達。如果系統采用基于優先級的搶占式調度算法，那么任務的執行順序是怎樣的？同時分析這種調度算法在滿足實時任務截止時間方面的可靠性和可能存在的問題。A.T1->T2->T3B.T1->T3->T2C.T2->T1->T3D.T3->T2->T17、在一個多處理器操作系統中，進程可以在不同的處理器上并行執行。假設系統中有四個處理器，進程P1、P2、P3和P4同時就緒。以下關于多處理器操作系統進程調度的描述中，正確的是：（）A.操作系統會將這四個進程平均分配到四個處理器上執行，以保證負載均衡B.進程調度的策略與單處理器操作系統完全相同，不需要考慮處理器的數量C.為了充分利用多處理器資源，操作系統可能會將一個進程的不同部分分配到不同的處理器上執行D.如果進程P1是計算密集型，而進程P2是I/O密集型，操作系統會優先將P1分配到處理器上執行8、在操作系統的虛擬內存管理中，頁面置換算法的選擇會影響系統的性能。假設系統采用最近最少使用（LRU）頁面置換算法。當內存已滿且需要置換頁面時，以下關于頁面選擇的描述，正確的是：（）A.會選擇最長時間未被訪問的頁面進行置換B.隨機選擇一個頁面進行置換C.選擇剛剛被訪問過的頁面進行置換D.選擇最先進入內存的頁面進行置換9、在一個具有實時時鐘的操作系統中，時鐘中斷是系統進行時間管理和任務調度的重要依據。假設系統的時鐘中斷頻率為100Hz，分析時鐘中斷對系統性能的影響，包括中斷處理的開銷和對任務執行的干擾等，并討論如何合理設置時鐘中斷頻率以平衡系統的時間精度和性能，以及在不同應用場景下的最佳實踐。A.時鐘中斷頻率越高越好B.時鐘中斷頻率越低越好C.存在一個最優的時鐘中斷頻率D.時鐘中斷頻率的影響不大10、操作系統中的死鎖問題是一個重要的研究課題。假設有三個進程P1、P2和P3，它們分別需要資源A、B和C。目前，P1占用了資源A，P2占用了資源B，P3占用了資源C，并且它們都在請求對方占用的資源。以下關于死鎖的描述中，正確的是：（）A.這種情況一定會導致死鎖，因為三個進程都無法繼續執行B.死鎖的發生是因為資源分配不當和進程推進順序不合理C.只要其中一個進程釋放其占用的資源，就可以避免死鎖的發生D.操作系統可以通過預先分配所有資源的方式來完全避免死鎖的出現11、在操作系統的進程同步中，信號量是一種常用的同步工具。信號量可以分為整型信號量和記錄型信號量。整型信號量存在“忙等”問題，而記錄型信號量則通過阻塞和喚醒操作避免了這一問題。假設有兩個進程P1和P2，它們共享一個緩沖區，P1負責向緩沖區寫入數據，P2負責從緩沖區讀取數據。為了保證緩沖區的正確使用，需要使用信號量進行同步。那么，應該設置的信號量數量以及初始值分別為（）A.1個，0B.1個，1C.2個，0D.2個，112、在一個實時操作系統中，任務的調度不僅要考慮任務的優先級，還要滿足任務的時間約束。假設有一個周期性任務，其執行周期為50毫秒，每次執行時間為20毫秒。分析在不同的調度算法（如單調速率調度、最早截止時間優先等）下，如何保證該任務能夠按時完成，并討論這些調度算法在處理周期性任務時的優缺點。A.單調速率調度算法最優B.最早截止時間優先算法最優C.兩種算法在不同情況下各有優劣D.取決于任務的具體特點和系統負載13、在計算機操作系統中，進程管理是核心功能之一。以下關于進程狀態的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.就緒狀態表示進程已經準備好執行，但還需要等待CPU分配時間片B.運行狀態表示進程正在CPU上執行C.阻塞狀態表示進程因為等待某個事件而暫停執行D.終止狀態表示進程已經完成執行，但還占用系統資源14、在一個采用位示圖進行磁盤空間管理的操作系統中，磁盤共有1000個物理塊，位示圖中每個字長為32位。那么，位示圖需要占用多少個磁盤塊來存儲？（）A.10B.11C.32D.3315、某磁盤的轉速為7200轉/分鐘，平均尋道時間為8ms，每個磁道包含1000個扇區，傳輸速率為50MB/s。若要讀取一個50MB的文件，其平均訪問時間約為多少？（請給出詳細的計算過程）（）A.18.4msB.20.4msC.22.4msD.24.4ms16、操作系統的內核是系統的核心部分，負責管理系統的資源和提供基本的服務。以下關于內核的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.內核可以分為微內核和宏內核兩種類型，微內核結構更加靈活，但性能較低B.內核的主要功能包括進程管理、內存管理、文件系統管理和設備管理等C.