操作系统教程习题答案.doc 43页

'《操作系统教程》习题答案 习题11．单项选择题（1）大中小型计算机是以为中心的计算机系统。A、CPUB、存储器C、系统总线D、通道（2）以下关于操作系统的说法正确的是。A、批处理系统是实现人机交互的系统B、批处理系统具有批处理功能，但不具有交互能力C、分时系统是实现自动控制，无须人为干预的系统D、分时系统即具有分时交互能力，又具有批处理能力（3）操作系统的职能是管理软硬件资源、合理地组织计算机工作流程和。A、为用户提供良好的工作环境和接口B、对用户的命令作出快速响应C、作为服务机构向其它站点提供优质服务D、防止有人以非法手段进入系统（4）设计实时操作系统时，首先应考虑系统的。A、可靠性和灵活性B、实时性和可靠性C、优良性和分配性D、灵活性和分配性（5）多道程序设计是指。A、在分布式系统中同一时刻运行多个程序B、在一台处理器上并行运行多个程序C、在实时系统中并发运行多个程序D、在一台处理器上并发运行多个程序（6）以下关于并发性和并行性的说法正确的是。A、并发性是指两个及多个事件在同一时刻发生B、并发性是指两个及多个事件在同一时间间隔内发生C、并行性是指两个及多个事件在同一时间间隔内发生D、并发性是指进程，并行性是指程序（1）B（2）B（3）A（4）B（5）D（6）B2．填空题（1）微机是以总线为纽带构成的计算机系统。（2）在批处理兼分时系统中，往往把由分时系统控制的作业称为前台作业，把由批处理系统控制的作业称为后台作业。（3）在分时系统中，若时间片长度一定，则用户数越多，系统响应时间越慢。（4）分布式操作系统能使系统中若干台计算机协同完成一个共同的任务，分解问题成为子计算并使之在系统中各台计算机上并行执行，以充分利用各计算机的优势。（5）用户通过网络操作系统可以网络通信、资源共享，从而大大扩展了计算机的应用范围。3．简答题（1）什么是操作系统？现代操作系统的基本特征是什么？操作系统是直接控制和管理计算机系统中的硬件和软件资源，合理地组织计算机工作流程，便于用户使用的程序集合。操作系统的基本特征：并发性，共享性，虚拟性，异步性 （2）什么是批处理系统，衡量批处理系统好坏的主要指标是什么？批处理系统：批处理指用户将一批作业提交给操作系统后就不再干预，由操作系统控制它们自动运行。这种采用批量处理作业技术的操作系统称为批处理系统。衡量批处理系统主要指标是系统的吞吐率。（3）试述分时系统的原理及其特性。分时系统将多个用户分享同一台计算机。采用时间片轮转方式处理服务请求，并通过交互方式在终端上显示结果。特性：交互性同时性独立性及时性（4）操作系统有哪几大特征？它的最基本特征是什么？特征：并发性虚拟性共享性异步性最基本特征并发性（5）网络操作系统与分布式操作系统的关键区别是什么？（1）分布性。分布式操作系统的处理和控制功能均为分布式的；而网络操作系统虽具分布处理功能，但其控制功能却是集中在某个或某些主机或网络服务器中，即集中式控制方式。（2）并行性。分布式操作系统具有任务分配功能，可将多个任务分配到多个处理单元上，使这些任务并行执行，从而加速了任务的执行；而网络操作系统通常无任务分配功能，网络中每个用户的一个或多个任务通常都在本地计算机上处理。（3）透明性。分布式操作系统通常能很好地隐藏系统内部的实现细节。包括对象的物理位置、并发控制和系统故障等对用户都是透明的。例如，当用户要访问某个文件时，只需提供文件名而无须知道（所要访问的对象）它是驻留在那个站点上，即可对它进行访问，以即具有物理位置的透明性。网络操作系统的透明性则主要指操作实现上的透明性。例如，当用户要访问服务器上的文件时，只需发出相应的文件存取命令，而无需了解对该文件的存取是如何实现的。（4）共享性。分布式操作系统支持系统中所有用户对分布在各个站点上的软硬件资源的共享和透明方式访问。而网络操作系统所提供的资源共享功能仅局限于主机或网络服务器中资源，对于其它机器上的资源通常仅有使用该机的用户独占。（5）健壮性。分布式操作系统由于处理和控制功能的分布性而具有较好的可用性和可靠性，即健壮性。而网络操作系统由于控制功能的集中式特点而使系统重构功能较弱，且具有潜在的不可靠性。4．综合应用题有3个程序A、B、C在系统中单独处理占用的CPU时间和I/O设备时间如下表所示：程序ACPU20msIO230msCPU30msIO220msCPU30msIO120ms程序BIO230msCPU30msIO140msCPU30msIO120ms程序CIO120msCPU50msIO130msCPU20msIO230ms假定在具有2个CPU为X和Y的多机系统中，以多道程序设计方式，按如下条件执行上述3个程序，条件如下：（1）X和Y运算速度相同，整个系统可以同时执行2个程序，并且在并行处理程序时速度也不下降。（2）X的优先级比Y高，即当X、Y均能执行程序时，由X去执行。（3）当多个程序同时请求CPU或I/O设备时，按程序A、B、C的次序分配所请求的资源。（4）除非请求输入输出，否则执行中的程序不会被打断，也不会把控制转给别的CPU。而且因输入输出而中断的程序再重新执行时，不一定仍在同一CPU上执行。（5）控制程序的介入时间可忽略不计。（6）程序A、B、C同时开始执行。 求：（1）程序A、B、C同时开始执行到执行完毕为止的时间。（2）X和Y的使用时间。程序运行情况如下图所示：I/O213014015017018011010090200306070单位：msCPUXCPUYI/O1程序A程序B程序C由上图可以看出（1）A170msB150msC180ms(2)X的使用时间120msY的使用时间90ms题21．单项选择题（1）用户使用操作系统通常有3种手段，它们是终端命令、系统调用命令和。A、计算机高级指令B、作业控制语言C、宏命令D、汇编语言（2）系统调用的目的是。A、请求系统服务B、终止系统服务C、申请系统资源D、释放系统资源（3）在批处理系统中，用户使用对作业的各种可能的控制要求进行控制。A、命令驱动B、访管指令C、系统调用D、作业说明书（4）适合于交互式终端用户来说明作业加工步骤的手段是。A、汇编语言B、高级语言C、作业控制语言D、系统功能调用E、操作控制命令(1)B(2)A(3)D(4)E2．填空题（1）操作系统代码在核心态下运行，用户一般程序在用户态下运行。（2）当用户程序要调用系统服务时，需要通过一条专门的指令来完成从用户态到核心态的切换，这条指令称为访管指令。（3）操作系统为批处理用户提供作业控制语言，为分时用户提供联机命令来说明作业加工步骤。（4）作业控制语言是由一些的语句组成的。（5）批处理控制方式也可以称为脱机控制方式，交互式控制方式也可以称为联机控制方式。（6）在批处理系统中，用户提交作业时必须同时提交用作业控制语言编写的作业说明书来说明对作业的控制意图。 3．名词解释（1）作业控制级接口。用户通过键盘命令或作业控制命令，对程序进行控制（2）程序级接口。系统调用或称应用程序接口（3）用户态。用户程序工作的状态（4）核心态。把系统程序工作的状态（5）特权指令。只允许在核心态下使用的指令（6）访管指令。