计算机学科专业基础综合计算机操作系统分类模拟12.docx
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计算机学科专业基础综合计算机操作系统分类模拟12
计算机学科专业基础综合计算机操作系统分类模拟12
一、单项选择题
1.逻辑文件的组织形式是由______决定的。
A.存储介质特性
B.操作系统的管理方式
C.主存容量
D.用户
答案：
D
[解答]文件结构包括逻辑结构和物理结构两种。
逻辑结构是用户组织数据的结构形式，数据组织形式来自于需求，而物理结构是操作系统组织物理（存储）块的结构形式。
逻辑结构可以直接使用物理结构进行实现，效率较高；但是使用物理结构也可以产生更丰富的逻辑结构。
逻辑结构的产生直接来源于计算机用户长期的需求积累，对共同需求的支持产生一种特殊的逻辑结构，比如操作日志的记录是产生顺序文件的需求；结构化数据（数据库的早期形式）的存取催生的是随机访问文件。
因此说，逻辑文件的组织形式取决于用户，物理结构的选择取决于文件系统设计者针对硬件结构（如磁带介质很难实现链接结构和索引结构）所采取的策略（即题目中的选项A和B）。
注：
文件的逻辑结构和物理结构都有索引的概念，引入逻辑索引和物理索引的目的是截然不同的。
逻辑索引的目的是加快文件数据的定位，而物理索引的主要目的是管理不连续的物理块。
2.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
答案：
A
3.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.支持共享访问
答案：
B
[解答]引入“当前目录”的目的是为了避免搜索文件时从根目录开始，从而减少了搜索文件的时间，因此它的主要目的是提高系统性能。
但是在使用“当前目录”过程中，用户感觉到了使用上更加方便。
4.有关文件系统层次结构的叙述中正确的是______。
A.逻辑文件系统必须建立在访问控制模块之上，利用其安全机制保证用户数据的安全
B.物理文件系统必须建立在文件信息缓冲区之上，利用缓冲提高系统性能
C.文件目录系统必须建立在访问控制模块之上，利用其安全机制保证用户数据的安全
D.物理文件系统必须与文件信息缓冲区管理集成在一层，在提高系统性能的同时减少跨层访问的次数
答案：
C
[解答]逻辑文件系统的工作主要是根据文件的逻辑结构将用户欲读/写的逻辑记录/字节转换成文件逻辑结构内的相应块号，因此不需要访问控制；物理文件系统的主要功能是把逻辑记录所在的相对块号转换成实际的物理地址，因此不需要文件信息缓冲；而逻辑文件系统必须与文件信息缓冲区管理集成在一层，在对同一物理块多次访问时，可以通过内存访问代替磁盘访问，减少磁盘访问次数。
5.有关文件操作的系统调用的叙述中不正确的是______。
A.在一个用户使用OPEN之后CLOSE之前，另一个用户使用DELETE系统调用时会返回错误
B.在一个用户使用OPEN之后CLOSE之前，另一个用户使用DELETE系统调用删除同一个文件时会返回错误
C.当一个用户正在READ时，另一个用户使用DELETE系统调用删除同一个文件时会返回错误
D.当一个用户正在WRITE时，另一个用户使用CREATE系统调用创建同一个文件时会返回错误
答案：
A
[解答]一个用户在操作文件时，另一个用户对这个文件的删除和创建工作都会产生错误。
6.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
答案：
D
[解答]相对于加密保护机制，访问控制机制的安全性较差。
因为访问控制的级别和保护力度较小，因此它的灵活性相对较高。
如果访问控制不由系统实现，那么系统本身的安全性就无法保证。
而加密机制如果由系统实现，那么加密方法将无法扩展。
7.在磁盘调度算法中叙述正确的是______。
A.SSTF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预处理有利于提高C-LOOK算法的性能
D.C-SCAN算法适用于磁盘负载较小的系统
答案：
C
[解答]SSTF算法的性能不是最好的，某些情况下，C-SCAN算法的性能优于SSTF；C-SCAN算法在磁盘负载较大的情况下可以获得较高的性能，因为它几乎可以产生0寻找时间；任何调度算法的性能都与队列中请求服务的数目有关，若队列中只有一个服务请求，则所有调度算法的效率几乎等价，此时SSTF就是最优算法，使得服务请求按照旋转路径排列，那么C-LOOK算法可以得到最好性能。
