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頁江西農業大學南昌商學院

《計算機組成與體系結構實驗》2023-2024學年第二學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題2分，共40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、在一個具有設備管理功能的操作系統中，設備分配采用靜態分配方式。有三個進程P1、P2、P3，分別需要使用打印機、掃描儀和繪圖儀。系統中有一臺打印機、一臺掃描儀和一臺繪圖儀。當P1申請打印機、P2申請掃描儀、P3申請繪圖儀時，系統能否滿足這些請求？（）A.可以滿足，因為每個進程申請的設備不同B.不能滿足，因為設備分配是靜態的，可能已經被其他進程占用C.可以滿足，但需要等待一段時間，進行設備的分配和初始化D.不確定，取決于設備的當前狀態和系統的配置2、在操作系統中，設備管理負責對各類設備進行有效的控制和分配。假設系統中有一臺打印機，采用獨占式分配策略。當多個進程同時申請使用該打印機時，以下關于設備分配的說法，正確的是：（）A.操作系統會按照申請的先后順序，依次將打印機分配給各個進程B.只有一個進程能夠獲得打印機的使用權，其他進程會被阻塞等待C.操作系統會根據進程的優先級，決定將打印機分配給哪個進程D.所有申請打印機的進程會同時共享使用該打印機，以提高設備利用率3、操作系統中的內存管理是一項關鍵任務，分頁存儲管理是一種常見的內存管理方式。在分頁存儲管理中，將用戶程序的地址空間分為若干個固定大小的頁面，同時將內存空間也分為相同大小的頁框。當程序運行時，通過頁表將頁面映射到頁框。現在考慮一個具有32位地址空間的系統，頁面大小為4KB，那么頁表項的長度至少為（）A.20位B.12位C.32位D.24位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、在一個具有緩沖池的操作系統中，緩沖池由多個緩沖區組成，分為空緩沖區隊列、裝滿輸入數據的緩沖區隊列和裝滿輸出數據的緩沖區隊列。當進程需要輸入數據時，從裝滿輸入數據的緩沖區隊列中取出一個緩沖區；當進程需要輸出數據時，將數據放入空緩沖區中。假設當前空緩沖區隊列為空，裝滿輸入數據的緩沖區隊列中有3個緩沖區，裝滿輸出數據的緩沖區隊列中有2個緩沖區。進程P1需要輸入數據，進程P2需要輸出數據。那么，系統會如何處理？（）A.進程P1等待，進程P2將數據放入空緩沖區B.進程P2等待，進程P1從裝滿輸入數據的緩沖區隊列中取出一個緩沖區C.進程P1從裝滿輸入數據的緩沖區隊列中取出一個緩沖區，進程P2等待D.進程P1和P2都等待6、在一個單處理機系統中，有三個進程P1、P2和P3，它們的優先級分別為3、2和1（數值越大優先級越高），到達時間分別為0、1和2毫秒，服務時間分別為5、3和4毫秒。若采用優先級調度算法，且非搶占式，那么平均等待時間是多少？（）A.3毫秒B.4毫秒C.5毫秒D.6毫秒7、在一個具有多個緩沖區的I/O系統中，從用戶進程向緩沖區寫入數據和從緩沖區向設備輸出數據可以并行操作。假設從用戶進程向緩沖區寫入一個數據的平均時間為T1，從緩沖區向設備輸出一個數據的平均時間為T2，緩沖區的數量為N。若要使系統的并行度最高，T1和T2應滿足什么關系？（）A.T1>T2B.T1<T2C.T1=T2D.以上都不對8、在一個采用動態分區存儲管理的系統中，初始時內存為空。現有作業J1、J2、J3、J4、J5依次請求裝入內存，它們所需的內存空間大小分別為200KB、150KB、100KB、50KB、250KB。若采用最佳適應算法分配內存，請問作業J5能否裝入內存？（）A.能B.不能C.不確定D.以上都不對9、在操作系統的文件系統中，文件的存儲方式會影響文件的讀寫效率和存儲空間的利用。連續分配方式將文件存儲在連續的磁盤塊中，便于順序訪問，但容易產生外部碎片；鏈式分配方式通過指針將文件的磁盤塊鏈接起來，解決了外部碎片問題，但隨機訪問效率較低；索引分配方式則通過索引表來管理文件的磁盤塊。假設一個文件系統采用索引分配方式，索引表項中包含直接地址和間接地址。每個磁盤塊大小為1KB，文件大小為100KB，直接地址項可以指向10個磁盤塊，一個一級間接地址項可以指向256個磁盤塊。那么，至少需要多少個一級間接地址（）項來存儲該文件（）A.0個B.1個C.2個D.3個10、在一個采用分段存儲管理的操作系統中，一個進程被分為三個段：代碼段、數據段和堆棧段。代碼段起始地址為0，長度為1000字節；數據段起始地址為1500，長度為500字節；堆棧段起始地址為2500，長度為800字節。系統的段表如下：段號起始地址段長1010002150050032500800。