用户要使用I/O设备，必须在核心态下使用（7）系统调用。用户在程序中调用操作系统所提示的一些子功能4．简答题（1）在用户和操作系统之间，通常提供了哪几种类型的接口？它们的主要功能是什么？控制级接口：用户通过键盘命令或作业控制命令对程序进行控制程序级接口：系统调用（2）什么是作业、作业步、作业流？作业：用户一次请求计算机系统为其完成任务所进行工作的总和作业步：作业的每一步骤称为作业步作业流：作业步控制流程（3）命令驱动方式中命令的一般格式是什么？主要有哪几种命令类型？一般格式：COMMANDarg1,arg2…….,argn[option1,option2,….,optionm]类型：1.系统访问命令2.编辑和文件管理命令3.编译，汇编和连续指令4.调试命令5.维护管理命令6.其它命令（4）什么是特权指令？为什么要把指令分为特权指令和非特权指令？特权指令：只允许在核心态下使用的指令称为特权指令非特权指令：特权指令以外的指令，它们的执行不影响其它用户及系统（5）说明以下各条指令是特权指令还是非特权指令。1）启动打印机；2）结束进程；3）计算e的n次方；4）清内存5）读时钟6）修改指令地址寄存器内容。12456特权指令3非特权指令（6）系统调用分为哪几类？它们各有什么作用？一部分功能是系统自身所需要的，另一部分功能是作为服务提供给用户的（7）一个图形窗口通常由哪几部分组成？程序图标，组图标和应用程序项图标 习题31．单项选择题（1）进程创建原语的任务是。A、为进程编制程序B、为进程建立PCB表C、为进程分配CPUD、为进程分配所需的各种资源（2）进程从执行状态变为阻塞态的原因可能是。A、I/O事件发生B、I/O事件完成C、时间片到D、某个进程被唤醒（3）进程由执行态变化到就绪态的可能原因是。A、等待的事件发生B、高优先级进程到来C、I/O完成D、等待某事件的发生（4）进程在执行过程中，其状态总是在不停地发生变化，下面关于进程状态变化的说法正确的是。A、进程一旦形成，首先进入的是运行状态B、在分时系统中，一个正在运行的进程的时间片如果终结，该进程将转入就绪状态C、一个进程必须经过进程的三个基本状态才能结束D、三种进程状态是进程运行过程中的基本状态，进程可能同时处于某几种状态中（5）进程的上下文是执行活动全过程的静态描述，它在时切换。A、系统调度新进程占有CPU时B、进程因等待某一事件的发生而由运行态转为阻塞态时C、进程由阻塞态转为就绪态时D、作业因完成而撤出时（6）以下进程状态的转换中，是不可能的。A、运行态®就绪态B、运行态®阻塞态C、阻塞态®运行态D、阻塞态®就绪态（7）同一程序运行在不同的数据集上，创建了的进程。A、相同B、不同C、同步D、互斥（8）进程调度是从中选择一个进程进入处理器中运行。A、就绪队列B、阻塞队列C、提交队列D、后备队列（1）B（2）A（3）B（4）B（5）A（6）C（7）B（8）A2．填空题（1）一个进程获得了除CPU外的一切资源，则称此进程处于就绪态。（2）一个进程由于等待某一事件的发生而暂时停止运行，这时即使把CPU分配给进程也无法运行，则称该进程处于阻塞态。（3）在一个只有一个CPU的系统中，假如某时刻该系统中有10个进程并发执行，在略去调度时间所占用时间的前提下，则：1）这时刻系统中处于运行态的进程最多有1个，最少有0个。2）这时刻系统中处于就绪态的进程最多有9个，最少有0个。3）这时刻系统中处于阻塞态的进程最多有10个，最少有0个。 （4）操作系统对进程的控制是根据PCB来进行的，对进程的管理是通过PCB来实现的。3．基本概念的解释和辨析（1）进程和程序a.进程是动态的，程序是静态的b.进程是暂时的，程序是永久的c.进程与程序的组合结构不同（2）进程和作业一个正在执行的进程称为作业，作业可包含一个或多个进程（3）进程和线程a.地址空间资源：不同的进程地址空间是相互独立的，而统一进程的各线程共享同一地址空间b.并发性：引入线程的操作系统中，不仅进程之间可以并发执行，而且一个进程的多个线程之间亦可并发执行c.通信关系：进程间的通信必须使用操作系统提供的进程间的tongxinjizhi，而统一进程的各线程间可以通过直接读写进程端来进行通信d.切换速度：操作系统的进程独占自己的虚拟空间，调度进程时，系统必须交换地址空间，因而进程切换时间长（4）原语和系统调用原语：把在核心态下执行的某些具有特定功能的程序段称为原语系统调用：内核提供一系列具备预定功能的内核函数，通过一组称为系统调用的借口呈现给用户。（5）内核和微内核内核：操作系统的这一常驻内存部分称为内核微内核：内核的精简版本，在很小的内存空间内增加移植性，提供模块化设计，以使安装用户不同的接口。（6）用户级线程和核心级线程用户级线程的管理过程全由用户程序完成，在这样的系统中，操作系统核心只对进程进行管理核心级线程由操作系统内核进行管理。操作系统内核为应用程序提供相应的系统调用和应用程序接口API，供用户程序创建执行撤销线程。4．综合题（1）某系统的进程状态转换图如图3．16所示，请说明：1）引起各种状态转换的典型原因有哪些？运行态→就绪态时间片到或被更高优先级的进程抢占就绪态→运行态被调度运行态→阻塞态等待某一事件的发生而事件未发生阻塞态→就绪态等待的事件已发生4321运行就绪阻塞图3．16某系统进程状态转换图 2）当观察系统中某些进程时，能够看到某一进程的一次状态转换能引起另一个进程的一次状态转换。在什么情况下，当一个进程发生转换3时能立即引起另一个进程发生转换2？3）如图3．16，说明是否会发生下述因果转换：2→1会，在抢占式调度的情况下，更高优先级的进程到达3→2会，一个正在运行的进程因等待某一事件的发生而转入阻塞态，而就绪队列中有进程在等待运行4→1不会（2）有一个单向链接的进程PCB队列，它的队首由系统指针指出，队尾进程链接指针为0。分别画出一个进程从队首入队和队尾入队的流程图。（3）挂起状态和阻塞状态有何区别？在具有挂起操作的系统中，进程的状态有哪些？如何变迁？被挂起进程处于静止状态，不能参与竞争CPU，直到被激活，但被挂起进程可能并不缺少资源；而阻塞进程是由于等待某一事件的发生，处于缺乏资源的状态。（4）在创建一个进程时需要完成的主要工作是什么？在撤消一个进程时需要完成的主要工作又是什么？创建进程的主要工作是为被创建进程创建一个PCB，并填入相应的初始值。并把该进程插入就绪队列。撤消该进程的所有子孙进程。在撤消的过程中，被撤消进程的所有系统资源（内存、外设）应全部释放出来归还给系统，并将它们从所有队列中移出。如果被撤消进程正在处理器上运行，则要调用进程调度程序将处理器分配给其它进程。（5）什么是可再入程序？其有何特性？能被多个程序同时调用的程序。它具有以下性质：它是纯代码的，即它在执行过程中不改变自身代码，通常由指令和常量等程序逻辑中的不变部分组成；调用它的各程序应提供工作区，用以存放随着程序执行将发生变化的部分，诸如程序中的数组、变量和通用存储器内的信息。（6）在使用线程的系统中，是每个线程有一个堆栈还是每个进程有一个堆栈？说明原因。（7）线程通常有哪些状态？为了管理线程，操作系统一般提供哪些原语？