计算机操作系统课后答案第9章习题解答.doc

第9章习题解答一、填空1MS-DOS操作系统由BOOT、IO.SYS、MSDOS.SYS以及 COMMAND.COM 所组成。2MS-DOS的一个进程，由程序（包括代码、数据和堆栈）、 程序段前缀 以及环境块三部分组成。3MS-DOS向用户提供了两种控制作业运行的方式，一种是 批处理方式 ，一种是命令处理方式。4MS-DOS存储管理规定，从地址0开始每16个字节为一个“ 节 ”，它是进行存储分配的单位。5MS-DOS在每个内存分区的前面都开辟一个16个字节的区域，在它里面存放该分区的尺寸和使用信息。这个区域被称为是一个内存分区所对应的 内存控制块 。6MS-DOS有4个存储区域，它们是： 常规内存区 、上位内存区、高端内存区和扩充内存区。7“ 簇 ”是MS-DOS进行磁盘存储空间分配的单位，它所含扇区数必须是2的整数次方。8当一个目录表里仅包含“.”和“.”时，意味该目录表为 空 。9在MS-DOS里，用文件名打开文件，随后就通过 句柄 来访问该文件了。10在MS-DOS里，把 字符设备 视为设备文件。二、选择1下面对DOS的说法中， B 是正确的。A内、外部命令都常驻内存B内部命令常驻内存，外部命令非常驻内存C内、外部命令都非常驻内存D内部命令非常驻内存，外部命令常驻内存2DOS进程的程序，在内存里 D 存放在一起。A总是和程序段前缀以及环境块B和谁都不 C总是和进程的环境块D总是和程序段前缀3MS-DOS启动时能够自动执行的批处理文件名是： C 。ACONFIG.SYSBMSDOS.SYSCAUTOEXEC.BATDCOMMAND.COM4下面所列的内存分配算法， D 不是MS-DOS采用的。A最佳适应法B最先适应法C最后适应法D最坏适应法5在MS-DOS里，从1024K到1088K的存储区域被称为 D 区。A上位内存B扩展内存C扩充内存D高端内存6MS-DOS的存储管理是对 A 的管理。A常规内存B常规内存和上位内存C常规内存和扩展内存D常规内存和扩充内存7在下面给出的MS-DOS常用扩展名中， B 不表示一个可执行文件。A.exeB.objC.comD.bat8下列四项中， D 不是MS-DOS文件分配表的功能。A记录文件的链接结构B进行磁盘存储空间的管理C存放簇之间的链接指针D反映文件间的共享情况9下面不能作为MS-DOS设备文件的设备是： B 。A显示器B磁盘C打印机D键盘10MS-DOS的设备文件是指 C 。A字符设备和块设备B块设备C字符设备DNUL设备三、问答1什么是DOS的内部命令，什么是DOS的外部命令？答：MS-DOS把命令处理模块（COMMAND.COM）中那些功能简单、使用频率较高的操作命令称为“内部命令”。内部命令程序都在COMMAND.COM暂驻内存模块里。只要暂驻内存模块在内存中，系统接收到一条内部命令时，就能够直接调用它并执行。MS-DOS把命令处理模块（COMMAND.COM）中那些使用频度较小的操作命令称为“外部命令”。它们都是以文件的形式存放在磁盘上。当在内存的暂驻内存模块接收到一个外部命令时，必须先将它从磁盘读入内存，然后才能被执行。2试勾画出DOS启动过程中四大部分的相互关系。谁最先运行？谁又把谁装入到内存？最后CPU的控制权落在了谁的手里？答：MS-DOS由一个引导程序（BOOT）和3个程序模块（IO.SYS和ROM-BIOS、MSDOS.SYS、COMMAND.COM）组成，其间的层次关系，如教材中的图8-1所示。BOOT是一个极短的程序。系统初启时，它最先投入运行。随后检查系统盘根目录下的头两个文件是否是IO.SYS和MSDOS.SYS。如果为真，则把IO.SYS装入到内存，结束引导任务，转而执行IO.SYS里的系统初始化程序。IO.SYS及ROM-BIOS是MS-DOS的输入/输出管理模块。其中在系统盘上的IO.SYS，是进行输入/输出的接口模块；固化在ROM里的ROM-BIOS，是一个个具体的设备驱动程序。在引导程序将IO.SYS装入内存、转而执行IO.SYS里的系统初始化程序后，就由它负责调入MSDOS.SYS；负责装入COMMAND.COM模块。所以，MSDOS.SYS以及COMMAND.COM都是由IO.SYS装入到内存的。