8.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
答案：
D
9.在计算机崩溃之后重新启动时，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.文件索引结点的重建
C.磁盘空闲空间的重新组织
D.文件备份
答案：
D
10.在文件的逻辑组织中，不属于记录文件的是______。
A.索引文件
B.分区文件
C.链接文件
D.索引顺序文件
答案：
B
[解答]对于记录型文件，构成文件的基本单位是记录。
记录型文件是具有符号名并且在裸机上具有完整意义的记录序列。
用户对记录型文件的访问是以记录为基本单位的。
一个记录由一组在逻辑上相关的信息项构成。
每个文件内部有一个读写指针，通过系统调用可以将读写指针移动到文件的某一位置处，以后的读写系统调用命令将从该指针所确定的位置处开始。
因此索引顺序文件、链接文件和索引文件都是记录文件。
只有分区文件不是记录文件，故正确答案为B。
11.某一个磁盘共有16个盘面，每个盘面上从外到内共有30000个磁道（或称30000个柱面），每个磁道有250个扇区。
假定存储信息时以一个扇区作为一个存储块，盘面号（磁头号）、磁道号和扇区号均从0开始编号，那么，盘块号1002578对应的盘面号、磁道号和扇区号是______。
A.1，2500，78
B.10，250，78
C.2，250，161
D.0，4010，78
答案：
C
[解答]本题考查磁盘的结构。
磁盘的存储是按照磁头（或盘面）、磁道（或柱面）和扇区三要素唯一确定的，但是，在具体使用时，是将所有的可用存储块按一维编号来进行分配的。
由于多盘面的磁盘系统中所有的磁头装在同一个转动轴上，是同步一起移动的，所以选择高效的编址方式能够提高磁盘的读写效率。
不同于按磁头、磁道、扇区的顺序编址，多盘组磁盘的编址首先是按磁道来编，从磁盘外边缘到磁盘中心从0开始编号，本题中是0到29999。
确定了磁道，接下去随着磁盘的转动，所有磁头一起从某一起始点开始，寻找扇区，扇区的编号也是从0开始，本题中是0到249。
找到扇区后再按磁头寻找，磁头从上到下从0开始编号，本题中是0到15。
在了解了盘组磁盘的编址方式后，下面的计算就比较简单了。
首先确定磁道，1002578/（250×16）并向下取整（舍去小数部分）得250，得到磁道号；余下逻辑块编号的偏移量是2578，接下去确定扇区号，2578/16并向下取整（舍去小数部分）得161，得到扇区号；余下逻辑块编号的偏移量是2，此号便是磁头号了。
所以，其对应的三要素单位为2，250，161。
12.在磁盘上，最容易导致存储碎片发生的物理文件结构是______。
A.隐式链接
B.顺序存放
C.索引存放
D.显式链接
答案：
B
[解答]本题考查物理文件结构的特点。
顺序文件的优点是在顺序存取时速度较快，因为这类文件往往从头至尾依次顺序存取。
但是也存在缺点，首先要求在存储文件时确定文件的长度，依此来分配相应的存储空间，这样会造成在寻找存储空间时耗时较多，一旦没有足够的存储空间来存放该文件时就会造成文件存储的失败。
其次，顺序文件不便于文件的扩充，在实际工作中，文件的长度往往会改变，可能会变长，也可能变短。
变短了可能会空出存储空间，文件寻找一个适合它的存储空间，并将文件的所有内容搬运过来。
最后，一旦文件被搬运以后，原来的位置就会空出相应的空间，假如很长时间内没有合适的文件可以存放到上述存储空间，那么就会在磁盘上形成一段无法使用的空闲空间。
若大量这样的空间存在就会造成存储空间利用率的下降，浪费资源。
13.设备管理中，设备映射表（DMT）的作用是______。
A.管理物理设备
B.管理逻辑设备
C.实现输入/输出
D.建立逻辑设备与物理设备的对应关系
答案：
D
[解答]本题考查设备管理中重要的数据结构的作用。
既然是映射关系，必定有源和目标，能说明存在这种关系的只有D选项。
14.在一般大型计算机系统中，主机对外围设备的控制可通过通道、控制器和设备三个层次来实现。
下面的叙述中正确的是______。
A.控制器可控制通道，设备在通道控制下工作
B.通道控制控制器，设备在控制器控制下工作
C.通道和控制器分别控制设备
D.控制器控制通道和设备的工作
答案：
B
[解答]三个层次为通道、控制器和设备。
三者采用交叉连接方式，这样的方式可以提高系统的可靠性。