线程状态：就绪态，运行态，阻塞态原语：派生，阻塞，激活 习题41．单项选择题（1）要避免出现与时间有关的错误，对若干进程的相关临界区的管理应满足以下除外的要求。A、一次最多让一个进程在临界区中执行B、任何一个进入临界区执行的进程必须在有限时间内退出临界区C、避免进程进入相关临界区D、不能强迫一个进程无限期地等待进入它的临界区（2）有三个进程P1、P2、P3共享同一个程序段，而每次最多允许两个进程进入该程序段，则信号量S的初值为。A、0B、1C、2D、3（3）在操作系统中wait、signal操作是一种。A、机器指令B、系统调用命令C、作业控制命令D、低级进程通信（4）用signal操作唤醒一个进程时，被唤醒进程的状态应变成状态。A、等待B、运行C、就绪D、完成(5)用信箱实现并发进程间的通信需要两个基本的通信原语，它们是。A、wait原语和signal原语B、send原语和receive原语C、R（S）和W（S）D、以上都不是（6）用来实现进程同步与互斥的wait，signal操作，实际上是的过程。A、一个可被中断B、一个不可被中断C、两个可被中断D、两个不可被中断（1）C（2）C（3）D（4）C（5）B（6）D2．填空题（1）临界资源是一次只允许一个进程使用的资源，临界区是访问临界资源的那段代码。（2）信号量s>0时，表示资源的空闲数量；当s=0时，表示资源已经耗尽，但没有进程在等待；若s<0，则表示有|s|个进程在等待。（3）设计进程同步机制的准则有空闲让进、忙则等待、有限等待和让权等待。3.基本概念解释和辨析（1）同步与互斥。同步：散布在不同进程之间的若干程序片段，按规定的先后次序来运行互斥：散布在不同进程之间的若干程序片段，当某个进程运行其中一个程序片段时，其他进程就不能运行它们之中的任一程序片段，只能等到该进程运行完这个程序片段后才可运行。（2）临界资源与临界区。临界资源：临界资源是一次仅允许一个进程使用的共享资源临界区：每个进程中访问临界资源的那段程序（3）高级通信与低级通信。低级通信：由于进程互斥与同步交换的信息量较少，每次通信传递的信息量固定且效率较低高级通信：进程之间以较高的效率传送大量数据的通信方式 （4）直接通信与间接通信。直接通信：需要通信中，需要通信的每个进程必须直接指明通信的接收方式或发送方间接通信：消息和发送的信息通过信箱进行。进程可以把消息放置其中取走。4．论述题（1）什么是“忙等待”？如何克服“忙等待”？如果在单处理器系统中，一个进程试图进入处于“忙”状态的临界区，则该进程只能不断测试临界区的状态，这就是“忙等待”。让试图进入“忙”状态的临界区的进程“睡眠”等待，由释放资源的进程将其唤醒，便可克服“忙等待”的缺点。（2）在解决进程互斥时，如果TS指令的执行可以中断，则会出现什么情况？而如果wait、signal的执行可分割，又会出现什么情况？如果wait可被分割，则可能破坏“空闲让进”准则。如s.value=1，进程A执行wait操作，进行s.value--，s.value的值为0；如果此时被中断，进程B执行wait操作，进行s.value--，s.value的值为-1，则进程B将被阻塞；此时进程A恢复中断，由于s.value的值为-1，也将被阻塞，从而破坏了“空闲让进”准则。如果signal可被分割，也有可能破坏“空闲让进”准则。如s.value=-1，进程C在等待s资源，进程A执行signal操作，进行s.value++，s.value的值为0；如果此时被中断，进程B执行signal操作，进行s.value++，s.value的值为1，进程B不会唤醒进程C；此时进程A恢复中断，由于s.value的值为1，也不会唤醒进程C，从而破坏了“空闲让进”准则。（3）使用parbegin改写下面的表达式以获得最大程度的并行性。(3*a*b+4)/(c+d)**(e-f)typedefFan_TypeDataType;Fan_Typex;Fan_TypeP1(){return(3*a*b+4);}Fan_TypeP2(){return(c+d);}Fan_TypeP3(){return(e-f);}voidmain(){Fan_Typea,b,c;parbegin(a=P1,b=P2,c=P3);xa/b**c;}（4）设有几个进程共享一互斥段，对于如下两种情况：（1）每次只允许一个进程进入临界区；（2）最多允许m个进程(m=1)y=y+1;z=y;}voidP2(){intt,u;x=0;t=0;if(x<1)t=t+z;u=t;}voidmain(){parbegin(P1(),P2());}不能正确执行。如进程P1执行过程中不被中断，进程运行结束后x,y,z的值均为1；但若进程P1执行到y=0时被中断，进程P2执行完毕后x的值为0，则P1恢复中断后获得的结果为x,y,z的值均为0，从而发生与时间有关的错误。structsemaphores;s.value=1;voidP1(){inty,z;wait(s);x=1;y=0;if(x>=1)y=y+1;z=y;signal(s);}voidP2(){intt,u;wait(s);x=0;t=0;if(x<1)t=t+z;u=t;signal(s);}voidmain(){parbegin(P1(),P2()); }（6）共享存储区通信是如何实现的？（7）假设某系统未直接提供信号量机制，但提供了进程通信工具。如果某程序希望使用关于信号量的wait、signal操作，那么该程序应如何利用通信工具模拟信号量机制？要求说明如何用send/receive操作及消息表示wait/signal操作及信号量。5．应用题（1）有三个并发进程R、W1和W2，共享两个各可存放一个数的缓冲区B1、B2。进程R每次从输入设备读入一个数，若读入的是奇数，则将它存入B1中，若读入的是偶数，将它存入B2中；当B1中有数，由进程W1将其打印输出；当B2中有数，进程W2将其打印输出。试编写保证三者正确工作的程序。structsemaphoneB1_Empty,B1_Full,B2_Empty,B2_Full;B1_Empty.value=1;B1_Full.value=0;B2_Empty.value=1;B2_Full.value=0;voidR(){inta;While(1){readanumbera;if(a%2==1){wait(B1_Empty);putainB1;signal(B1_Full);}else{wait(B2_Empty);putainB2;signal(B2_Full);}}}voidW1(){while(1){wait(B1_Full);printanumberfromB1;signal(B1_Empty);}}voidW2(){while(1){wait(B2_Full);printanumberfromB2;signal(B2_Empty); }}voidmain(){parbegin(R(),W1(),W2());}（2）8个协作的任务A、B、C、D、E、F、G、H分别完成各自的工作。