COMMAND.COM是MS-DOS操作系统与用户之间的接口。在系统启动后，CPU的控制权最后落在了它的手里，由它接收用户输入的各种DOS命令，解释后加以执行。3MS-DOS不支持进程间的并发执行，进程之间只能够串行执行。那么它是怎样保证进程之间顺利切换的呢？答：在进程的程序段前缀里，有返回时的地址，有调用者的PSP地址（即指向调用进程的进程控制块指针），这是保证进程之间顺利切换的两个重要的信息。对于DOS来说，创建一个新进程后，子进程执行，父进程就暂停执行，直到子进程执行完毕，根据返回地址，把控制返还给父进程。这是一个方面。另一个方面是，DOS系统总是把当前运行进程的PSP地址保存在一个叫做“当前PSP”的单元里。谁的PSP地址在这个单元，DOS就把系统里的所有资源都交由它去使用，一切有关资源的操作都是针对这个PSP进行的。于是，当子进程执行完毕返回时，DOS除了按照子进程里记录的返回地址进行返回外，还将按照子进程里记录的PSP地址，把调用者的PSP地址送入“当前PSP”单元。根据进程程序段前缀里的这两个信息，就使得DOS能够顺利地从这个进程切换到那个进程。4根据MS-DOS对常规内存的管理方法，试设想MS-DOS是如何进行空闲分区合并的工作的？答：当一个分区被释放时，由它的内存控制块（MCB）可以得到与其相邻接的下一个分区的内存控制块（MCB）。于是，从这个分区的使用标志是否为“0000H”，知道它是否空闲。只要是处于“0000H”，那么就应该将它们合并成一个大的空闲区。合并后的这个分区的“分区性质标志”应该是合并前的后一个空闲分区的原标志，分区的使用标志是 “0000H”，分区尺寸是两个分区原尺寸之和，再加16个字节（去掉一个内存控制块）。合并完毕后，再重复进行，直到遇见一个分区的使用标志不是“0000H”，或分区性质标志已是“Z”时停止。5MS-DOS为什么是在“申请内存分区”系统调用中进行空闲分区的合并工作，而不是在“释放内存分区”系统调用中进行这项工作？答：MS-DOS是通过“申请内存分区”系统调用来进行空闲分区合并的。之所以这样做，有如下几点理由。第一，在进行存储分配时，MS-DOS总是沿着分区的MCB链去寻找一个满足条件的空闲分区加以分配。如果当前找到满足条件的分区，那么就可以立即将其分配出去，免去分区合并所需要的系统开销。第二，如果当前空闲分区的尺寸不能满足要求，而后面是一个空闲分区，那么顺手将它们合并，既合乎情理，又节省时间。第三，如果在“释放内存分区”系统调用中进行这项工作，无法解决与释放区前面的空闲分区进行合并的工作。所以，MS-DOS在“申请内存分区”系统调用中进行空闲分区的合并工作，这样的安排是非常正确的。6为什么8086/8088 CPU可以直接寻址到1024KB，而80286以上机器的CPU则可以直接寻址到1088KB？答：表9-1给出了86系列各类处理器内存地址引线的数目。由于8086/8088有20根地址引线（A0A19），因此能够直接访问的地址范围是0FFFFFH（十六进制表示），按十进制表示即是1024K=1M。表9-186系列地址引线数目一览处 理 器地址引线数目最大物理空间8086/808820 (A0A19)1MB8028624 (A0A23)16MB80386/8048632 (A0A31)4096MB=4GB对于80286以及往上的处理器，其内存地址引线数目都大于20条，所以它们的直接寻址范围都应该大于1MB。具体地，根据PC字长为16位（两个字节），以及采用的“段址：段内位移”的地址构成方法，最大寻址范围应该表示成：“FFFFH：FFFFH”。这样，表示段址的16个二进制位全占用满了，表示段内位移的16个二进制位也全占用满了。把段址左移4位，成为FFFF0H，加上FFFFH，得到这时的最大物理地址为10FFEFH。这表示实际直接可寻址的范围是010FFEFH，共10FFEF+1=10FFF0H个字节。这个数字比1088KB少16个字节（1088KB=10881024=1114112字节），一般就把它当做1088KB。所以，对于8086/8088，它们的直接寻址范围是01024KB；对于80286以上的直接寻址范围是1088KB。7在MS-DOS，根目录里的目录项数是一定的。那么子目录里的目录项数有限制吗？