现代操作系统--作业题整理

注：标有“操作系统第二版中文版答案”的答案是从操作系统第二版中文答案的电子书上摘抄的，剩下的是非标准答案(可以忽略)。有几道题没有写。以下的相关文档仅供参考！祝各位同学考试愉快！第1章 ：引论（P44）1、 什么是多道程序设计？答：多道程序就是CPU在内存中多个进程之间迅速切换。它一般被用来使CPU保持忙碌，当有一个或多个进程进行I/O时。（操作系统第二版中文答案）2、什么是SPOOLing？读者是否认为将来的高级个人计算机会把SPOOLing作为标准功能？答：SPOOLing是Simultaneous Peripheral Operation On-Line （即外部设备联机并行操作）的缩写，它是关于慢速字符设备如何与计算机主机交换信息的一种技术，通常称为“假脱机技术”。 （回答：什么是SPOOLing？百度的）输入SPOOLing是作业中的读入技术，例如：从卡片在磁盘，这样当当前执行的进程完成时，将等候CPU。输出SPOOLing在打印之前首先复制打印文件，而非直接打印。在个人计算机上的输入SPOOLing很少，但输出SPOOLing非常普通。（操作系统第二版中文答案）3、 在早期的计算机中，每个字节的读写直接由CPU处理（既没有DMA）。对于多道程序而言这种组织方式有什么含义？答：多道程序的主要原因是当等候I/O完成时CPU有事可做。如果没有DMA，I/O操作时CPU被完全占有，因此，多道程序无利可图（至少在CPU利用方面）。无论程序操作多少I/O操作，CPU都是100%的忙碌。当然，这里是假定主要的延迟是数据复制时的等待。如果I/O很慢的话，CPU可以做其他工作。（操作系统第二版中文答案）4、 系列计算机的思想在20世纪60年代由IBM引入System/360大型机。现在这种思想已经消亡了还是继续活跃着？答：它依然存在。例如：Interl以各种各样的不同的属性包括速度和能力消耗来产生Pentium I，II，III和4。所有这些机器的体系结构都是兼容的，仅仅是价格上的不同，这些都是家族思想的本质。（操作系统第二版中文答案）5、缓慢采用GUI的一个原因是支持它的硬件的成本（高昂）。为了支持25行80列字符的单色文本屏幕应该需要多少视频RAM？对于1024*768像素24位色彩位图需要多少视频RAM？在1980年（$5/KB）这些RAM的成本是多少？现在它的成本是多少？答：25*80字符的单色文本屏幕需要2000字节的缓冲器。1024*768像素24位颜色的位图需要字节。1980年代这两种选择将分别地耗费$10和$11520。而对于当前的价格。将少于$1/MB。（操作系统第二版中文答案）8、 考虑一个有两个CPU的系统，并且每个CPU有两个线程（超线程）。假设有三个线程P0，P1，P2，分别以运行时间5ms，10ms，20ms开始。运行这些程序需要多少时间？假设这三个程序都是100%限于CPU，在运行时无阻塞，并且一旦设定就不改变CPU。答：这些程序的运行时间因程序的组合的不同而不同，一共有以下4种情况：1）(P0,P1) and P2 = (5ms + 10ms) and 20ms = 20ms2）(P0,P2) and P1 = (5ms + 20ms) and 10ms = 25ms3）(P1,P2) and P0 = (10ms + 20ms) and 50ms = 30ms4）(P0,P1,P2) = (5ms + 10ms + 20ms) = 35ms9、 一台计算机有一个四级流水线，每一级都花费相同的时间执行其工作，即1ns。这台机器每秒可执行多少条指令？答：从管道中每纳秒出现一条指令。意味着该机器每秒执行十亿条指令。它对于管道有多少个阶段不予理睬，即使是10-阶段管道，每阶段1nsec，也将执行对每秒十亿条指令。因为无论哪种情况，管道末端输出的指令数都是一样的。（操作系统第二版中文答案）10、 假设一个计算机系统有高速缓存、内存（RAM）以及磁盘，操作系统用虚拟内存。读取缓存中的一个词需要2ns，RAM需要10ns，硬盘需要10ms。如果缓存的命中率是95%，内存的是（缓存失效时）99%，读取一个词的平均时间是多少？