计算机操作系统作业4(含答案)分析

一、单项选择题1时钟中断是属于_。A 硬件故障中断 B 程序中断 C I/O中断 D 外部中断2在一个计算机系统中，特权指令_下执行。A只能在核心态 B只能在用户态 C可在核心态，也可在用户态 D不能在核心态，也不能再用户态3. 空白文件目录法用于_。A 主存空间的管理 B 文件存储空间的管理C 虚存空间的管理 D 外设的分配与回收4. 采用SPOOLing技术后，使得系统资源_。A利用率提高了 B利用率降低了C利用率有时提高有时降低 D出错的机会增加了5. 文件系统的主要目的是_。A实现对文件的按名存取 B实现虚拟存储C提高外存的读写速度 D用于存储系统文件6. 为了解决不同用户文件的“命名冲突”问题，通常在文件系统中采用_。A 约定的方法 B 多级目录 C 路径 D 索引7. 操作系统中_采用了以空间换时间的技术。A SPOOLing技术 B 覆盖技术 C 通道技术 D 虚拟存储技术8. 对磁盘进行磁头调度的目的是为了缩短_时间。A寻道 B旋转 C传送 D启动9. 加密保护和访问控制两种机制相比_。A加密保护机制的灵活性更好 B访问控制机制的安全性更高C加密保护机制必须由系统实现 D访问控制机制必须由系统实现10在文件系统中引入“当前目录”的主要目的是_。A方便用户 B提高系统性能 C增强系统安全性 D支持共享文件11在磁盘调度算法中叙述正确的是_。ASSTF算法性能最好B磁盘调度算法的性能与队列中请求服务的数目无关C对I/O队列中的服务请求进行干预处理有利于提高C-LOOK算法的性能DC-SCAN算法适用于磁盘负载较小的系统12位示图用于_。A 页面置换 B 磁盘空间管理 C 文件目录查找 D 磁盘驱动调度13. 在下列有关旋转延迟的叙述中，不正确的是_。A旋转延迟的大小与磁盘调度算法无关B旋转延迟的大小取决于磁盘空闲空间的分配程序C旋转延迟的大小与文件的物理结构有关D扇区数据的处理时间对旋转延迟的影响较大14. 使用I/O缓冲技术的先决条件是_。A设备I/O速度与CPU运行速度相当 B设备带宽高于CPU带宽C设备带宽远低于CPU带宽 D用户对缓冲的要求15在计算机系统崩溃后重新启动时，操作系统通常进行文件系统检查，文件系统检查通常不会进行的工作是_。A垃圾回收 B文件索引节点的重建C磁盘空闲空间的重新组织 D文件备份16. 磁盘是共享设备，每一时刻_进程在使用磁盘。A 一个 B 至少一个 C 限定N个 D 由磁盘容量决定17. 采用树形目录结构可以_。A 缩短查找文件的时间 B 节省存储空间C 减少文件的传送时间 D 存储更多的文件18. DMA I/O控制方式的特点是_。A设备与主机的并行执行 BI/O批量数据的交换会大量浪费CPU时间C控制软件容易编写 D简化了设备的设计19有关设备的管理中，下列叙述中不正确的是_。A计算机系统为每台设备确定一个绝对号B每台设备都应该有一个唯一的相对号C申请设备时指定绝对号可提高设备的使用率D申请设备时指定设备相对号使设备分配的灵活性强20. 从资源分配角度来看，外设分为_。 逻辑设备 独享设备 共享设备 物理设备 虚拟设备A、和 B和 C和 D、和21为了便于上层软件的编制，设备通常需要提供_。A控制寄存器、状态寄存器和控制命令BI/O地址寄存器、工作方式状态寄存器和控制命令C中断寄存器、控制寄存器和控制命令D控制寄存器、编程空间和控制逻辑寄存器22. 通过硬件和软件的功能扩充，把原来独占的设备改造成若干用户共享的设备，这种设备为_。A 系统设备 B 存储设备 C 用户设备 D 虚拟设备二、简答题1. 什么是字节多路通道、数组选择通道和数组多路通道？2. I/O控制方式有几种？分别适用何种场合？3. 试说明DMA的工作流程。4. 简述设备驱动程序通常要完成哪些工作？5. 什么是文件的逻辑结构和文件的物理结构？5. 给出系统总体上的中断处理过程。7. 文件系统的功能和优点8. 具体阐述常用的几种文件物理结构及其优缺点。9. 文件目录结构有哪几种，各有什么优缺点？10. 缓冲区主要有哪几种设置方式？11. 空闲空间管理主要有几种方式？