为什么？答：图9-1（a）和图9-1（b）给出了MS-DOS对软盘和硬盘的格式化划分。从中可以看出，无论是在软盘还是硬盘里，为存放根目录所开辟的磁盘空间是一定的。另一方面，在MS-DOS中，每一个文件目录项要占用32个字节。所以，在软盘或硬盘根目录下的目录项数目是一定的。图9-1 MS-DOS对盘区的划分但在MS-DOS中，子目录的内容是存放在文件存放区里的。因此，只要文件存放区有空闲的地方，就可以开辟用来存放子目录的目录项。这就是说，对于MS-DOS，子目录里的目录项数目是没有具体限制的。8如果要新建一个文件，就在文件分配表里寻找一个标志为“FREE”的表目，将它所对应的那个簇分配给文件使用，并将簇号填入文件目录中。那么这时文件分配表里的那个表目应该被改记为什么标志？答：这时文件分配表里的那个表目应该被改记为EOF。9试述在MS-DOS中，怎样利用系统文件表（SFT）和进程程序段前缀里的文件打开表（JFT）来实现对一个文件的访问？答：MS-DOS在系统中设置了“系统文件表”（SFT），当用户打开一个文件时，就在SFT里申请一个表目，把文件的目录信息以及对文件的使用信息存放在表目中。因此，该SFT起到了活动文件目录的作用。另外，MS-DOS在每个进程的程序段前缀里，开辟有该进程的文件打开表（JFT）。当某个进程要打开一个文件时，系统的处理分以下两步进行。（1）先用文件名去查系统文件表SFT，看里面有没有叫这个名字的文件。如果有，说明该表目里存放着该文件的目录等有关信息，并且能够获得该表目的序号；如果没有，则申请一个空闲的SFT表项，把文件的目录信息从磁盘拷贝到表目中，填写进其他信息，然后也获得该表目的序号。（2）在进程程序段前缀的文件打开表JFT里申请一个表项，把得到的系统文件表表目序号填入该表项内，并获得文件打开表表项的序号，即句柄。经过这样两步之后，由文件的句柄，就可以去查进程的文件打开表。由文件打开表，就可以得到该文件在系统文件表里的表目序号。通过这个序号去查系统文件表，就得到该文件的目录内容等信息，从而完成对文件的各种操作。教材中的图9-20给出了这个过程的示意图。10MS-DOS中，块设备没有逻辑设备名。那么MS-DOS是根据什么来找到块设备的设备驱动程序（设备头）的？答：MS-DOS把块设备和字符设备驱动程序的设备头统一链接在一起，形成了设备头（DH）链。但在字符设备设备头的“设备名”里，写的是它的逻辑设备名，而在块设备设备头的“设备名”里，写的是它可以驱动的单元个数。为了查找块设备使用的具体驱动程序，MS-DOS对块设备又构造了驱动器参数块（DPB）链。图9-2给出了它们之间的联系。图9-2 MS-DOS的DPB链与DH链的联系示意有了这样的联系，通过盘符（盘符在系统内部的标识是以0代表驱动器A：，1代表驱动器B：，2代表驱动器C：等），通过系统内部参数表（LOL）的指点，去查找驱动器参数块链。从找到的驱动器参数块中的指针，就可以得到具体块设备的驱动程序（设备头），从而完成对块设备的输入/输出服务，MS-DOS就是这样来找到块设备的设备驱动程序（设备头）的（这里的图9-2，即是教材上的图9-23）。四、计算1已经知道MS-DOS的每个目录项要占用32个字节。假定一磁盘卷每个扇区长512个字节，根目录区安排在盘卷的50BH扇区。试问该盘卷的根目录里最多能够包含有多少个目录项？解：依照题意，磁盘卷根目录区如图9-3所示。由于一个扇区长512个字节，每个目录项要占用32个字节，总共7个扇区用于存放根目录。因此：5127/32=112图9-3 根目录区示意图这表示该盘卷的根目录里最多能够包含112个目录项。2假定MS-DOS的各段寄存器取值如下：CS是0010H，DS是0100H，SS是0100H，ES是1000H。试问这时的进程可以访问内存的哪些部分？解：由于MS-DOS一个内存段最大为64KB（FFFFH字节），因此，当前CS（代码段）可访问的内存区域应该是：00100H00100H+FFFFH，即00100H100FFH；当前DS（数据段）和SS（栈段）可访问的内存区域应该是：01000H01000H+FFFFH，即01000H10FFFH；当前ES（附加段）可访问的内存区域应该是：10000H10000H+F