答：平均访问时间 = 2ns * 0.95 + 10ns *0.99 *(1-0.95) + 10ms * (1-0.99) *(1-0.95) = 5002.395ns .14、陷阱和中断的主要差别是什么？答：陷阱是由程序造成的，并且与它同步。如果程序一而再地被运行，陷阱将总在指令流中相同的位置的精确发生。而中断则是由外部事件和其他时钟造成的，不具有重复性。（操作系统第二版中文答案）20、 有一个文件，其文件描述符是fd，内含下列字节序列：3，1，4，1，5，9，2，6，5，3，5。有如下系统调用：lseek(fd,3,SEEK_SET);read(fd,&buffer,4);其中lseek调用寻找文件中的字节3。在读取操作完成之后，buffer中的内容是什么？答：包含字节：1，5，9，2.（操作系统第二版中文答案）22、块特殊文件和字符特殊文件的基本差别是什么？答：块特殊文件包含被编号的块，每一块都可以独立地读写或者写入。而且可以定位于任何块，并且开始读入或写入。这些对于字符特殊文件是不可能的。（操作系统第二版中文答案）25、对程序员而言，系统调用就像对其他库过程的调用一样。有无必要让程序员了解哪一个库过程导致了系统调用？在什么情形下，为什么？答：就程序逻辑而言，库例程调用哪个系统调用是没有关系的。但是，如果需要考虑性能问题，无需系统调用就可以完成的任务将使进程运行更快。所有的系统调用都会导致用户环境和内核环境的切换开销。更进一步，在多用户系统中，在系统调用完成之前，操作系统可能调度到其他的进程，这将使得调用过程的处理更加迟缓。（操作系统第二版中文答案）1、于操作系统，下列叙述不正确的是（）。A、管理系统资源B、控制程序执行C、改善人机界面D、提高用户软件运行速度2、以下哪个系统不是基本的操作系统（).A、分时操作系统B、实时操作系统C、分布式操作系统D、多道批处理系统3、计算机系统由_和_组成。4、分时操作系统具有的四个主要特点是同时性、 _、_和_。 5、多道程序设计的根本目标是( )。6、多项选择：操作系统设计目标是（）。A、管理系统资源B、提高安全性C、方便用户使用系统D、使系统能高效工作7、在（）的控制下，计算机系统能及时处理由过程控制反馈的数据，并作出响应。A、批处理操作系统B、实时操作系统C、分时操作系统D、多处理机操作系统8、多项选择:引入多道程序设计的主要目的在于（）。A、提高实时响应速度B、充分利用处理机，减少机空闲时间C、有利于代码共享D、充分利用外围设备E、减少存储器碎片9、计算机发展到第三代，操作系统已成为软件的一个重要分支，最早的操作系统是（）。10、设计实时操作时(）不是主要的追求目标。A、安全可靠B、资源利用率C、及时响应D、快速处理答案：1、D2、C3、硬件子系统软件子系统4、独立性及时性交互性5、提高计算机系统的工作效率 6、CD7、B 8、BD9、批处理操作系统 10、B第2章 ：进程与线程（P95）2、 假设要设计一种先进的计算机体系结构，它使用硬件而不是中断来完成进程切换。CPU需要哪些信息？请描述用硬件完成进程切换的过程。答：应该有一个寄存器包含当前进程表项的指针。当I/O结束时，CPU讲当前的机器状态存入当前进程表项中，然后，将转到中断设备的中断向量，读取另一个过程表项的指针（服务例程）。然后，就可以启动这个进程了。（操作系统第二版中文答案）3、在所有当代计算机中，至少有部分中断处理程序是用汇编语言编写的。为什么？答：通常高级语言不允许CPU硬件，而这种访问是必须的。例如：中断处理程序可能需要禁用和启动某个特定的设备服务，或者处理进程堆栈区的数据。另外，中断服务例程需要尽快地执行。（操作系统第二版中文答案）4、 当中断或系统调用把控制转给操作系统时，通常将内核堆栈和被中断进程的运行堆栈分离。为什么？答：内核使用单独的堆栈有若干的原因。其中两个原因如下：首先，不希望操作系统崩溃，由于某些用户进程不允许足够的堆栈空间。第二，如果内核将数据保留在用户空间，然后从操作系统调用返回，那么恶意的用户可能使用这些数据找出某些关于它进程的信息。（操作系统第二版中文答案）5、 多个作业能够并行运行，比它们顺序执行完成的要快。假设有两个作业同时开始执行，每个需要10分钟的CPU时间。