【考研类试卷】计算机学科专业基础综合计算机操作系统-14及答案解析.doc
《【考研类试卷】计算机学科专业基础综合计算机操作系统-14及答案解析.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《【考研类试卷】计算机学科专业基础综合计算机操作系统-14及答案解析.doc(10页珍藏版)》请在麦多课文档分享上搜索。
1、计算机学科专业基础综合计算机操作系统-14 及答案解析(总分:99.99,做题时间:90 分钟)一、综合应用题(总题数:26,分数:100.00)1.在许多 UNIX 系统中,索引结点往往放在磁盘的开始处。一种可选的设计是在文件创建时分配索引结点,而且索引结点作为文件的第一块。请讨论这两种方法的优劣。 (分数:2.00)_在有些系统中,一个目录可以被一个授权用户读和写(如 VAX/VMS),就像一个普通文件。请问:(分数:4.00)(1).这样会产生怎样的安全问题?(分数:2.00)_(2).请就你认识到的安全问题给出一种解决方案。(分数:2.00)_2.当数据发生如下情况时: (1)很少修改
2、并且随机、顺序频繁访问; (2)频繁修改而且相对频繁地访问整个文件; (3)频繁修改而且很少读取。 从系统性能方面考虑,请选择恰当的文件组织结构。 (分数:2.00)_3.一个软盘的扇区安排采用图(a)所示的形式。这个软盘的每个磁道有 8 个扇区,每个扇区可以存放 512B数据,软盘的旋转速率为 300rpm。如果旋转臂已经在合适的位置,那么顺序读完一个磁道上的所有扇区需要多长时间?如果扇区安排使用图(b)和图(c)的形式呢? (分数:4.00)_4.某个文件系统管理一个 4GB 多的磁盘,它可以管理一个大小为 4GB 的文件,也可以管理一个包含 4000个 10KB 的文件的目录树。但是在测
3、试中,如果顺序读取 4GB 的大文件,只需要 2min,而当遍历 4000 个10KB 的文件时几乎需要运行 1h。请分析引起这种性能差别的原因。 (分数:4.00)_5.为什么要引入设备独立性?如何实现设备独立性? (分数:4.00)_6.Spooling 系统由哪几部分组成?以打印机为例说明如何利用 Spooling 技术实现多个进程对打印机的共享。 (分数:4.00)_7.如果将某些功能从操作系统内核中搬移到设备控制器,请问会有什么优缺点? (分数:4.00)_8.MemoryMapped I/O 方式相对于 I/O 端口方式存在哪些优点? (分数:4.00)_9.什么是设备无关性(de
4、vice independence)? (分数:4.00)_10.请分别说明阻塞(blocking)和非阻塞(non-blocking)I/O 应该使用的基本情形。为什么不可以只实现非阻塞 I/O,而且使用非阻塞 I/O 来实现阻塞 I/O? (分数:4.00)_11.在程序直接控制方式中,主机与设备之间存在一种握手协议。设备控制通过 status 寄存器的 busy 位指示其忙闲,而主机通过置 command 寄存器的 command-ready 位指示其 I/O 意愿。有没有可能只使用一位进行握手?为什么? (分数:4.00)_12.一个系统通常使用中断驱动 I/O 来管理一个串口,为什么
5、使用程序直接控制 I/O 来管理终端集线器(一种可以有多个串口、连接多个终端的串口设备)? (分数:4.00)_13.UNIX 利用内核共享的数据结构来协调内核中的 I/O 部件,而 Windows NT 在 I/O 部件之间使用面向对象消息传递。请比较它们的优劣。 (分数:4.00)_14.考虑在一个单用户 PC 上的下述 I/O 情形: (1)使用鼠标作为图形用户接口。 (2)在一个多任务操作系统上的磁带驱动器。 (3)包含用户文件的磁盘驱动器。 (4)通过直接总线连接的图形卡,可以通过内存映射 I/O 进行访问。 对于上述 I/O,操作系统的设计应该怎样使用缓冲、高速缓存和 Spooli