当某条通路因控制器或通道故障而断开时，可使用其他通路。
这种交叉连接可以提高设备的并行性。
对于同一个设备，当与它相连的某一条通路中的控制器或通道被占用时，可以选择另一条空闲通路，减少了设备因等待通路所需要花费的时间。
15.下面关于设备属性的论述中，正确的是______。
A.字符设备的一个基本特征是可寻址的，即能指定输入时的源地址和输出时的目标地址
B.共享设备必须是可寻址的和可随机访问的设备
C.共享设备是指在同一时刻允许多个进程同时访问的设备
D.在分配共享设备和独占设备时，都可能引起进程死锁
答案：
B
16.缓冲技术中的缓冲池在______中。
A.主存
B.外存
C.ROM
D.寄存器
答案：
A
17.为了使多个进程能有效地同时处理输入和输出，最好使用______结构的缓冲技术。
A.缓冲池
B.循环缓冲区
C.单缓冲区
D.双缓冲区
答案：
B
[解答]要实现多个进程能有效地同时处理输入和输出，就要建立多个缓冲区域，因此，最好的缓冲技术是缓冲池。
18.中断向量是指______。
A.中断处理程序入口地址
B.中断向量表起始地址
C.中断处理程序入口地址在中断矢量表中的存放地址
D.中断断点的地址
答案：
A
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
答案：
B
[解答]操作系统为每台设备分配一个绝对号是为了能够唯一标识设备。
操作系统使用绝对号而不使用其他方式主要是便于匹配，整数比较的效率较高。
申请设备使用相对号，便于操作系统寻找最佳的设备提供服务，既可以维护系统性能，也减轻了用户记忆设备绝对号的负担。
20.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
B.I/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
答案：
A
[解答]中断寄存器位于计算机主机；不存在I/O地址寄存器；编程空间一般是由体系结构和操作系统决定的。
21.程序直接控制I/O方式具有的特点是______。
A.比DMA方式的效率低
B.具有较好的自然性和易于理解性
C.控制软件易于编写
D.便于实现异步通信
答案：
B
22.DMAI/O控制方式的特点是______。
A.设备与主机的并行执行
B.I/O批量数据的交换会大量浪费CPU时间
C.控制软件易于编写
D.简化了设备的设计
答案：
A
23.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
答案：
C
[解答]I/O缓冲是内存中的一片空间，使用缓冲的目的是想用内存访问代替设备访问，减少I/O次数。
但是内存带宽一般比CPU带宽低一个数量级左右。
如果设备I/O速度与CPU运行速度相当，那么内存访问代替设备访问无疑降低了系统性能。
24.Spooling的含义是______。
A.伪脱机输入/输出
B.系统并行I/O
C.串行打印处理
D.智能脱机I/O
答案：
A
25.将系统调用参数翻译成设备操作命令的工作由______完成。
A.用户层I/O
B.设备无关的操作系统软件
C.中断处理
D.设备驱动程序
答案：
B
二、综合应用题
设某系统的磁盘有500块，块号为：
0，1，2，3，…，499。
1.若用位示图法管理这500块的盘空间，当字长为32位时，此位示图占了几个字?
答案：
位示图法就是在内存用一些字建立一张位示图，用其中的每一位表示一个盘块的使用情况，通常用“1”表示占用，“0”表示空闲。
因此，位示图所占的字数为：
500/32=16。
2.第i字的第j位对应的块号是多少?
（其中i=0，1，2，3，…；j=0，1，2，3，…；）
答案：
第i字的第j位对应的块号N=32i+j。
3.存放在某个磁盘上的文件系统，采用混合索引分配方式。
某FCB中共有23个地址项，第0～9个地址项为直接地址，第10个地址项为一次间接地址，第11个地址项为二次间接地址，第12个地址项为三次间接地址。
如果每个盘块的大小为512字节，若盘块号需要用3个字节来描述，而每个盘块最多存放170个盘块地址。
（1）该文件系统允许文件的最大长度是多少?
（2）将文件的字节偏移盘5000，15000，150000转换为物理块号和块内偏移量。
（3）假设某个文件的FCB已在内存，但其他信息均在外存，为了访问该文件中某个位置的内容，最少需要几次访问磁盘?
最多需要几次访问磁盘?