它们满足下列条件：任务A必须领先于任务B、C和E；任务E和D必须领先于任务F；任务B和C必须领先与任务D；而任务F必须领先于任务G和H。试写出并发程序，使得在任何情况下它们均能正确工作。（3）多个进程共享一个文件，其中只读文件的称为读者，只写文件的称为写者。读者可以同时读，但写者只能独立写。问：1）说明进程间的制约关系，应设置哪些信号量？2）用wait、signal操作写出其同步程序。3）修改上述算法，使得它对写者优先，即一旦有写者到达，后续的读者必须等待。而无论是否有读者在读文件。见教材“读者-写者问题”（4）桌上有一空盘，可放一只水果。爸爸可向盘中放苹果，也可向盘中放桔子；儿子专等吃盘中的桔子；女儿专等吃盘中的苹果。规定一次只能放一只水果，试写出爸爸、儿子、女儿正确同步的程序。structsemaphoneplate,apple,orange;plate.value=1;apple.value=0;orange.value=0;voidfather(){while(1){prepareanappleororange;wait(plate);puttheappleororangeinplate;if(Apple)signal(apple);//如果放的是苹果elsesignal(orange);//如果放的是桔子}}voidson(){while(1){wait(orange);getanorangefromtheplate;signal(plate);}}voiddaughter(){while(1){wait(apple);getanapplefromtheplate;signal(plate); }}Voidmain()（5）三个进程P1、P2、P3互斥使用一个包含N（N>0）个单元的缓冲区。P1每次用procuce（）生成一个正整数并用put（）送入缓冲区某一空单元中；P2每次用getodd（）从该缓冲区中取出一个奇数并用countodd（）统计奇数个数；P3每次用geteven（）从该缓冲区中取出一个偶数并用counteven（）统计偶数个数。请用信号量机制实现这三个进程的同步与互斥活动，并说明所定义的信号量的含义。要求用伪代码描述（2009年全国硕士研究生入学考试题）。structsemaphonefull_odd,full_even,mutex,empty;full_odd.value=0;full_even.value=0;mutex.value=1;empty.value=N;voidP1(){intX;while(1){X=produce();wait(empty);wait(mutex);put();if(X%2==0)signal(full_even);elsesignal(full_odd);signal(mutex);}}voidP2(){wait(full_odd);wait(mutex);getodd();countodd()=countodd()+1;signal(empty);signal(mutex);}voidP3(){wait(full_even);wait(mutex);geteven();counteven()=counteven()+1;signal(empty); signal(mutex);}voidmain(){parbegin(P1(),P2(),P3());}（6）放小球问题：一个箱子里只有白色和黑色两种小球，且数量足够多。现在需要从中取出一些小球放入一个袋子中。约定：1）一次只能放入一个小球；2）白球的数量至多只能比黑球少N个，至多只能比黑球多M个（M，N为正整数）。请用信号量机制实现进程的同步与互斥。structsemaphonemutex1,mutex2;intblack=0,white=0;mutex1.value=1;mutex2.value=1;voidput(){while(1){wait(mutex1);getablackballorwhiteballfromthebox;signal(mutex1);wait(mutex2);if(Black)//如果取到的是黑球if(black-whiten和m≤n时每个进程最多可以请求多少个这类资源，才能使系统一定不会发生死锁？当m>n时，每个进程最多可以请示该类资源数为INT(m/n)+1当m≤n时，每个进程最多可以请示该类资源数为1（4）某系统有R1、R2、和R3共3类资源，在T0时刻P1、P2、P3和P4这4个进程对资源的占用和需求情况见表6-6，此时系统的可用资源向量为(2,1,2)。最大资源需求量已分配资源数量R1R2R3R1R2R3P1322100P2613411P3314211P4422002 问题：1）将系统中各类资源总数和此刻各进程对资源的需求数目用向量或矩阵表示出来；2）如果此时P1和P2均发出资源请求向量Request(1,0,1)，为了保证系统的安全性，应该如何分配资源给这两个进程？说明你所采用策略的原因。3）如果（2）中两个请求立即得到满足后，系统此刻是否处于死锁状态？1）系统中各类资源总数向量为（9，3，6）需求矩阵为2）当P1和P2均发出资源请求向量Request(1,0,1)时，应把资源分配给P2，因为此时如果把资源分配给P1，则需求矩阵为：而系统可用资源向量为（1，1，1），显然，系统资源已不足以帮助任何一个进程完成任务，系统将进入不安全状态。而把资源分配给P2后，需求矩阵为：而系统可用资源向量为（1，1，1），显然，存在安全序列，系统仍然处于安全状态。3）如果（2）中两个请求立即得到满足后，系统此刻处于不安全状态，但并不是死锁状态。 习题71．单项选择题（1）要把以“0”为参考地址的装配模块装入到以550为起始地址的存储空间，若采用静态重定位，则原程序中的指令“LOAD1455”应改为，程序才能正确运行。A、LOAD11005B、LOAD1550C、LOAD195D、LOAD1455（2）在动态重定位中，重定位寄存器中装入的是。A、目标模块装入的实际起始地址B、目标模块的相对基地址C、实际起始地址加上相对地址D、实际起始地址减去目标模块的相对基地址（3）、在固定分区存储管理中，装入内存的所有作业的相对地址空间总和内存中除操作系统之外的所有空间。A、可以大于B、一定小于C、一般小于D、以上说法都不对（4）在可变分区分配方案中，某一作业完成后，系统将回收其主存空间，并与相邻空闲区合并，引起空闲区数减一的是。A、无上邻接空闲区，也无下邻接空闲区B、无上邻接空闲区，但有下邻接空闲区C、有上邻接空闲区，但无下邻接空闲区D、有上邻接空闲区，也有下邻接空闲区（5）可变分区存储管理中的移动技术可以。A、缩短访问周期B、增加主存容量C、集中空闲区D、加速地址转换（6）采用分页式存储管理使处理器执行指令的速度。A、有时提高有时降低B、降低C、不受影响D、提高（7）在分段式存储管理中，。A、以段为单位分配内存，每段是一个连续存储区B、段与段之间必定连续C、段与段之间必定不连续D、每段是等长的（8）段页式存储管理中，逻辑地址的格式一般为。