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頁四川城市職業學院

《計算機組成原理與系統結構》2023-2024學年第二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、在操作系統的磁盤調度算法中，先來先服務（FCFS）算法按照請求到達的順序進行磁盤訪問，可能會導致較長的平均尋道時間；最短尋道時間優先（SSTF）算法選擇距離當前磁頭位置最近的請求進行服務，能有效減少平均尋道時間，但可能導致某些請求長時間等待；掃描（SCAN）算法在磁頭移動方向上選擇距離最近的請求進行服務，避免了SSTF算法的“饑餓”現象。假設磁盤請求隊列的順序為98、183、37、122、14、124、65、67，磁頭當前位于53號磁道，向磁道號增加的方向移動。那么，采用掃描算法時，磁頭移動的總（）磁道數為（）A.236B.292C.315D.3602、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.1803、在一個采用段頁式存儲管理的系統中，某進程的段表如下所示：段號頁表長度（頁）頁表始址032001240021500若邏輯地址為（1，100），其中段號為1，頁號為100，頁面大小為1KB，請問其對應的物理地址是多少？（給出詳細的計算過程）（）A.500B.600C.700D.8004、操作系統的死鎖問題是一個需要重點關注和解決的難題。假設有四個進程P1、P2、P3和P4，它們分別申請了資源R1、R2、R3和R4。目前的資源分配情況導致了死鎖的發生。以下關于死鎖檢測和解除的說法，正確的是：（）A.可以通過資源分配圖來檢測死鎖是否發生，如果存在環路則表示發生了死鎖B.一旦檢測到死鎖，操作系統會立即終止所有涉及死鎖的進程，以解除死鎖C.死鎖解除時，通常會選擇優先級最低的進程進行終止，釋放其占用的資源D.為了避免死鎖，操作系統應該禁止進程申請多個資源5、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6、在一個多道程序設計系統中，多個進程并發執行。假設有進程P1、P2和P3，它們的到達時間分別為0、1和2毫秒，服務時間分別為8、4和6毫秒。若采用短作業優先（SJF）調度算法，那么平均周轉時間是多少？（）A.7毫秒B.8毫秒C.9毫秒D.10毫秒7、在一個操作系統中，進程的創建和銷毀是常見的操作。假設一個應用程序需要頻繁創建和銷毀大量的短生命周期進程，分析這種操作對系統性能的影響，包括內存分配、資源消耗和上下文切換等，并討論如何通過進程池、線程池等技術來優化這種情況，以及這些技術的適用場景和限制。A.頻繁創建和銷毀進程總是有害的B.頻繁創建和銷毀進程在某些情況下無害C.可以通過進程池或線程池完全解決性能問題D.進程池和線程池有適用場景和限制8、操作系統的中斷機制是實現多任務和設備管理的關鍵。以下關于中斷的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.中斷是指CPU在執行程序的過程中，由于外部事件的發生而暫停當前程序的執行，轉而去處理外部事件B.中斷可以分為硬件中斷和軟件中斷，硬件中斷是由外部設備產生的，軟件中斷是由程序中的指令產生的C.中斷處理程序負責處理中斷事件，通常會保存當前程序的狀態，然后執行相應的處理操作D.中斷可以被屏蔽，即CPU可以忽略某些中斷請求，繼續執行當前程序9、在一個文件系統中，文件的存儲方式采用鏈接分配。假設一個文件由5個盤塊組成，盤塊號依次為100、50、120、80、20。如果要刪除這個文件，需要進行哪些操作？（）A.直接刪除文件的目錄項B.依次釋放5個盤塊C.從后向前依次釋放盤塊，并修改前一個盤塊的指針D.從前向后依次釋放盤塊，并修改后一個盤塊的指針10、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11、在一個實時操作系統中，有三個周期性任務T1、T2和T3，它們的周期分別為50ms、100ms和200ms，每個任務的執行時間分別為20ms、30ms和40ms。采用速率單調調度算法（RMS），請問這三個任務能否在各自的周期內完成執行？（給出詳細的計算和分析過程）（）A.能B.不能C.不確定D.以上都不對12、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13、在一個操作系統中，進程的狀態轉換圖如下：就緒->運行，運行->就緒，運行->阻塞，阻塞->就緒。假設當前有三個進程P1、P2、P3處于就緒狀態，系統采用時間片輪轉調度算法，時間片大小為10ms。