答案：
在混合索引分配方式中，FCB的直接地址中登记有分配给文件的前n块（第0到n-i块）的物理块号（n的大小由直接地址项数决定，本题中为10）；一次间址中登记有一个一次间址块的块号，而在一次间址块中则登记有分配给文件的第n到n+k-1块的块号（k的大小由盘块大小和盘块号的长度决定，本题中为170）；二次间址中登记有一个二次间址块的块号，其中可给出k2个一次间址块的块号，而这些一次间址块则被用来登记分配给文件的第n+k块到第n+k+k2-1块的块号；三次间址中则登记有一个三次间址块的块号，其中可给出k个二次间址块的块号，这些二次间址块又给出k3个一次间址块的块号，而这些一次间址块则被用来登记分配给文件的第n+k+k2块到第n+k+k2+k3-1块的物理块号。
（1）该文件系统中一个文件的最大长度可达：
10+170+170×170+170×170×170=4942080（块）
4942080×512B=2471040KB
（2）5000/512得到商为9，余数为392，即字节偏移量5000对应的逻辑块号为9，块内偏移量为392。
由于9＜10，故可直接从该文件的。
FCB的第9个地址项处得到物理盘块号，块内偏移量为392。
15000/512得到商为29，余数为152，即字节偏移量15000对应的逻辑块号为29，块内偏移量为152。
由于10＜29＜10+170，而29-10=19，故可从FCB的第10个地址项，即一次间址项中得到一次间址块的地址，并从一次间址块的第19项（即该块的第57～59这3个字节）中获得对应的物理盘块号，块内偏移量152。
150000/512得到商为292，余数为496，即字节偏移量150000对应的逻辑块号为292，块内偏移量为496。
由于10+170＜292＜10+170+170×170，而292-（10+170）=112，112/170得到商为0，余数为112，故可从FCB的第11个地址项，即二次间址项中得到二次间址块的地址，并从二次间址块的第112项获得一个一次间址块的地址，再从这一次间址块的第112项中获得对应的物理盘块号，块内偏移量为496。
（3）由于文件的FCB已在内存，为了访问文件中某个位置的内容，最少需要一次访问磁盘（即可通过直接地址直接读文件盘块），最多需要四次访问磁盘（第一次是读三次间址块，第二次是读二次间址块，第三次是读一次间址块，第四次是读文件盘块）。
4.文件通常具有一些属性，其中一个是“记录长度”，为什么操作系统会关心这样的属性?
答案：
这个属性的选择与文件结构有关，操作系统可以利用这个属性建立良好的索引结构。
[解答]文件的属性有很多，它们可以分为两类：
逻辑属性和物理属性。
逻辑属性是为了提高系统可用性而设置的属性，例如“创建时间”和“修改时间”等。
而物理属性的主要目的是优化系统性能，“记录长度”就是其中之一。
但是随着操作系统的演化，现代操作系统不再支持过分高级的文件抽象，转而仅仅支持“流文件”，记录概念也就随之消失。
但是“文件大小”“最大文件长度”等属性依然用来为操作系统选择最佳物理结构提供决策依据。
注：
如果是针对文件属性的问题，大抵上都可以从这两个方面来进行分析。
5.支持顺序文件的系统通常会提供一个rewind（回绕）的文件操作，请问支持随机访问的系统也需要提供这样的操作吗?
答案：
rewind操作主要是为了将文件指针回绕到当前位置之前（相对于文件尾）的位置；而支持随机访问的系统可以任意移动文件指针，因此从需求上说不需要rewind，但是为了提高系统的可用性，提供rewind操作可以支持文件指针的快速定位，不失为一种良好的文件操作接口。
[解答]文件的逻辑结构取决于用户，而用户的需求表现为数据的组织形式及其使用方法。
其中使用方法表现为一些接口，因此有一些接口是直接对应于一种结构（例如seek接口），而有些接口则是适用于很多的结构（例如read、write接口）。
一般接口的产生存在一个历史过程，在磁带介质时期已经形成了大量支持顺序访问的顺序结构相关的接口。
这些接口在计算机系统的发展过程中有些为了保持兼容性或者便利性而继续沿用，而有些接口则慢慢淘汰了。
rewind接口实质上是seek接口的特殊形式。
6.简述文件的二级目录组织形式。
欲实现文件共享应如何处理?