12. 外存空间的主要组织方式？13. 文件的逻辑结构主要有哪几种？优缺点？三、应用题1. 假设磁盘有200个磁道，磁盘请求队列中是一些随机请求，它们按照到达的次序分别处于98、183、37、122、14、124、65、67号磁道上，当前磁头在53号磁道上，并向磁道号减小的方向上移动。请给出按FCFS、SSTF、SCAN及CSCAN算法进行磁盘调度时满足请求的次序，并计算出它们的平均寻道长度。2. 某个文件系统，采用混合索引分配方式，其FCB中共有13个地址项，每个盘块的大小为512字节，请回答下列问题：(1) 如果每个盘块号只需要用2个字节来描述，则该系统需要设置几次间址项?(2) 如果每个盘块号需要用3个字节来描述，并允许每个盘块中存放170个盘块地址，而且系统采用10个直接地址项、1个一次间址项、1个二次间址项和1个三次间址项，则对某个长度为18000000B的文件它需占用多少个盘块(包括间址块) ?参考答案一、选择题DABAA BAADB CBDCD AAABD A D二、简答题1.各类通道的定义如下：（1）字节多路通道含有多个子通道。每个子通道连接一台低速设备，以轮流方式共享主通道。一子通道交换完一个字节后就将主通道让给下一个子通道。（2）数组选择通道可连接多台告诉外设，具有较高的传输速度，它有一个分配型子通道，一段时间内只能执行一道通道程序，使一台设备独占通道以进行数据交换，直到交换完后才可让给其他的设备。（3）数组多路通道含有多个非分配型子通道。每个子通道连接一台高速外设，以轮流方式共享主通道。一子通道交换完若干字节后就将主通道让给下一个子通道。2.I/O控制方式共有四种：（1）程序I/O方式，又称作忙-等方式。该方式执行一个循环程序，反复查询外设状态，如果外设忙碌则循环查询直到查得外设状态为闲置时止。该方式适用于机内没有中断机构得场合。（2）中断控制I/O方式。该方式在进行I/O时，CPU向设备控制器发出I/O命令后便转其他任务得处理，外设操作由设备控制器控制，CPU于外设并行工作。当外设完成I/O后向CPU发中断信号，CPU只需花费很少的时间进行I/O的善后处理，此前无须进行干预。该方式适用于低速设备I/O，并可配合DMA和通道方式实现I/O。（3）DMA（直接内存访问）方式。该方式适用于高速外设I/O，一次可以在外设与内存之间传输一个或多个数据快，传输完毕后才需CPU干预。（4）通道方式。该方式中系统预先要将I/O的过程实现为一段通道程序，置于内存的特定位置，而后启动通道。由通道负责执行通道程序对外设进行I/O控制，CPU转其他程序运行。I/O完成后通道向CPU发中断信号，CPU花很少时间作善后处理。3.DMA的工作流程如下：（1）CPU需要访问外存时便发送。一条访问命令给DMA的命令寄存器CR、一个内存地址码给DMA的内存地址寄存器MAR、本次要传送的字节数给DMA的数据计数器DC、外存地址给DMA的I/O控制逻辑。（2）CPU启动DMA控制器后转向其他处理。（3）DMA控制器负责控制数据在内存与外设之间传送。每传送一个字节就需挪用一个内存周期，按MAR从内存读出或写入内存一个字节，修改MAR和计算器DC。（4）当DC修改为0时，表示传送结束，由DMA向CPU发出中断请求。4.1）将抽象要求转化为具体要求（2）检查I/O请求的合法性（3）读出和检查设备的状态（4）传送必要的参数（5）工作方式的设置（6）启动I/O设备5.文件的逻辑机构是从用户的观点出发所观察到的文件组织形式，是用户可以直接处理的数据及其结构，它独立于文件的物理特性，又称为文件组织。文件的物理结构，又称为文件的存储结构，是指文件在外存上的存储组织形式。这不仅与存储性能有关，而且与所采用的外存分配方式有关。6.CPU每执行完一条指令就去扫描中断寄存器，检查是否有中断发生，若没有中断就继续执行下条指令；若有中断发生就转去执行相应的中断处理程序。中断处理过程可粗略的分为以下四个过程： 保护当前正在运行程序的现场； 分析是何种中断，以便转去执行相应的中断处理程序； 执行相应的中断处理程序； 恢复被中断程序的现场。7.