A、段号段内地址B、页号段号段内地址C、段号页号页内地址D、页号页内地址（1）A（2）D（3）C（4）D（5）C（6）B（7）A2．填空题（1）为了有效地管理计算机的内存资源，存储管理应具备存储分配、地址映射、存储保护和内存扩充四大功能。（2）可以把存储管理方式分为连续分配方式、离散分配方式和虚拟存储管理 等三种。（3）为了适应最佳适应算法，空闲分区表中的空闲分区要按空闲区大小的升序进行排序；而为了适应最坏适应算法，空闲分区表中的空闲分区要按空闲区大小的降序进行排序。（4）页式存储管理中，页式虚拟地址与内存物理地址的映射是由页表和硬件地址转换机构来完成的。（5）段页式存储管理中，虚拟空间的最小单位是页而不是段。内存可以等分成若干个块，且每个段所拥有的程序和数据在内存中可以分开存放。3．名词解释：（1）逻辑地址空间；只一个源程序在编译或连接装配后指令和数据所用的所有的相对地址空闲（2）存储空间；通过硬件和软件的综合来扩大用户可存储空间（3）地址重定位；一个逻辑地址空间的程序装入到物理地址空间时，由于2个空间不一致，需要进行地址变换，或称地址映射，既地址重定位（4）静态重定位；是在程序执行之前进行重定位（根据装配模块将要装入内存起始地址，直接修改装配模块中的有关地址的指令）（5）动态重定位。是在程序执行期间，每次存储访问之前进行的。是硬件重定位寄存器。重定位寄存器的内容是程序装入内存区的起始地址减去目标模块的相对基地址 4．简答题（1）．存储管理研究的主要课题是什么？常用的实存储管理技术和虚拟存储管理技术（2）请总结各种存储管理方式下的重定位的地址转换方法。静态重定位和动态重定位（3）可变分区存储管理中的内存分配有哪些算法？试比较其优缺点。1421.最先适应分配算法3.最佳适应分配算法4.最坏适应分配算法1.方法优点是优先利用内存中低址部分的空闲分区，高址部分的空闲分区很少被利用，从而保留了高址部分的大空闲区，为以后到达的大作业分配大的内存空间创造了条件。缺点是低址部分不断被划分，致使留下许多难以利用的，很小的空闲分区3.方法优点是第一次找到的满足要求的空闲分区，必然是最佳的。缺点是内存利用率是不高4. 方法优点是在分配后剩余的空闲分区可能比较大，仍能满足一般作业的要求，可供以后使用，从而最大程度地减少系统中不可利用的碎片。缺点是是系统中的空闲分区比较均匀地减少，工作一段时间后就不能满足对较大空闲分区的分配要求了。（4）可变分区的分区回收有几种情况？试说明之。1431.回收区既不与F1相邻，也不与F2相邻，在回收区建立新表，填写回收区的始地址和大小，并根据其起始址与大小，插入到空闲分区表的适当位置。2.回收区只与插入点的前一个空闲分区F1相邻时，此时将两个分区合并不回收新表项3.与F2相邻4.F1，F2都相邻（5）简述分页存储管理的基本原理。147用户地址被划分为若干大小的相等区域称为页面，而内存空间也相应划分成若干个物理块，页和块的大小相等，将用户程序离散地分配到内存中的任意一块中，从而实现内存的离散分配。（6）请画出分页情况下的地址变换过程，并说明页面尺寸为什么一定要是2的幂？（7）试比较分页与分段存储管理的优缺点。 147分页存储管理是从提高内存利用率的角度出发而形成的，没有考虑用户需求。分段存储管理是为满足用户要求而形成一种存储管理方式（8）某作业大小为8A5H字节，从内存53FH处开始装载，当作业的相应进程在CPU上运行时：1）若采用上、下界寄存器保护，寄存器的值各为多少？如何进行保护？2）若采用基址、限长寄存器保护，寄存器的值各为多少：如何进行保护？答：1）上界寄存器：53FH；下界寄存器：DE4H。小于上界寄存器，大于下界寄存器的访问请求为非法。2）基址寄存器：53FH；限长寄存器：8A5H。小于基址寄存器，大于基址寄存器+限长寄存器的访问请求为非法。（9）试说明在分页存储管理系统中，地址变换过程可能会因为哪些原因而产生中断？1）越界中断2）缺页中断 （10）在分页存储管理系统中，某进程的页表如下（表中数据为十进制）：若页面大小为2KB，试将虚地址0A3BH和6E1CH变换为物理地址。页号物理块号01017212364155116872（1）将虚地址0A3BH转换成二进制，并从第11位（页大小为2KB=211B），高位部分为页号，低位部分为页内地址：0000101000111011得页号为1，查页表知对应的物理块号为7，则物理地址为：0011101000111011 即虚地址0A3BH变换为物理地址后为3A3BH。（2）将虚地址6E1CH转换成二进制，并从第11位（页大小为2KB=211B），高位部分为页号，低位部分为页内地址：0110111000011100得页号为13，查页表，该进程没有第13页，产生越界中断。（11）某分段存储管理中采用如下段表：段号段的长度（字节）内存起始地址0380951205252105330036608604501800试回答：1）将虚地址（0，260），（2，200），（4，42）变换为物理地址。 2）存取内存中的一条指令或数据至少要访问几次内存？1）①虚地址（0，260），查段表知第0段的长度为380，地址合法，物理地址为95+260=355。②虚地址（2，200），查段表知第2段的长度为105，段内地址200>段长105，地址非法，产生越界中断。③虚地址（4，42），查段表知第4段长度为50，地址合法，物理地址为1800+42=1842。2）存取内存中的一条指令或数据至少要2次访问内存。（12）比较下述几种存储映象技术的优缺点：1）直接映象；2）相关映象；3）直接和相关相结合的映象。见教材 习题81．单项选择题（1）虚拟存储器是。A、可提高计算机运算速度的设备B、容量扩大了的主存C、实际上不存在的存储器D、可以容纳总和容量超过主存容量的多个作业同时运行的一个地址空间（2）在快表（联想存储器）中的页，其信息。A、一定在内存中B、一定在外存中C、在外存和内存中D、以上说法都不对（3）在请求分页系统中，LRU算法是指。A、近期被访问次数最少的页先淘汰B、以后再也不用的页先淘汰C、最早进入内存的页先淘汰D、近期最长时间以来没被访问的页先淘汰（4）在请求分页式存储管理中，采用FIFO淘汰算法，若分配的物理块数增加，则缺页中断次数。A、一定增加B、一定减少C、可能增加也可能减少D、不变（5）在请求分页式存储管理机制的页表中有若干个表示页表换进、换出的信息位，其中用在转换出内存时是否写盘的依据的是。A、状态位PB、访问字段AC、修改位MD、外存地址（6）能够实现虚拟存储管理的存储管理方式是。A、可变分区存储管理B、固定分区存储管理C、分页式存储管理D、单一连续分区存储管理（7）在请求分页式存储管理方式中，能使用户程序大大超过内存的实际容量。虚存的实现实际上是利用为用户构建一个虚拟空间。A、内存B、外存C、联想存储器D、页表（1）D（2）A（3）D（4）C（5）C（6）C（7）B2．填空题（1）实现虚拟存储后，从系统角度看，扩充了内存，从用户角度看，用户可以在超出用户作业空间的存储空间中编写程序，大大方便了用户。（2）在请求分页式存储管理中，当查找的页不在内存，要产生缺页中断。