當進程訪問邏輯地址為2000的內存單元時，會發生什么情況？（）A.正常訪問，對應的數據在數據段內B.產生越界錯誤，該地址超出了進程的地址空間C.進行地址轉換，將邏輯地址轉換為物理地址后訪問D.系統進行段的合并操作，然后再進行訪問11、某計算機系統采用DMA方式進行數據傳輸，DMA控制器每次能夠傳輸一個字節的數據。若要傳輸1000字節的數據，DMA初始化設置的時間為100μs，DMA傳輸一個字節的時間為1μs，中斷處理的時間為50μs，請問完成這次數據傳輸總共需要多長時間？（）A.1150μsB.1550μsC.2050μsD.2150μs12、在操作系統中，線程是比進程更小的執行單位。以下關于線程的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.線程是進程中的一個執行路徑，共享進程的地址空間和資源B.線程的創建和銷毀比進程更快，因為線程不需要分配獨立的內存空間C.多線程可以提高程序的并發性，但也會增加程序的復雜性和調試難度D.線程之間的通信可以通過共享內存和消息傳遞兩種方式進行，其中共享內存方式效率更高，但也更容易出現數據競爭問題13、在一個操作系統中，進程間通信（IPC）是實現進程協作和數據交換的重要手段。假設有兩個進程P1和P2，它們需要頻繁地交換大量的數據。現在有多種IPC機制可供選擇，如管道、消息隊列、共享內存和信號量等。分析每種IPC機制在數據傳輸量、同步方式、通信效率和編程復雜性等方面的特點，并根據具體的應用場景選擇最合適的IPC機制。A.管道最適合B.消息隊列最適合C.共享內存最適合D.應根據具體場景選擇14、在操作系統中，線程的同步和互斥是保證多線程程序正確執行的關鍵。以下關于線程同步和互斥的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.線程同步是指多個線程之間協調執行，避免出現競爭條件和數據不一致的問題B.線程互斥是指多個線程之間對共享資源的訪問進行互斥控制，保證同一時間只有一個線程訪問共享資源C.線程同步和互斥可以通過鎖、信號量和條件變量等機制來實現D.線程同步和互斥只對多線程程序有效，對單線程程序沒有作用15、在操作系統的存儲管理中，段式存儲管理和頁式存儲管理都有各自的特點。假設一個程序被分為多個段，每個段的長度不同。以下關于段式存儲管理的優點的描述，正確的是：（）A.段的長度可以根據程序的邏輯需要動態改變，更便于程序的擴展和修改B.由于段的長度固定，內存分配和管理更加簡單高效C.段式存儲管理不會產生內存碎片，提高了內存利用率D.段式存儲管理的地址轉換速度比頁式存儲管理更快16、在一個操作系統中，磁盤調度算法采用最短尋道時間優先（SSTF）算法。當前磁頭位于磁道50，磁道訪問請求序列為80、40、90、10、60。那么，磁頭移動的總距離是多少？（）A.150B.160C.170D.18017、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18、在一個具有進程通信機制的操作系統中，有進程P1和P2，它們通過消息隊列進行通信。P1向消息隊列發送了5條消息，P2從消息隊列中接收消息。假設消息隊列遵循先進先出的原則，且P2接收消息的速度比P1發送消息的速度慢。當P2開始接收消息時，消息隊列中已有3條消息。那么，P2最多能接收到幾條消息？（）A.3條B.5條C.8條D.不確定，取決于P2接收消息的時間和P1發送消息的情況19、操作系統的內存管理功能對于系統性能至關重要。以下關于內存分配方式的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.連續分配方式將內存空間劃分為連續的區域，分配給進程B.分頁分配方式將內存空間劃分為固定大小的頁，進程的地址空間也被劃分為頁C.分段分配方式將進程的地址空間劃分為不同的段，每個段有不同的用途D.動態分配方式可以根據進程的需求動態地調整內存分配，不會出現內存碎片問題20、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二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）簡述微內核的優點和缺點。2、（本題5分）什么是文件的邏輯結構和物理結構？3、（本題5分）操作系統如何管理文件的存儲空間？三、綜合分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）探討操作系統中的進程調度的優先級動態調整的時機。2、（本題5分）探討操作系統中的進程調度的公平性度量和改進。3、（本題5分）研究操作系統中的資源預約和分配策略。4、（本題5分）分析操作系統中的文件系統的掛載選