6、ng 等技术?要使用程序控制 I/O 或者中断 I/O 吗?为什么? (分数:4.00)_下面的操作应该分别在哪些层次完成?(分数:4.00)(1).为磁盘读操作计算磁道、扇区和磁头。(分数:1.00)_(2).向设备寄存器写命令。(分数:1.00)_(3).检查用户是否可以使用设备。(分数:1.00)_(4).将二进制整数转换为可打印的 ASCII 字符。(分数:1.00)_15.在设备子系统中引入缓冲可以有效改善 CPU 与 I/O 设备之间的速度不匹配的矛盾,但是也可能损失CPU 与 I/O 设备的带宽,请问为什么? (分数:4.00)_某用户文件共 10 个逻辑记录,每个逻辑记录的长度
7、为 480 个字符,现把该文件存放到磁带上,若磁带的记录密度为 800 字符/英寸,块与块之间的间隙为 0.6 英寸,回答下列问题:(分数:3.99)(1).不采用记录成组操作时磁带空间的利用率为多少?(分数:1.33)_(2).采用记录成组操作且块因子为 5 时,磁带空间的利用率为多少?(分数:1.33)_(3).当按上述方式把文件存放到磁带上后,用户要求每次读一个逻辑记录存放到它的工作区;当对该记录处理后,又要求把下一个逻辑记录读入它的工作区,直至 10 个逻辑记录处理结束。系统应如何为用户服务?(分数:1.33)_16.一个 DMA 控制器有 4 个通道。控制器的带宽可以是每 100ns
8、 传输 32 位。总线速度应该多高才不至于成为瓶颈? (分数:4.00)_17.一张打印纸可以打印 50 行字符,每行 80 个字符。假设某台打印机每分钟可以打印 6 页(字符传输到打印机输出寄存器的时间可以忽略)。如果每次字符打印都要求 50s 的服务时间,此时使用中断驱动 I/O的方式是否合算? (分数:4.00)_18.为什么输出到打印机的输出文件在打印之前会缓冲在磁盘上? (分数:4.00)_19.简单的程序直接控制 I/O 实际上是很高效的,只是重复的 I/O 会因为慢等待而降低系统效率,但是如果 I/O 设备已经准备好了服务,那么程序直接控制 I/O 会比捕捉和分发中断更加高效。请
9、说明一种混合的策略可以结合程序直接控制 I/O 和中断驱动 I/O,并且这种方法优于程序直接控制 I/O 和中断驱动 I/O 的计算环境。 (分数:4.00)_20.为什么说缓冲技术是以空间来换取时间? (分数:4.00)_21.现代计算机系统都已经支持热插拔设备,如果检测新设备是使用一个操作系统例程来实现的,那么这个例程的 I/O 方式应该是怎样的?为什么? (分数:4.00)_22.字符终端设备驱动程序使用字符缓冲的目的是什么? (分数:4.00)_23.某个计算机的时钟中断处理程序每个 tick 需要 2ms,时钟以 60Hz 的频率运转,请问 CPU 在单位时间内用于处理其他事务的时间
10、比例至多为多少?为什么? (分数:4.00)_计算机学科专业基础综合计算机操作系统-14 答案解析(总分:99.99,做题时间:90 分钟)一、综合应用题(总题数:26,分数:100.00)1.在许多 UNIX 系统中,索引结点往往放在磁盘的开始处。一种可选的设计是在文件创建时分配索引结点,而且索引结点作为文件的第一块。请讨论这两种方法的优劣。 (分数:2.00)_正确答案:()解析:索引结点放在磁盘开始处可以减少 I/O 次数(搜索文件的 I/O 次数),但是开始处的磁盘空间大小是有限的,因此文件系统中文件数目取决于存放索引结点的空间大小。第 2 种方法正好相反。在有些系统中,一个目录可以被
11、一个授权用户读和写(如 VAX/VMS),就像一个普通文件。请问:(分数:4.00)(1).这样会产生怎样的安全问题?(分数:2.00)_正确答案:()解析:修改文件目录,指向一个未被授权访问的文件的 FCB。(2).请就你认识到的安全问题给出一种解决方案。(分数:2.00)_正确答案:()解析:在修改文件目录文件时禁止指向其他目录。2.当数据发生如下情况时: (1)很少修改并且随机、顺序频繁访问; (2)频繁修改而且相对频繁地访问整个文件; (3)频繁修改而且很少读取。 从系统性能方面考虑,请选择恰当的文件组织结构。 (分数:2.00)_正确答案:()解析:(1)顺序结构; (2)顺序结构;