如果顺序执行，那么最后一个作业需要多少时间可以完成？如果并行执行又需要多少时间？假设I/O等待占50%。答：CPU利用率计算公式：CPU利用率 = 1 - pn.设运行作业所需要的时间为T顺序执行：T = (10 + 10) / 0.5 = 40(分钟)；并行执行：p = 0.5, n = 2, CPU利用率 = 1 - 0.52 = 0.75, 则T = (10 + 10) / 0.75 = 26.7(分钟).7、如果创建一个多线程进程，若子进程得到全部父进程线程的副本，会出现问题。假如原有线程之一正在等待键盘输入，现在则成为两个线程在等待键盘输入，每个进程有一个。在单线程进程中也会发生这种问题吗？答：不会。如果单线程进程在键盘上阻塞，就不能创建子进程。（操作系统第二版中文答案）9、在本章中，我们介绍了多线程的web服务器，说明它比单线程服务器和有限状态机服务器更好的原因。存在单线程服务器更好一些的情形吗？请给出一个例子。答：是的。如果服务器是完全CPU绑定的，则不需要多线程。这只会增加不必要的复杂性。假设某个百万人口区域的电话查号系统（类似于114），如果每个（姓名，电话号码）记录为64个字符，整个的数据库则为64MB，这就是很容易全部读入服务器内存中以提高快速的查询。（操作系统第二版中文答案）11、为什么线程要通过调用thread_yield自愿放弃CPU？毕竟，由于没有周期性的时钟中断，线程可以不交回CPU。答：进程中线程是相互协作的，而不是相互独立的。如果放弃了是为了应用程序，那么线程将放弃CPU。毕竟，通常是同一个程序员写的代码。（操作系统第二版中文答案）12、线程可以被时钟中断抢占吗？如果可以，在什么情形下可以？如果不可以，为什么不可以？答：用户级线程不能被时中断抢占，除非整个进程的时间片用完。内核级线程可以单独地被剥夺。在后一种情况下，如果线程运行过久，时钟将的中断当前的进程，因而当前线程也被中断。内核可以自由地从同一个进程中选取其他线程运行。（操作系统第二版中文答案）20、在2.3.4节中，描述了一种有高级优先级进程H和低级优先级进程L的情况，导致了H陷入死循环。若采用轮换调度算法而不是优先级调度算法，会发生同样的问题吗？请给予讨论。答：对于时间片轮转调度，该方法不会出现问题。L迟早会运行，而且最终将离开其临界区。对于优先级调度，L永远得不到运行；而对于时间片轮转，它将周期性地得到一时间片，因此就有机会离开其临界区。（操作系统第二版中文答案）23、两个进程在一个共享存储器多处理器（即两个CPU）当它们要共享一个公共内存时，图2-23所示的采用变量turn的忙等待解决方案有效吗？答：是的，它还是会有用的。当然，它依然是忙等待。（操作系统第二版中文答案）27、如果一个系统只有两个进程，可以使用一个屏障来同步这两个进程吗？为什么？答：如果程序是操作按阶段进行，直到两个进程都完成当前阶段才能进入下一个阶段，这时就应该使用屏障。（操作系统第二版中文答案）28、如果线程在内核中实现，可以使用内核信号量对同一个进程中的两个线程进行同步吗？如果线程在用户空间安实现呢？假设在其他进程中没有线程必须访问该信号量。请讨论你的答案。答：对于内核线程，线程可以在信号量上阻塞，而内核可以运行该进程中的其他线程。因而，使用信号量没有问题。而对于用户级线程，当某个线程在信号量上阻塞时，内核将认为整个进程都被阻塞。而且不再执行它。因此，进程失败。（操作系统第二版中文答案）30、一个快餐店有四类雇员：（1）领班，接收顾客点的菜单；（2）厨师，准备饭菜；（3）打包工，将饭菜装在袋子里；（4）收银员，将食品袋交给顾客并收钱。每个雇员可被看作一个进行通讯的顺序进程。它们采用的进程间通信方式是什么？请将这个模型与UNIX中进程联系起来。答：雇员之间通过消息传递进行通信：在该例中，消息为订单、食物和袋子。在UNIX中，该4个进程通过管道连接。（操作系统第二版中文答案）1、为了使A、B两个进程互斥地访问单个缓冲区，应为之设置一个互斥信号量S，初值为1，相应在的P（S），V（S）操作必须分别安排在（）的两端。