（3）在提供虚拟存储管理的系统中，用户的逻辑地址空间主要受系统的寻址能力、外存容量的限制。（4）页面置换算法的好坏将直接影响系统的性能，不适当的置换算法可能导致进程发生抖动。2．名词解释：（1）虚拟存储器；指仅把进程的一部分装入内存便可运行的存储器系统，是具有请求调入功能和置换功能，从逻辑上对内存容量进行扩充的一种存储器系统 （2）时间局限性；如果某条指令被执行，则在不久的将来，其附近的存储单元也可能被访问，不久的将来，该数据的数据可能再次被访问。主要原因：程序中存在着大量的循环操作（3）空间局限性；一旦程序访问了某个存储单元，则在不久的将来，其附近的存储单元也可能被访问，既程序在一段时间内所访问的地址，可能集中在一定的范围内。产生空间局限性的主要原因是程序的顺序执行（4）抖动；如果选用了一个不合适的调度算法，就会出现这样的现象：刚被淘汰了的页面又立即要用，又要把它调入进来，而调入不久又被调出，调出不久再次被调入，如此反复，使得调度非常频繁，以至于大部分时间都花费在来回调度上。这种现象叫“抖动”。（5）工作集。进程在某个时间段里实际要访问的页面集合。进程要有效的运行，工作集必须在内存中3．简答题（1）什么是虚拟存储器，为什么要引入虚拟存储器的概念？指仅把进程的一部分装入内存便可运行的存储器系统，是具有请求调入功能和置换功能，从逻辑上对内存容量进行扩充的一种存储器系统原因：是一种性能非常优越的存储管理技术，目前已被广泛使用各种计算机系统中（2）虚拟存储器的最大容量由什么决定？存储器的大容量决定（3）什么是局部性原理？程序在执行时将呈现局部性规律，即在一段时间内，程序额执行仅限于某个部分（4）在请求分页系统中，页表应包括哪些数据项？每项的作用是什么？状态位P:用于指示该页是否调入内存，0表示该页已在内存，1表示该页不在内存，供程序访问时参考访问字段A:用于记录该页在一段时间内被访问的次数，或最近已有多长时间未被访问，供置换算法选择页面时参考修改位M:用于记录该页在调入内存后是否被修改过，由于内存中的每一页都在外存上保留一个副本，因此，若未被修改，在置换该页时就不需将该页写回到磁盘上，以减少系统的开销和启动磁盘的次数；若已被修改，则必须将该页重写回磁盘上，以保证磁盘上所保留的始终是最新的副本外存地址：用于指出该页在外存上的地址，通常是物理块号，供调入该页时使用（5）在请求分页系统中，常采用哪几种页面置换算法？（OPT）最佳置换算法（FIFO）先进先出置换算法（LRU）最近最久未使用置换算法（NRU）最近未使用置换算法Clock置换算法（6）在请求分段系统中，段表应包括哪些数据项？每项的作用是什么？ 存取方式：用于标识本段的存取属性，存取属性包括只执行，只读还是读/写访问字段：用于记录该段在一段时间内被访问的次数，或最近已有多长时间未被访问，供置换算法选择段时参考修改位：表示该段在调入内存后是否被修改过，由于内存中的每一段都在外存上保留一个副本，因此，若未被修改，则必须将该段重写回磁盘上，以保证磁盘上所保留的始终是最新的副本。存在位：说明本段是否已调入内存增补位：用于表示本段在运行过程中，是否进行过动态增长外存地址：用于指出该段在外存上的起始地址，通常是起始物理号，供调入该段时使用（7）采用可变分区方式管理内存时，能实现虚拟存储器吗？不可以，因为可变分区每次必须将作业完整调入并连续存放，这不适合虚拟存储的要求。同时，可变分区的硬件地址转换机构把绝对地址超出限定范围时作地址错处理，而不是产生“缺分区中断”。（8）在页面置换算法中，LRU和NRU哪个更常用？为什么？NRU更常用，因为LRU在理论上是可以实现的，但代价太高，为了实现LRU，需要在内存维持一个包含所有页的链表，最近使用的页面在表头，最久未使用的页面在表尾，而每次访问页面时都需要对链表进行更新，而且在链表中找到所需的页，并将它移动到表头是一个非常费时的操作，即使使用硬件实现也是一样的。4．应用题某进程的页面访问序列为：1，2，3，4，2，1，5，6，2，1，2，3，7，6，3，2，1，2，3，6，假定分给该进程4个物理块，计算在采用下列置换算法时的缺页中断次数和缺页中断率。（1）LRU；（2）FIFO；（3）OPT。（1）LRU置换算法页面访问序列1234215621237632123612342156212376321236123421562123763212312342156612376331211342155612276661++++--++---+++--+---缺页中断次数=10缺页中断率=10/20=50% （2）FIFO置换算法页面访问序列1234215621237632123612344456211376621133123334562213776221112223456621337662211123455621137766++++--++++-+++-++-+-缺页中断次数=14缺页中断率=14/20=70%（3）OPT置换算法页面访问序列1234215621237632123612221222123663222366111211123633233363333333336222666622244456611177771111++++--++----+---+---缺页中断次数=8缺页中断率=8/20=40% 习题91．选择题（1）以下关于I/O设备的中断控制方式说法正确的是。A、CPU对I/O设备直接进行控制，采取忙等待方式B、仅在传送一个或多个数据块的开始和结束时，才需CPU干预C、CPU委托专用的I/O处理机来实现I/O设备与内存之间的信息交换D、在传输过程中，CPU与I/O设备处于并行工作状态，只是当传输结束时，才由控制器向CPU发送中断信号（2）通道是一种。A、保存I/O信息的部件B、传输信息的电子线路C、通用处理机D、专用处理机（3）CPU对通道的请求形式是。A、自陷B、通道命令C、中断D、转移命令（4）缓冲有硬件缓冲和软件缓冲之分，硬件缓冲使用专用的寄存器作为缓冲器。软件缓冲使用作为缓冲区。A、在内存中划出的单元B、专用的寄存器C、在外存中划出的单元D、高速缓冲区（5）以下不是I/O控制中DMA控制方式的特点的是。A、进行成批的数据传送交换B、用专门的I/O处理机C、传送开始和结束时需要CPU干预D、采用盗窃总线控制权方式（6）使用户编制的程序与实际使用的物理设备无关是由功能实现的。A、设备分配B、设备驱动C、虚拟设备D、设备独立性（7）SPOOLing技术利用了。A、外设概念B、虚拟设备概念C、磁带概念D、存储概念（8）磁盘输入输出操作中，需要做的工作可以不包括。A、移动移动臂使磁头移动到指定的柱面B、确定磁盘的容量C、旋转磁盘使指定的扇区处于磁头位置下D、让指定的磁头读写信息，完成信息传送操作（9）执行一次磁盘输入输出操作所花费的时间包括。A、寻道时间、延迟时间、传送时间和等待时间B、寻道时间、等待时间、传送时间C、等待时间、寻道时间、延迟时间和读写时间D、寻道时间、延迟时间、传送时间（10）在磁盘调度算法中，算法可能导致某些访问请求长时间得不到服务，从而造成饥饿现象。A、FCFSB、SSTFC、SCAND、CSCAN（11）如果有多个中断同时发生，系统将根据中断优先级响应优先级最高的中断请求。