12、 (3)链接结构。3.一个软盘的扇区安排采用图(a)所示的形式。这个软盘的每个磁道有 8 个扇区,每个扇区可以存放 512B数据,软盘的旋转速率为 300rpm。如果旋转臂已经在合适的位置,那么顺序读完一个磁道上的所有扇区需要多长时间?如果扇区安排使用图(b)和图(c)的形式呢? (分数:4.00)_正确答案:()解析:旋转延迟为 60000300=200(ms),假设处理数据的速度为 kB/ms。在(a)中读取一个磁道的时间为8(200(512/K)200(ms);在(b)中为 8(400(512/K)200(ms);在(c)中贝 0 为8(600(512/K)200(ms)。4.某个文件系
13、统管理一个 4GB 多的磁盘,它可以管理一个大小为 4GB 的文件,也可以管理一个包含 4000个 10KB 的文件的目录树。但是在测试中,如果顺序读取 4GB 的大文件,只需要 2min,而当遍历 4000 个10KB 的文件时几乎需要运行 1h。请分析引起这种性能差别的原因。 (分数:4.00)_正确答案:()解析:顺序读取一个磁盘上仅有的一个文件,几乎没有旋转延迟和寻找时间。而读取多个文件则需要更多的寻找时间和旋转延迟(包括文件块和目录块)。5.为什么要引入设备独立性?如何实现设备独立性? (分数:4.00)_正确答案:()解析:引入设备独立性,可使应用程序独立于具体的物理设备。此时,用
14、户用逻辑设备名来申请使用某类物理设备。当系统中有多台该类型的设备时,系统可将其中的任一台分配给请求进程,而不必局限于某一台指定的设备。这样,可显著地改善资源的利用率及可适应性。独立性还可以使用户程序独立于设备的类型。如进行输出时,既可用显示终端,也可以用打印机。有了这种适应性,就可以很方便地进行输入/输出重定向。 为了实现设备独立性,在应用程序中应使用逻辑设备名称来请求使用某类设备。系统中必须设置一张逻辑设备表,用来进行逻辑设备到物理设备的映射,其中每个表目中包含了逻辑设备名、物理设备名和设备驱动程序入口地址等三项。当应用程序用逻辑设备名请求分配 I/O 设备时,系统必须为它分配相应的物理设备
15、,并在 LUT 中建立一个表目,以后进程利用该逻辑设备名请求 I/O 操作时,便可从 LUT 中得到物理设备名和驱动程序入口地址。6.Spooling 系统由哪几部分组成?以打印机为例说明如何利用 Spooling 技术实现多个进程对打印机的共享。 (分数:4.00)_正确答案:()解析:Spooling 系统由磁盘上的输入井和输出井、内存中的输入缓冲区和输出缓冲区以及输入进程和输出进程构成。 在用 Spooling 技术共享打印机时,对所有提出输出请求的用户进程,系统接受它们的请求时,并不真正把打印机分配给他们,而是为每个进程做两件事情: (1)由输出进程在输出井中为它申请一空闲缓冲区,并将
16、要打印的数据送入其中。 (2)输出进程再为用户进程申请一张空白的用户打印请求表,并将用户的打印请求填入表中,再将该表挂到打印队列上。 至此,用户进程觉得他的打印过程已经完成,而不必等待真正的慢速的打印过程的完成。当打印机空闲时,输出进程从请求队列首取出一张打印请求表,根据表中的要求将要打印的数据从输出井传送到内存输出缓冲区,再由打印机进行输出打印。打印完后,再处理打印队列中的下一个打印请求表,直至打印队列空。这样,虽然系统中只有 1 台打印机,但系统并未将它分配给任何进程,而只是为每个提出打印请求的进程在输出井中分配一个存储区(相当于一个逻辑设备),使每个用户进程都觉得自己在独占一台打印机,从
- 1.请仔细阅读文档,确保文档完整性,对于不预览、不比对内容而直接下载带来的问题本站不予受理。
- 2.下载的文档,不会出现我们的网址水印。
- 3、该文档所得收入(下载+内容+预览)归上传者、原创作者;如果您是本文档原作者,请点此认领!既往收益都归您。
下载文档到电脑,查找使用更方便
2000 积分 0人已下载
下载 | 加入VIP,交流精品资源 |
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 考研 试卷 计算机 学科专业 基础 综合 操作系统 14 答案 解析 DOC