A、该单缓冲区B、两进程的临界区C、两进程的程序段D、两进程的控制块2、一个进程可以包含多个线程，各线程（）A、必须串行工作B、共享分配给进程的主存地址空间C、共享进程的PCB D、是独立的资源分配单位3、PV操作所处理的变量是（）A、锁变量B、整型信号量C、记录型信号量D、控制变量4、为了使两个进程能同步运行，最少需要（）个信号量。A、1B、2C、3D、45、共享变量是指（）访问的变量。A、只能被系统进程B、只能被多个进程互斥访问的变量C、只能被用户进程D、可被多个进程6、临界区是指并发进程中访问共享变量的（）。A、管理信息B、数据C、信息存储D、程序7、多项选择：线程是操作系统的概念，已具有线程管理的操作系统有（）。A、WINDOWS32B、OS/2 C、Windows NTD、DOS6.22E、Mach8、多项选择：一个进程向其他进程发送消息时，应组织好一封信件，内容包括（）。A、接收者名B、发送者名C、具体信息D、等不等回信标志E、回信存放地址9、在具有n个进程的系统中，允许m个进程（nm1）同时进入它们的临界区，其信号量S的值的变化范围是_，处于等待状态的进程数最多_个。10、线程与进程的根本区别是把进程作为_单位，而线程是_单位。答案：1、B2、B3、B4、B5、B6、D7、BCE8、BCDE9、n-mSm n-m10、资源分配调度和执行第3章 ：存储管理（P139）2、交换系统通过紧缩来消除空闲区。假设有很多空闲区和数据段随机分布，并且读或写32位长的字需要10ns的时间，紧缩128MB大概需要多少长时间？为了简单起见，假设空闲区中含有字0，内存中最高地址处含有有效数据。答：几乎整个内存都必须复制，也就是要求读出每一个内存字，然后重写到不同的位置。读4个字节需要10nsec，因此读1个字节需2.5nsec，而还要话费2.5nsec用于重写，因此，对于每个字节的压缩需要5nsec。其速率为200,000,000字节/sec。为了复制128MB（227 字节，也就是大约1.34*108字节），该计算机需要227 / 200,000,000sec，也就是大约671msec。该数字是稍微悲观的因为如果内存地步的最初的空间为k字节，那么该k字节无需复制。不过，如果有许多空间和许多数据碎片，因此空洞将非常小，k也就非常小，而误差也非常小。（操作系统第二版中文答案）3、 请比较用位图和链表两种方法来记录空闲内存所需的存储空间。128MB的内存以n字节为单元分配。对于链表，假设内存中数据段和空闲区交替排列，长度均为64KB。并假设链表中的每个结点需要32位的内存地址、16位长度和16位下一个结点域。这两种方法分别需要多少字节的存储空间？哪种方法更好？答：位图：128MB(227 字节)的内存以n字节为单元分配，则可以分成（128*220）/n = 227 /n 个单元，8个单元需要1字节的位图，即总需要 227 /8n字节的位图。所以记录内存需要的存储空间大小为：227 + 227 /8n = 227 (1 + 1/8n) 字节；链表：128MB的内存可有(128MB/64KB = 211)个区域，一个节点需要(32 + 16 +16)/8 = 8 字节，所以记录内存需要的存储空间大小为：211 * 8 + 227 = 227 (1 +1/213 ) = 227 (1 +1/(8*210) );当n 链表，则使用链表；当n 1KB时，位图 链表，则使用位图。4、 在一个交换系统中，按内存地址排列的空闲区大小是：10KB、4KB、20KB、18KB、7KB、9KB、12KB和15KB。对于连续的段请求：a)12KB,b)10KB,c)9KB。使用首次适配算法，将找出哪个空闲区？使用最佳适配、最差适配、下次适配算法呢？答：首次适配：20KB，10KB，18KB；最佳适配：12KB，10KB，9KB；最差适配：20KB，18KB，15KB；下次适配：20KB，18KB，9KB。（操作系统第二版中文答案）7、 考虑下面的C程序：int XN;int step = M;/M是某个预定义的常量for(int i = 0;i N;i +=step)Xi = Xi +1;a） 如果这个程序运行在一个页面大小为4KB且有64个TLB表项的机器上时，M和N取什么值会使得内层循环的每次执行都会引起TLB失效？b） 如果循环重复很多遍，结果会和a）的答案相同吗？