答案：
把记录文件的目录分成主文件目录和由其主管的若干个子目录，各子目录的位置由主目录中的一项指出。
应用中为系统设立一张主文件目录MFD（MaterFileDirectory），每个用户的所有文件均设立一个用户文件目录UFD（UserFileDirectory）作为MFD中的一项，用以描述UFD的文件名和物理位置，即UFD是用户全部文件的文件控制块的全体。
在二级文件目录中，欲共享文件需给出一个文件的全路径名，由系统从根目录开始检索；或者用户将其当前目录指向另一用户的子目录上，以实现共享访问。
[解答]首先，文件控制块是文件的描述块，如文件属性等信息就存放在文件控制块中。
如果文件目录结构组织成树形结构，那么这些文件控制块就是这个树形结构的结点，因为这些结点可以支持文件的检索和定位，因此一般称为文件索引结点。
其次，文件目录结构是文件组织的一种特殊索引结构，也是一种特殊的逻辑结构。
我们可以认为目录实际上就是一种索引文件，这个文件不包含任何用户数据，仅仅存放了逻辑关联的文件控制块。
既然是一种特殊的索引结构，因此采用这样结构的时候，往往考虑如何将数据组织起来进行维护，这个问题本质上应该是一个数据结构的问题，只是因为有了“共享”需求后，结构的实现上存在着特殊的处理。
本题中“系统从根目录开始检索”的方法可以满足共享需求，但是存在若干缺点：
一是如果被共享文件改变了名字，则会共享失败（共享者使用这个名字进行访问时，系统会产生“文件不存在”的异常）；二是如果一个共享者删除了这个文件，那么所有的共享者均会丧失信息。
而“用户将其当前目录指向另一用户的子目录上，以实现共享访问”的方法也存在许多问题，比如被共享的文件必须以目录的形式批量共享，这样缺少灵活性即要么目录中所有文件均共享，要么一个都不共享。
注：
目录结构可以是任何一种数据结构，只是操作系统在多年的发展中发现无环图结构与人们管理信息的一般思维模式更好地吻合，所以通常采用这样的结构。
因此任何的操作系统设计者都可以根据应用领域的不同使用特殊的数据结构组织目录（这就是数据库采用了更丰富的物理组织形式的主要原因）。
7.如果当前目录为/usr，对于文件/etc/passwd，请给出5种不同的路径名。
答案：
（1）/etc/passwd
（2）../etc/passwd（3）.././etc/passwd（4）/./etc/passwd（5）/etc/./passwd
[解答]为了便于文件操作，文件系统提供了两种路径名：
绝对路径和相对路径。
从原理上讲，所有的路径名都是相对路径，绝对路径是一种相对于“根”路径（用“/”或者“”表示）的相对路径。
正是因为操作系统提供了相对路径的文件定位方法，因此给出文件的定位方式是非常便利的。
在当前所有的文件系统中存在两个特殊的标识：
“.”和“..”，“.”表示当前目录，“..”则表示上一级目录。
/etc/passwd是一种绝对路径，而余下的4种均为相对路径，实际上远远不止5种。
8.请讨论Windows系统实现文件系统中文件共享时存在的问题。
答案：
Windows系统并没有采用“无环图目录”结构，而是采用树形层次结构，并且使用其他形式的解决方法——快捷方式来解决目录之间的文件共享问题。
用户在使用时可以很明显地体会到这种结构在共享时存在的问题：
当快捷方式的目标文件被删除时，操作系统试图寻找目标，这样的寻找往往以失败而告终。
[解答]Windows系统实际上采用的是一种解决共享问题的方法——符号链接（symboliclinking）方法。
在解决文件在目录间的共享问题上有3种典型的解决方法：
（1）硬链接（hardlinking）。
（2）间接链接（indirectlinking）。
（3）符号链接。
硬链接形成了无环图结构（如图1所示），其目录内容是FCB表。
这种方法存在一个重要的问题是共享的文件同时有若干相同的FCB，当文件内容发生变化时会带来一致性维护开销。
为此UNIX系统采用了间接链接方法（如图2所示），此时目录内容不再是FCB表，而是FCB的指针表，它包含目录中文件FCB的磁盘块地址，这样的方法相对来说既降低了FCB的重复存储开销，也降低了FCB内容更新的开销。
图1无环图
图2间接链接
符号链接则是另一类共享方法，目录B共享目录A的文件C时，在目录B中创建一个文件D的FCB和文件块，D的内容则是C的路径名（相对路径或者
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