西北大学《操作系统》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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西北大学

《操作系统》2023-2024学年第一学期期末试卷

院(系)_______班级_______学号_______姓名_______

题号

一

二

三

四

总分

得分

一、单选题（本大题共20个小题，每小题1分，共20分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）

1、在一个多处理器操作系统中，进程可以在不同的处理器上并行执行。假设系统中有四个处理器，进程P1、P2、P3和P4同时就绪。以下关于多处理器操作系统进程调度的描述中，正确的是：（）

A.操作系统会将这四个进程平均分配到四个处理器上执行，以保证负载均衡

B.进程调度的策略与单处理器操作系统完全相同，不需要考虑处理器的数量

C.为了充分利用多处理器资源，操作系统可能会将一个进程的不同部分分配到不同的处理器上执行

D.如果进程P1是计算密集型，而进程P2是I/O密集型，操作系统会优先将P1分配到处理器上执行

2、在一个具有三级页表的分页存储系统中，页面大小为4KB，逻辑地址空间为64GB。若各级页表的长度均为4B，则页表占用的内存空间是多少？（给出详细的计算步骤）（）

A.4MBB.8MBC.16MBD.32MB

3、在一个多任务操作系统中，进程的上下文切换是经常发生的。以下关于进程上下文切换的开销的描述，正确的是：（）

A.进程上下文切换的开销主要包括保存和恢复寄存器的值、更新页表等

B.进程上下文切换的开销很小，可以忽略不计，不会影响系统性能

C.上下文切换的开销与进程的数量成正比，进程越多，开销越大

D.减少进程的数量可以完全消除上下文切换的开销

4、操作系统的内存保护机制可以防止进程之间的内存访问冲突。以下关于内存保护的描述中，哪个选项是错误的？（）

A.内存保护可以通过地址映射和访问控制等方式实现

B.内存保护可以防止进程访问不属于自己的内存区域

C.内存保护可以提高系统的安全性和稳定性

D.内存保护只对用户进程有效，对内核进程没有作用

5、在一个操作系统中，进程通信是非常重要的一部分。假设有两个进程P1和P2，它们需要频繁地交换大量的数据。以下几种进程通信方式中，哪种方式最适合这种情况？（）

A.共享内存：两个进程可以直接访问同一块共享的内存区域，进行数据交换

B.消息传递：通过发送和接收消息来传递数据，每个消息有固定的大小和格式

C.管道：一种单向的、基于字节流的通信方式，数据只能从一端流向另一端

D.信号量：用于进程之间的同步，而不是直接的数据交换

6、考虑一个具有4个页面的虚拟内存系统，页面大小为1KB，逻辑地址空间为32位。假设某一时刻，页表内容如下：页号0对应的物理块号为2，页号1对应的物理块号为5，页号2对应的物理块号为7，页号3对应的物理块号为9。若进程访问的逻辑地址为0x12345，请问对应的物理地址是多少？（）

A.0x22345

B.0x52345

C.0x72345

D.0x92345

7、在一个多任务操作系统中，多个进程同时竞争CPU资源。假设系统采用时间片轮转调度算法，每个进程被分配相同长度的时间片。当一个进程在其时间片内未完成任务时，会被挂起并放入就绪队列等待下一轮调度。现在有三个进程P1、P2和P3，它们的运行时间分别为20毫秒、10毫秒和30毫秒。如果系统的时间片长度为10毫秒，那么这三个进程的平均周转时间（从进程开始到完成的时间）大约是多少？需要考虑进程的切换时间和等待时间，并分析这种调度算法在不同场景下的优缺点。

A.20毫秒

B.23.33毫秒

C.26.67毫秒

D.30毫秒

8、操作系统的死锁问题是一个需要重点关注和解决的难题。假设有四个进程P1、P2、P3和P4，它们分别申请了资源R1、R2、R3和R4。目前的资源分配情况导致了死锁的发生。以下关于死锁检测和解除的说法，正确的是：（）

A.可以通过资源分配图来检测死锁是否发生，如果存在环路则表示发生了死锁

B.一旦检测到死锁，操作系统会立即终止所有涉及死锁的进程，以解除死锁

C.死锁解除时，通常会选择优先级最低的进程进行终止，释放其占用的资源

D.为了避免死锁，操作系统应该禁止进程申请多个资源

9、考虑一个具有多级反馈队列调度算法的系统，共设置3个队列，优先级依次降低。第1队列时间片为2ms，第2队列时间片为4ms，第3队列时间