请解释。答：a)M的最小值是4096，才能使内层循环的每次执行时都引起TLB失效，N的值只会影响到X的循环次数，与TLB失效无关。b)M的值应该大于4096才能在内层循环每次执行时引起TLB失效，但现在N的值要大于64K，所以X会超过256KB。10、 假设一个机器有48位的虚拟地址和32位的物理地址。a） 假设页面大小是4KB，如果只有一级页表，那么在页表里有多少页表项？请解释。b） 假设同一系统有32个TLB表项，并且假设一个程序的指令正好能放入一个页，并且该程序顺序地从数千个页的数组中读取长整型元素。在这种情况下TLB的效果如何？答：a)b)TLB访问的命中率达100%。在指令访问下一个页面之前读取数据的命中率是100%，一个4KB大小的页面包含1024个长整型数据，每访问1024个数据就会有一次TLB失效。12、 一个32位地址的计算机使用两级页表。虚拟地址被分成9位的顶级页表域、11位的二级页表域和一个偏移量，页面大小是多少？在地址空间中一共有多少个页面？答：偏移量=32 - 9 - 11 = 12（位），所以页面大小为：212 = 4KB，页面数为：220。13、假设一个32位虚拟地址被分成a、b、c、d四个域。前三个域用于一个三级页表系统，第四个域d是偏移量。页面数与这四个域的大小都有关系吗？如果不是，与哪些因素有关及与哪些因素无关？答：页面数只依赖于a，b和c的和，至于它们之间是如何划分是无关的。（操作系统第二版中文答案）19、一个计算机的页面大小为8KB，内存大小为256KB虚拟地址空间为64GB，使用倒排页表实现虚拟内存。为了保证平均散列链的长度小于1，散列表应该多大？假设散列表的大小为2的幂。答：内存有228(256KB) / 213(8KB) = (215)32768页。32K的哈希表的平均链长为1。为了使之小于1，必须使用下一个尺寸(216)65536项。将32768项放入65536格中使其平均链长为0.5，以保证快速的查询。（操作系统第二版中文答案）21、 假设虚拟页码索引流中有一些长的页码索引序列的重复，序列之后有时会是一个随机的页码索引。例如，序列0，1，511，431，0，1，511，332，0，1，中包含了0，1，511的重复，以及跟随在它们之后的随机页码索引431和332.a) 在工作负载比该序列短的情况下，标准的页面置换算法（LRU、Clock、FIFO）在处理换页时为什么效果不好？b) 如果一个程序分配了500个页框，请描述一个效果优于LRU、Clock或FIFO算法的页面置换方法。答：a)标准的页面置换算法是针对已经在内存中的页面研究的。当工作负载比序列短时，会出现内存容量不够而长生颠簸，这种情况下LRU、Clock、FIFO算法达不到预期的效果。b)如果分配了500个页框，那么0498号页框是固定的，只有一个页框进行页面置换。22、 如果将FIFO页面置换算法4个页框和8个页面上，若初始时页框为空，访问字符串为，请问会发生多少次缺页中断？如果使用LRU算法呢？FIFO的页框如下：xxxxxxxxxxLRU的页框如下：xxxxxxxxxxFIFO发生6次缺页中断，LRU发生7次缺页中断。（操作系统第二版中文答案）28、 一个计算机有4个页框，装入时间、上次访问时间和每个页面的R位和M位如下所示（时间以时间滴答为单位）：页面装入时间上次访问时间RM012628010123026501214027000311028511a)NRU算法置换哪个页面？（页面2）b)FIFO算法置换哪个页面？（页面3）c)LRU算法置换哪个页面？（页面1）d)第二次机会算法置换哪个页面？（页面2）29、 有二维数组：int X6464;假设系统中有4个页框，每个页框的大小为128个字（一个整数占用一个字）。处理数组X的程序正好可以放在一个页中，而且总是占用0号页。数据会在其他3个页框中被换入或换出。数组X为按行存储（即在内存中X00之后是X01）。下面两段代码中，哪一个会有最小的缺页中断？请解释原因，并计算缺页中断的总数。A段：for(int j=0;j64;j+)for(int i=0;i64;i+) Xij=0;B段：for(int i=0;i64;i+)for(int j=0;j64;j+) Xij=0;答：依题，A段按列访问，B段按行访问；X数组按行存储，即每一页可存储2行（128字节）；每访问一次页框就发生一次缺页中断。