若要调整中断事件的响应次序，可以利用。A、中断向量B、中断嵌套C、中断响应D、中断屏蔽（1）D（2）D（3）B（4）A（5）B（6）D（7）B（8）B（9）D（10）B（11）D 2．填空题（1）I/O设备按传输速率分类，可分为低速设备、中速设备和高速设备等三种；按信息交换的单位分类，可分为字符设备和块设备。按资源分配的角度分类，可分为独占设备、共享设备和虚拟设备。（2）缓冲区管理是为了缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾、减少中断CPU的次数，放宽对中断响应的要求、提高CPU、通道和I/O设备之间的并行性的矛盾。（3）按照信息交换的方式，一个系统中可设立三种类型的通道，即字节多路通道、数组选择通道和数组多路通道。（4）设备独立性也称设备无关性，其基本思想是：用户程序不直接使用物理设备名，而只能使用逻辑设备名；系统在实际执行时，将逻辑设备名转换为物理设备名。（5）、打印机虽然是独享设备，但是通过SPOOLing技术，可以将它改造为一台可供多个用户共享的设备。3．简答题（1）有几种I/O控制方式？各有什么特点？程序I/O方式：无中断机构，主机对I/O设备的控制采用程序I/O方式中断驱动I/O方式：中断驱动I/O方式是处理器给模块发送I/O指令，然后继续做其他一些有用的工作，当I/O模块准备好与处理器交换数据时，便中断处理器并请求服务直接存储器存取方式：I/O通道方式：（2）什么是通道？通道、CPU、内存和外设之间的工作关系如何？I/O通道是一种特殊的处理器，专门负责输入、输出。通道的简历虽然提供了CPU、通道和I/O设备间并行操作的可能性，但是往往由于通道数量不足而使并行程度受到限制，缓冲的引入可减少占用通道的时间，从而显著提高CPU、通道、I/O设备间的并行操作程度。（3）什么是缓冲？为什么要引入缓冲？为了协调吞吐速度相差很大的设备之间数据传送的工作原因：缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾、减少中断CPU的次数，放宽对中断响应的要求、提高CPU、通道和I/O设备之间的并行性（4）在某系统中，从磁盘将一块数据输入到缓冲区需要花费的时间为T，CPU对一块数据进行处理的时间为C，将缓冲区的数据传送到用户区所花的时间为M，那么在单缓冲和双缓冲情况下，系统处理大量数据时，一块数据的处理时间为多少？（5）简述缓冲池的组成及工作原理。缓冲池油多个大小相等的缓冲区组成，与环形缓冲不同的是池中的每个缓冲区可提供多个进程共享，且既能用于输入，也能用于输出。缓冲队列：空缓冲队列emq、输入队列inq、输出队列outq工作缓冲区：收容输入工作缓冲区hin、提取输入工作缓冲区sin、收容输出工作缓冲区hout、提取输出工作缓冲区sout （6）为什么要引入SPOOLing系统？简述SPOOLing系统的组成及工作原理。可以提高设备利用率并缩短单个程序的响应时间组成：输入井和输出井、输入缓冲区和输出缓冲区、输入进程SPi和输出进程SPo原理：操作系统初启后激活SPOOLing输入程序使它处于捕获输入请求的状态，一旦有输入请求消息，SPOOLing输入程序利息得到执行，把装在输入设备上的作业输入到硬盘的输入井中。（7）什么是中断？什么是中断处理？什么是中断响应？中断是指计算机在执行期间，系统内发生了非寻常的或非预期的急需处理的事件，似的CPU暂时中断当前正在执行的程序而赚取执行相应的事件处理程序，待处理完毕后又返回原来被中断处继续执行或调度新的进程执行的过程。中断处理是指一旦CPU响应中断，转入中断处理程序，系统就开始进行中断处理。中断响应是指中断源向CPU发出请求中断的处理信号称为中断请求，而CPU收到中断请求后转到相应的事件处理程序称为中断响应。（8）用于设备分配的数据结构有哪些？它们之间的关系是什么？系统设备表SDT、设备控制表DCT、控制器控制表COCT、通道控制表CHCT关系：一个进程只有在获得了通达、控制器和所需的设备后，才具备进行I/O操作的物理条件。（9）什么叫“设备独立性”？如何实现“设备独立性”？用户程序独立于具体使用的物理设备。实现：进程只需用逻辑设备名称请求使用某类设备，当系统中油多台该类设备时，系统可将其中任意一台分配给请求进程，而无须仅局限于某一台指定的设备，这样对改善资源利用率及其可适应性都有很大好处。 （10）什么是设备驱动程序？为什么要有设备驱动程序？用户进程怎样使用驱动程序？设备驱动程序是直接通硬件打交道的模块。硬盘盒操作系统的桥梁。用户进程通过设备文件来与硬件打交道，主设备号须相一致才可相互调用。（11）磁盘访问时间有哪几部分组成？每部分时间应如何估算？其中哪一个时间是磁盘调度的主要目标？寻道时间Ts：Ts=mn+S旋转延迟时间Tr：传输时间Tt：Tt=b/rN（12）目前常用的磁盘调度算法有哪几种？每种算法优先考虑的问题是什么？先来先服务FCFS、最短寻道时间优先SSTF、扫描算法SCAN、循环扫描算法CSCAN、N步SCAN算法、FSCAN算法4．应用题某活动头磁盘有200个磁道，编号为0~199。磁头当前位置在143道服务。对于请求序列86、147、91、177、94、150、102、175、130，求在下列调度策略下的寻道顺序及寻道长度。（1）FCFS。（2）SSTF。（3）SCAN（磁头移动方向先从小到大）。（4）CSCAN（磁头移动方向先从小到大）。（1）FCFS被访问的下一磁道号移动距离（当前磁道为143）(磁道数)865714761915617786948315056102481757313045平均寻道长度62.78FCFS调度算法 （2）SSTF被访问的下一磁道号移动距离（当前磁道为143）(磁道数)147415031302010228948913865175891772平均寻道长度18SSTF调度算法（3）SCAN被访问的下一磁道号移动距离（当前磁道为143）(磁道数)147415031752517721304710228948913865平均寻道长度13.89FCFS调度算法 （4）CSCAN被访问的下一磁道号移动距离（当前磁道为143）(磁道数)147415031752517728691915943102813028平均寻道长度18.78FCFS调度算法 习题101．单项选择题（1）文件可以按多种方法分类，下列不属于按用途分类的文件类型是___________。A、临时文件B、系统文件C、库文件D、用户文件（2）文件的逻辑记录的大小是___________。A、不相同的B、相同的C、恒定的D、可相同也可不相同（3）文件的逻辑结构的组织形式是由___________确定的。A、编译系统B、主存容量C、操作系统D、应用程序（4）同一个文件存贮在不同的存储介质上，其组织形式___________。A、必定不同B、可以不同C、必定相同D、应该不同（5）图像文件的逻辑结构形式是。A、流式文件B、记录式文件C、索引文件D、链接文件（6）文件的物理结构的组织形式是与___________有关的。