內核可以直接訪問硬件資源，但需要通過驅動程序來實現對設備的控制D.內核是操作系統中唯一運行在特權模式下的部分，其他部分都運行在用戶模式下17、在一個具有進程同步機制的操作系統中，有兩個進程P和Q，它們共享一個緩沖區。P進程負責向緩沖區寫入數據，Q進程負責從緩沖區讀取數據。為了保證數據的正確讀寫，使用了一個信號量S，初始值為1。當P進程準備向緩沖區寫入數據時，執行P(S)操作；寫入完成后，執行V(S)操作。當Q進程準備從緩沖區讀取數據時，執行P(S)操作；讀取完成后，執行V(S)操作。假設當前Q進程正在讀取數據，P進程準備寫入數據。那么，P進程會處于什么狀態？（）A.就緒狀態B.阻塞狀態C.運行狀態D.掛起狀態18、在操作系統的設備驅動程序中，負責與硬件設備進行通信和控制。假設一個設備驅動程序需要處理設備的中斷請求。以下關于中斷處理的描述，正確的是：（）A.設備中斷發生時，操作系統會立即暫停當前正在執行的進程，轉去處理中斷B.中斷處理程序的執行時間應該盡量短，以免影響系統的實時性C.設備驅動程序在處理中斷時，可以阻塞其他設備的中斷請求D.中斷處理完成后，操作系統會自動選擇一個高優先級的進程進行調度執行19、操作系統的安全機制可以保護系統的資源和數據不被非法訪問和破壞。以下關于操作系統安全機制的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.操作系統可以采用用戶認證和授權機制來控制用戶對系統資源的訪問B.操作系統可以采用加密技術來保護文件和數據的安全C.操作系統可以采用訪問控制列表（ACL）來實現對文件和目錄的訪問控制D.操作系統的安全機制只需要在軟件層面實現，不需要考慮硬件設備的安全性20、文件系統是操作系統中用于管理文件的重要組成部分。假設一個文件系統采用多級目錄結構，文件的物理存儲采用連續分配方式。當用戶創建一個新文件時，以下關于文件系統操作的描述中，正確的是：（）A.文件系統首先在目錄中為新文件創建一個條目，然后在磁盤上為其分配連續的存儲空間B.由于采用連續分配方式，文件系統需要從頭開始查找足夠的連續空間來存儲新文件C.文件系統會為新文件隨機分配存儲空間，然后更新目錄中的文件信息D.連續分配方式會導致文件的擴展非常困難，所以文件系統通常會拒絕創建較大的新文件21、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22、在一個具有三級頁表的分頁存儲系統中，頁面大小為4KB，邏輯地址空間為64GB。若各級頁表的長度均為4B，則頁表占用的內存空間是多少？（給出詳細的計算步驟）（）A.4MBB.8MBC.16MBD.32MB23、某操作系統中，有三個并發進程P1、P2和P3，都需要使用同類資源R，每個進程需要的資源數分別為3、4和5。系統共有10個該類資源。若采用銀行家算法，當進程P1申請1個資源時，系統是否會為其分配資源？（請詳細分析）（）A.會B.不會C.不確定D.以上都不對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、在文件系統中，文件的存儲方式有連續存儲、鏈式存儲和索引存儲等。假設一個文件系統主要處理大文件的存儲和訪問。以下關于存儲方式選擇的描述，正確的是：（）A.連續存儲適合大文件，因為可以快速定位文件數據，讀寫效率高B.鏈式存儲可以充分利用磁盤空間，適合存儲大文件C.索引存儲會增加文件的存儲空間開銷，不適合大文件存儲D.對于大文件，應該隨機選擇一種存儲方式，性能差異不大二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）進程調度算法的性能評價指標有哪些？2、（本題5分）什么是進程的上下文切換？其開銷有哪些？3、（本題5分）簡述操作系統的性能指標和影響因素。4、（本題5分）解釋分布式文件系統的架構和工作原理。三、綜合分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）研究操作系統中的內存管理的內存泄漏的運行時檢測工具。2、（本題5分）探討操作系統如何處理進程間通信中的消息傳遞的異步和同步模式。3、（本題5分）研究操作系統如何實現對文件系統的快速備份和恢復功能。4、（本題5分）研究操作系統中的虛擬內存管理的大內存頁的分配策略。5、（本題5分）分析操作系統中的文件系統的目錄索引優化技術。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分