A段：每访问2个数就发生一次缺页中断，则会有64 * 64 / 2 = 2048次缺页中断；B段：每访问2行就有一次缺页中断，因此只需要64 / 2 = 32次缺页中断。32、一个页面同一时刻可能在两个工作集中吗？请解释原因。答：如果页面是可以共享的，就可以出现在两个工作集中。例如，如果某分时系统的2个用户运行同样的编辑程序，程序的正文是共享的，而不是拷贝的，其中某些页可以同时在每个用户的工作集中。（操作系统第二版中文答案）37、 一个程序有两个段，段0中为指令，段1中为读/写数据。段0有读/执行保护，段1有读/写保护。内存是请求分页式虚拟内存系统，它的虚拟地址为4位页号，10位偏移量。页表和保护如下所示（表中的数字均为十进制）：段0段1读/执行读/写虚拟页号页框号虚拟页号页框号020在磁盘1在磁盘1142112935364在磁盘4在磁盘5在磁盘513646873712对于下面的每种情形，或者给出动态地址所对应的实（实际）内存地址，或者指出发生了哪种失效（缺页中断，或保护错误）。a)读取页，段1，页1，偏移3；b)存储页，段0，页0，偏移16；c)读取页，段1，页4，偏移28；d)跳转到，段1，页3，偏移32。答：a)读取，段1，符合保护要求，内存地址为（14，3）；b)存储，段0，违反保护要求，保护错误；c)读取，段1，符合保护要求，页框在磁盘，发生缺页中断；d)跳转，段1，违反保护要求，保护错误。38、 你能想象在哪些情况下支持虚拟内存是个坏想法吗？不支持虚拟内存能得到什么好处呢？请解释。答：一般来说，当可以了解和控制所有应用程序的需求时，虚拟内存就没必要了。例如，特殊用途的处理器（如网络处理器），嵌入式处理器和超级计算机（如机翼设计）。在这些情况下，我们总会考虑使用更多的物理内存。如果操作系统没有使用（不支持）虚拟内存，它的代码会简单很多，系统的性能会有所提高。另一方面，一些来自虚拟内存的想法有利于开发，尽管有不同的设计需求。分页的优点？ 统一的页面大小 只使用段的一部分时不需要把它都调入内存 分段的优点？ 能简化对长度经常变动的数据结构的管理 易于编程、模块化 易于实现保护和共享1、分页式存储管理中，地址转换工作是由（）完成的。A、硬件B、地址转换程序C、用户程序D、装入程序2、分页式存储管理中，页表是由（）建立的A、硬件B、操作系统C、用户程序 D、装入程序3、采用动态重定位方式装入的作业，其地址转换工作是在（）完成的。A、装入作业时B、作业被选中时C、每执行一条指令时D、每次被移动时第4章 ：文件系统（P182）1、在早期的UNIX系统中，可执行文件（a.out）以一个非常特别的魔数（幻数）开始，这个数不是随机选择的。这些文件都有文件头，后面是正文段和数据段。为什么要为可执行文件挑选一个非常特别的魔数，而其他类型文件的第一个字反而有一个或多或少是随机选择的魔数？答：这些系统直接把程序载入内存，并且从word 0（也就是幻数）开始执行。为了避免将header作为代码执行，幻数是一条BRANCH指令（转移指令），其目标地址正好在header之上。按这种方法，就可能把二进制文件直接读取到新的进程地址空间，并且从0运行，甚至无需知道header有多大。（操作系统第二版中文答案）3、在UNIX中open系统调用绝对需要吗？如果没有会产生什么效果？答：如果没有open，每次read时都必须指定要打开的文件名。然后，系统必须读取该文件的i节点，即使该节点已经在cache中。可能出现的问题是来回从磁盘读取i节点。这多少显得有点笨，不过还是可以运行的。（操作系统第二版中文答案）5、某一些操作系统提供系统调用rename给文件重命名，同样也可以通过把文件复制到新文件并删除原文件而实现文件重命名。请问这两种方法有何不同？答：是的。rename调用不会改变文件的创建时间和最后的修改时间，但是创建一个新的文件，其创建时间和最后修改时间都会改为当前的系统时间。另外，如果磁盘满了，复制可能会失败。（操作系统第二版中文答案）13、某些数字消费设备需要存储数据，比如存放文件等。