A、文件长度B、记录个数C、外存分配方式D、目录结构（7）在MS—DOS中，文件在磁盘上的存储结构是___________。A、顺序结构B、链接结构C、索引结构D、流式结构（8）以下不是文件控制块FCB中所包含的信息的是___________。A、文件的符号名B、文件的逻辑结构C、文件的存取权限D、文件的建立日期（9）文件系统采用多级目录结构的目的是___________。A、解决文件的命名冲突B、节省存储空间C、易于实现文件的共享D、A和C（10）文件系统实现按名存取主要是靠___________来实现的。A、查找作业表B、查找文件目录C、地址转换机构D、查找位示图（11）文件系统中用___________管理文件。A、指针B、目录C、页表D、堆栈结构（12）下面___________不是文件存储空间管理方法。A、位示图法B、成组链接法C、空闲块链接法D、顺序组织法（13）下面___________不是实现文件存取控制的方法。A、安全登录B、用户权限表C、存取控制矩阵D、存取控制表（14）NTFS是___________操作系统使用的文件系统。A、WindowsNT/2000B、Windows98C、UNIXD、Linux（15）___________操作系统不能访问FAT文件系统。A、WindowsNT/2000B、Windows98C、MacintoshD、Linux（1）A（2）D（3）D（4）B（5）A（6）C（7）B（8）B（9）D（10）B（11）B（12）D（13）A（14）A（15）C 2．填空题（1）由用户确定的文件结构称为文件的逻辑结构，逻辑文件从结构上分为_流式文件_和_记录式文件__两种。（2）从用户观点出发观察到的文件组织结构称为文件的_逻辑结构_，而文件在外存上的存储组织形式称为文件的_物理结构_。（3）文件的外存分配方式有连续分配、_链接分配__和_索引分配__。（4）_文件控制块FCB_的有序集合称为文件目录。（5）如果每个盘块的大小为4KB，每个索引表项占4B，则一个盘块可有_1024_个索引表项，一级索引可以管理的最大文件为_4MB_，二级索引可以管理的最大文件为__4GB_。（6）从用户的角度看，文件系统的功能是要实现_按名存取_。为了达到这一目的，一般要建立__文件目录_。（7）为了实现按名存取，系统为每个文件设置用于描述和控制文件的数据结构，它至少要包括__文件名_和存放文件的__物理位置_，这个数据结构称为_文件控制块FCB_。（8）用_位示图__指示磁盘空间使用情况时，其中的每一位与一个_磁盘块_对应。（9）文件控制块的有序集合称为_文件目录_，一个文件控制块FCB就是一个_目录项_。（10）目录查询技术有_线性检索法_和_Hash法__两种。3．问答题（（1）名词解释：数据项、记录、文件和文件系统。数据项：字段是数据的基本单位，又可称为域或数据项记录：是能背某些应用程序处理的相关字段的集合文件：是具有符号名的相同记录的集合文件系统：是操作系统中负责管理和存取文件信息的软件机构（2）请按各种不同方法对文件进行分类。按文件的性质和用途：系统文件、库文件、用户文件按文件的保护方式：只读文件、读写文件、不保护文件按文件中的数据形式：源文件、目标文件、可执行文件按文件的信息流向：输入文件、输出文件、输入输出文件UNIX操作系统文件：普通文件、目录文件、特别文件（3）文件系统应具备哪些功能？文件的操作和使用、文件的结构及有关存取方法、文件的目录机构和有关处理、文件存储空间的管理、文件的共享和存取控制（4）文件的逻辑组织和物理组织各指什么？文件的逻辑结构指的是用户看到的文件的组织形式，是用户可以直接处理的数据及其结构。文件的物理结构是指文件在存储器上的存储结构。（5）文件的组织和存取中Hash文件有何优点？有何局限性?优点：查找无需通过索引，可以快速地直接存取。缺点：当地址冲突发生时，需要有解决冲突的方法（6）文件存储空间的管理有哪几种常用的方法？试比较各种方法的优缺点。空闲表法：仅当有少量的空闲区时才有较好的效果。如果存储空间中有大量的小的空闲区，那么空闲表会变得很大，会使扫描效率大为降低。空闲链表法：只要在内存中保存一个指针，令它指向第一个空闲块或空闲区即可。优点是简单、不需要专用存储管理信息。但工作效率低。 位示图：分配和释放都可以在内存中的位示图上完成，速度较快。缺点是，机关位示图较小，但还是占用存储空间。（7）文件目录的作用是什么？一个目录项中应包括哪些信息？使用户方便、迅速的对目录进行检索，从而准确找到所需文件。包含：文件名、文件物理位置、文件逻辑结构、文件的物理结构（8）目前广泛采用的目录结构形式是哪种?它有什么优点?在二级目录结构的基础上进一步加以扩充，就形成了多级目录结构，也称为树形目录结构。它具有检索效率高，允许重名，便于实现文件共享等一系列优点。（9）设某系统的磁盘空间共有5000块，若用位示图管理磁盘空间，位示图的每个字有32位，并且物理块号、字号、位号均从1开始。试问：1）位示图需要多少个字构成？2）计算位示图第9个字第22位对应的物理块号。3）求物理块号106对应的字和位。（10）基于索引结点的共享方法有何优缺点?优点：（11）基于符号链的文件共享方法有何优缺点?优点：能够通过计算机网络，链接世界上任何地方的计算机中的文件，只需要知道该文件所在机器的网络地址以及高级其中的文件路径即可缺点：符号链实际上是一个文件，尽管该文件非常简单，却仍然要为它分配一个索引结点，也要占用一定的磁盘空间。（12）什么是管道文件？采用管道进行通信就像在两个进程之间架设了一条管道，通信一方能够将信息源源不断地写入管道，通信的另一方不断地从管道中读出消息，它能够实现大量消息的通信（13）为什么要对文件进行保护？有哪些常用的方法？由于文件的共享可能导致文件被破坏或某个用户的文件被盗，造成这种局面的原因是未经文件主人授权的擅自存取，以及某些用户的误操作，当然也包括文件主任本人的误操作。通常有：1.审定用户的存取权限2.比较用户的存取权限和本次的存取要求3.比较本次存取要求和被访问文件的存取保护信息（14）系统如何利用存取控制表和存取权限表来实现对文件的保护?存取控制表：把对某一文件有存取要求的用户按某种关系分成几种类型，文件主人，A组，B组和其它。同时规定每一类用户的存取权限，这样就得到了一个文件的存取控制表，每一文件都有一张存取控制表，文件被打开时，它的目录被复制到内存供存取控制验证模块检验存取要求的合法性存取权限表：通常把所有用户的用户权限表存放在一个用特定存储保护的存储区中，且只允许存取控制验证模块访问这些权限表，当用户对一个文件提出存取要求时，系统通过查访相应的权限表，就可判定其存取的合法性。（15）文件的转储有几种方法？文件恢复的过程是什么？2种，文件恢复的过程是：1.从最近一次全量转储中装入全部系统文件，使系统得以重新启动，并在控制下进行后续的恢复工作。2.从近到远从增量转储盘上恢复文件，可能同一文件曾被转存过若干次，胆汁恢复最近一次转存的副本，其他则被略去。3.从最近一次全量转储盘中，恢复没有恢复过的文件。'