進程P1首先獲得CPU資源并開始運行，在運行5ms后，進程P1發生I/O操作進入阻塞狀態。此時，系統會如何調度？（）A.從就緒隊列中選擇P2進程運行B.等待P1的I/O操作完成，繼續運行P1C.重新選擇P1進程運行，直到時間片用完D.暫停系統運行，等待其他進程進入就緒狀態14、在一個采用索引分配方式的文件系統中，一個文件的大小為100KB，盤塊大小為4KB，每個盤塊號占用4個字節。若采用一級索引，索引表項能夠容納的盤塊號數量為1024個。那么，該文件最多需要多少個索引塊？（）A.1個B.2個C.3個D.4個15、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16、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17、在一個多任務操作系統中，多個進程同時競爭CPU資源。假設系統采用時間片輪轉調度算法，每個進程被分配相同長度的時間片。當一個進程在其時間片內未完成任務時，會被掛起并放入就緒隊列等待下一輪調度。現在有三個進程P1、P2和P3，它們的運行時間分別為20毫秒、10毫秒和30毫秒。如果系統的時間片長度為10毫秒，那么這三個進程的平均周轉時間（從進程開始到完成的時間）大約是多少？需要考慮進程的切換時間和等待時間，并分析這種調度算法在不同場景下的優缺點。A.20毫秒B.23.33毫秒C.26.67毫秒D.30毫秒18、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19、在一個具有內存管理功能的操作系統中，采用分段和分頁相結合的存儲管理方式。進程的邏輯地址由段號、段內頁號和頁內偏移量組成。假設段表項中包含段的起始地址、段長和頁表起始地址，頁表項中包含頁框號。當進程訪問邏輯地址為（2，1，500）時（假設段號、段內頁號和頁內偏移量均從0開始計數），系統進行地址轉換。已知段表中第2段的起始地址為10000，段長為5000，頁表起始地址為2000，頁表中第1頁對應的頁框號為3。那么，對應的物理地址是多少？（）A.10500B.12500C.15500D.1850020、操作系統的存儲管理功能可以提高內存的利用率。以下關于存儲管理的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.虛擬內存是一種將硬盤空間作為內存使用的技術，可以擴大程序的可用內存空間B.頁面置換算法用于在內存不足時選擇哪些頁面被換出到硬盤上C.段頁式存儲管理結合了分段和分頁的優點，可以更靈活地管理內存D.存儲管理只需要考慮內存的分配和回收，不需要考慮CPU的緩存管理21、在一個具有多個線程的進程中，線程之間共享進程的資源，包括內存、文件描述符等。但每個線程有自己獨立的棧空間和線程控制塊。假設有線程T1、T2和T3，它們同時訪問一個全局變量X，X的初始值為0。T1執行X=X+1，T2執行X=X-2，T3執行X=X*3，請問最終X的值可能是多少？（）A.-3B.0C.3D.以上都有可能22、考慮一個具有多級反饋隊列調度算法的系統，共設置3個隊列，優先級依次降低。第1隊列時間片為2ms，第2隊列時間片為4ms，第3隊列時間片為8ms。若有進程P1到達時進入第1隊列，運行1ms后未完成，被放入第2隊列；進程P2到達時進入第2隊列，運行3ms后未完成，被放入第3隊列。請問當P1再次獲得CPU時，它已經等待了多長時間？（）A.4msB.5msC.6msD.7ms23、文件系統的目錄結構對于文件的組織和管理非常重要。以下關于目錄結構的描述中，哪個選項是錯誤的？（）A.單級目錄結構只有一個目錄，所有文件都放在這個目錄中B.兩級目錄結構將文件分為用戶文件和系統文件，分別放在不同的目錄中C.樹形目錄結構可以將文件組織成層次結構，方便管理和查找D.無環圖目錄結構可以允許文件有多個父目錄，增加了文件的靈活性24、在操作系統的文件系統中，文件的物理結構有連續分配、鏈接分配和索引分配等多種方式。連續分配方式具有較高的順序訪問速度，但存在外部碎片問題；鏈接分配方式解決了外部碎片問題，但隨機訪問速度較慢；索引分配方式則結合了兩者的優點。假設一個文件系統采用索引分配方式，每個索引節點包含13個直接地址項、1個一級間接地址項、1個二級間接地址項和1個三級間接地址項，每個地址項大小為4字節，盤塊大小為1KB。若要訪問文件的第10000塊，至少需要幾次磁盤I/O操作（）A.1B.2C.3D.425、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二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）什么是操作系統的代碼重構和優化？2、（本題5分）簡述分布