给出一个现代设备的名字，该设备需要文件存储，并且对文件运用连续分配空间的方法是不错的方法。答：数码相机按顺序记录一系列照片，存储在某种非易失性存储媒介（例如，闪存）上。当照相机复位时，该媒介被清空。然后，按顺序依次记录一张照片，直到存储满，然后上载到硬盘上。对于这种应用，相机内部文件的连续文件系统时最理想。（操作系统第二版中文答案）15、考虑图4-13中的i节点。如果它含有用4个字节表示10个直接地址，而且所有的磁盘块大小是1024B，那么文件最大可能有多大？答：间接块可以保存256个磁盘地址。与10直接的磁盘地址一道，最大文件有266块。由于每块为1KB，最大的文件是266KB。（操作系统第二版中文答案）17、两个计算机科学系的学生Carolyn和Elinor正在讨论i节点。Carolyn认为存储器容量越来越大，价格越来越便宜，所以当打开文件时，直接取i节点的副本，放到内存i节点表中，建立一个新的i节点将更简单、更快，没有必要搜索整个i节点来判断它是否存在。Elinor则不同意这一观点，他们俩人谁对？答：Elinor是正确的。表格中同时有i节点的2个备份是灾难性的，除非都是只读的。最坏的情况就是当两个都同时被更新时。当把i节点写回磁盘时，后写入的会把先写入的删除，而磁盘块就丢失了。（操作系统第二版中文答案）18、说明硬连接优于符号链接的一个优点，并说明符号链接优于硬连接的一个优点。答：硬连接无需额外的磁盘空间，而只需在i节点中记录有多少个链接。符号链接需要空间存储所指的文件的名称。符号链接可以指向其他机器上的文件，甚至是Internet上的文件。而硬连接只能指向其自己分区中的文件。（操作系统第二版中文答案）19、 空闲磁盘空间可用空闲块表或位图来跟踪。假设磁盘地址需要D位，一个磁盘有B个块。其中有F个空闲。在什么条件下，空闲块表采用的空间少于位图？设D为16位，请计算空闲磁盘空间的百分比。答：位图需要B位，而空闲块表需要DF位。当DF B 时，空闲表块采用的空间少于位图。DF F/B 1/D，当D = 16时，空闲块表较短，空闲磁盘的空间百分比不大于6%。20、 一个空闲块位图开始时和磁盘分析首次初始化类似，比如：1000 0000 0000 0000（首块被根目录使用），系统总是从最小编号的盘块开始寻找空闲块，所以在有6块的文件A写入之后，该位图为：1111 1110 0000 0000.请说明在完成如下每一个附加动作之后位图的状态：a)写入有5块的文件B：1111 1111 1111 0000b)删除文件A：1000 0001 1111 0000c)写入有8块的文件C：1111 1111 1111 1100d)删除文件B：1111 1110 0000 1100(操作系统第二版中文答案)21、 如果因为系统崩溃而使存放空闲磁盘块信息的空闲块表或位图完全丢失，会发生什么情况？有什么办法从这个灾难中恢复吗，还是与该磁盘彻底再见？分别就UNIX和FAT-16文件系统讨论你的答案。答：28、考虑图4-21背后的思想，目前磁盘平均寻道时间为8ms，旋转速率为15000rpm，每道为字节。对大小各为1KB、2KB和4KB的磁盘块，传送速率各是多少？答：对于15000 rpm（每分钟旋转），每旋转一周需60/15000 = 0.004秒 = 4 ms。那么读取k字节的平均存取时间为8 ms（寻道时间） + 2 ms（旋转延迟：4 ms/2） + （k / ）* 4 ms(读取k字节的时间)。对于1 KB，2 KB，4 KB的块，访问时间分别为10. ms，10.03125 ms和10.0625 ms(几乎没有什么不同)。其数据速率分别为 KB/sec， KB/sec， KB/sec。(操作系统第二版中文答案)29、 某个文件系统使用2KB的磁盘块，而中间文件大小值为1KB。如果所有的文件都是正好1KB大，那么浪费掉的磁盘空间的比例是多少？你认为一个真正的文件安系统所浪费的空间比这个数值大还是小？请说明理由。答：第5章 ：输入/输出（P241）6、 CPU体系结构设计师指导操作系统编写者痛恨不精确的中断。取悦于OS人群的一种方法是当得到一个中断信号通知时，让CPU停止发送指令，但是允许当前正在执行的指