文件系统的功能：（1）统一管理文件存储空间（即外存），实施存储空间的分配与回收；（2）确定文件信息的存放位置及存放形式；（3）实现文件从名字空间到外存地址空间的映射，即实现文件的按名存取；（4）有效实现对文件的各种控制操作（如建立、撤消、打开、关闭文件等）和存取操作（如读、写、修改、复制、转储等）；（5）、实现文件信息的共享，并且提供可*的文件保密和保护措施。文件系统的优点：（1）按名存取文件，以对用户透明的方式实现对名字空间的管理和信息浮动，使用方便灵活；（2）采取保护、保密措施，安全可靠；（3）实现文件共享，节省空间和时间开销。8.（1）顺序结构又称连续结构。这是一种最简单的物理结构，它把逻辑上连续的文件信息依次存放在连续编号的物理块中。只要知道文件在存储设备上的起始地址（首块号）和文件长度（总块数），就能很快地进行存取。这种结构的优点是访问速度快，缺点是文件长度增加困难。（2）链接结构这种结构将逻辑上连续的文件分散存放在若干不连续的物理块中，每个物理块设有一个指针，指向其后续的物理块。只要指明文件第一个块号，就可以按链指针检索整个文件。这种结构的优点是文件长度容易动态变化，其缺点是不适合随机访问。（3）索引结构采用这种结构，逻辑上连续的文件存放在若干不连续的物理块中，系统为每个文件建立一张索引表，索引表记录了文件信息所在的逻辑块号和与之对应的物理块号。索引表也以文件的形式存放在磁盘上。给出索引表的地址，就可以查找与文件逻辑块号对应的物理块号。如果索引表过大，可以采用多级索引结构。这种结构的优点是访问速度快，文件长度可以动态变化。缺点是存储开销大，因为每个文件有一个索引表，而索引表亦由物理块存储，故需要额外的外存空间。另外，当文件被打开时，索引表需要读入内存，否则访问速度会降低一半，故又需要占用额外的内存空间。（4）Hash结构又称杂凑结构或散列结构。这种结构只适用于定长记录文件和按记录随机查找的访问方式。Hash结构的思想是通过计算来确定一个记录在存储设备上的存储位置，依次先后存入的两个记录在物理设备上不一定相邻。按Hash结构组织文件的两个关键问题是：定义一个杂凑函数；解决冲突；（5）索引顺序结构索引表每一项在磁盘上按顺序连续存放在物理块中。9.文件目录结构一般有一级目录结构、二级目录结构和多级目录结构。一级目录结构的优点是简单，缺点是文件不能重名，限制了用户对文件的命名。二级目录结构实现了文件从名字空间到外存地址空间的映射：用户名-文件名文件内容。其优点是有利于文件的管理、共享和保护；适用于多用户系统；不同的用户可以命名相同文件名的文件，不会产生混淆，解决了命名冲突问题。缺点是不能对文件分类；当用文件较多时查找速度慢。多级目录结构的优点是便于文件分类，可为每类文件建立一个子目录；查找速度快，因为每个目录下的文件数目较少；可以实现文件共享；缺点是比较复杂。10.参考讲义11.参考讲义12.参考讲义13.参考讲义三、应用题1.磁盘调度的次序以及平均寻道长度FCFSSSTFSCANCSCAN被访问的下一个磁道号移动的磁道数被访问的下一个磁道号移动的磁道数被访问的下一个磁道号移动的磁道数被访问的下一个磁道号移动的磁道数9845651237161439183856721423372337146373065516528122851423672672141089884983198311241101222412224122246559124212421241246721835918359183183平均寻道长度80平均寻道长度29.5平均寻道长度26平均寻道长度262.(1) 如果盘块地址只需用2个字节来描述，则该磁盘系统中盘块的数目将小于等于216即65536块，故文件的大小也不会超过65536块：而每个盘块中可存放256个盘块号，因此系统最多只要用到二次间址。实际上，使用1个一次间址项和1个二次间址项后允许文件的最大长度已达11+256+256256块，已经超出了该磁盘系统中实际的盘块数目。(2) 根据题意，该文件的最后一个字节，即文件结束符的字节偏移量为18000000B，而18000000/512的商为35156，余数为128，因此