計算機操作系統(tǒng)第四版(202410重印版)課后題答案

計算機操作系統(tǒng)課后題

第一章

1.設(shè)計現(xiàn)代OS的主要目標是什么？

答：（1）有效性（2）便利性（3）可擴充性（4）開放性

2.OS的作用可表現(xiàn)在哪幾個方面？

答：（1）OS作為用戶與計算機硬件系統(tǒng)之間的接口

（2）OS作為計算機系統(tǒng)資源的管理者

（3）OS實現(xiàn)了對計算機資源的抽象

4,試說明推動多道批處理系統(tǒng)形成和發(fā)展的主要動力是什

么？

答：主要動力來源于四個方面的社會需求與技術(shù)發(fā)展：

（1）不斷提高計算機資源的利用率；

（2）便利用戶；

（3）器件的不斷更新?lián)Q代；

（4）計算機體系結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展。

6.試說明推動分時系統(tǒng)形成和發(fā)展的主要動力是什么？

答：推動分時系統(tǒng)形成和發(fā)展的主要動力是更好地滿意用戶

的須要。主要表現(xiàn)在：CPU的分時運用縮短了作業(yè)的平均周轉(zhuǎn)時

間；人機交互實力運用戶能干脆限制自己的作業(yè)；主機的共享使

多用戶能同時運用同一臺計算機，獨立地處理自己的作業(yè)。

7.實現(xiàn)分時系統(tǒng)的關(guān)鍵問題是什么？應(yīng)如何解決？

答：關(guān)鍵問題是當(dāng)用戶在自己的終端上鍵入吩咐時，系統(tǒng)應(yīng)

能剛好接收并剛好處理該吩咐，在用戶能接受的時延內(nèi)將結(jié)果返

回給用戶。

解決方法：針對剛好接收問題，可以在系統(tǒng)中設(shè)置多路卡,

使主機能同時接收用戶從各個終端上輸入的數(shù)據(jù)；為每個終端配

置緩沖區(qū)，暫存用戶鍵入的吩咐或數(shù)據(jù)。針對剛好處理問題，應(yīng)

使全部的用戶作業(yè)都干脆進入內(nèi)存，并且為每個作業(yè)安排一個時

間片，允許作業(yè)只在自己的時間片內(nèi)運行，這樣在不長的時間內(nèi)，

能使每個作'也都運行一次。

11、OS有哪兒大特征？其最基本的特征是什么？

答：并發(fā)性、共享性、虛擬性、異步性。最基本的特征是并

發(fā)性和共享性

14、是什么緣由使操作系統(tǒng)具有異步性的特征？

在多道程序環(huán)境下，允很多個進程并發(fā)執(zhí)行。但由于資源等

因素的限制，進程的執(zhí)行通常并非一揮而就，而是以走走停停的

方式運行。內(nèi)存中的每個進程在何時執(zhí)行，何時暫停，以怎樣的

速度向前推動，每道程序總共須要多少時間才能完成，都是不行

預(yù)知的。故而作業(yè)完成的先后次序與進入內(nèi)存的次序并不完全一

樣，即進程是以異步方式運行的。但在有關(guān)進程限制及同步機制

等的支持卜，只要運行環(huán)境相同，作業(yè)經(jīng)多次運行，都會獲得完

全相同的結(jié)果，因而異步方式是允許的。因此，操作系統(tǒng)便具有

了異步性特征。

15處理機有哪些主要功能？它們的主要任務(wù)是什么？

答：處理機管理的主要功能是：進程管理、進程同步、進程

通信和處理機調(diào)度；

進程管理：為作業(yè)創(chuàng)建進程，撤銷已結(jié)束進程，限制進程在

運行過程中的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。

進程同步：為多個進程（含線程）的運行進行協(xié)調(diào)。

通信：用來實現(xiàn)在相互合作的進程之間的信息交換。

處理機調(diào)度：

（1）作業(yè)調(diào)度。從后備隊里依據(jù)肯定的算法，選出若干個

作業(yè)，為他們安排運行所需的資源（首選是安排內(nèi)存）。

（2）進程調(diào)度：從進程的就緒隊列中，依據(jù)肯定算法選出

一個進程，把處理機安排給它，并設(shè)置運行現(xiàn)場，使進程投入執(zhí)

行。

其次章

1.什么是前趨圖？為什么要引入前趨圖？

答：前趨圖(PrecedenceGraph)是一個有向無循環(huán)圖，記為

DAG,用于描述進程之間執(zhí)行的前后關(guān)系。

4.程序并發(fā)執(zhí)行時為什么會失去封閉性和可再現(xiàn)性？

答：程序并發(fā)執(zhí)行時，多個程序共享系統(tǒng)中的各種資源，因

而這些資源的狀態(tài)由多個程序變更，致使程序運行失去了封閉性,

也會導(dǎo)致其失去可再現(xiàn)性。

5.在操作系統(tǒng)中為什么要引入進程概念？它會產(chǎn)生什么樣

的影響?

答：為了使程序在多道程序環(huán)境下能并發(fā)執(zhí)行，并對并發(fā)執(zhí)

行的程序加以限制和描述，在操作系統(tǒng)中引入了進程概念。影響：

使程序的并發(fā)執(zhí)行得以實行。

6,試從動態(tài)性，并發(fā)性和獨立性上比較進程和程序？

答：(1)動態(tài)性是進程最基本的特性，表現(xiàn)為由創(chuàng)建而產(chǎn)生，

由調(diào)度而執(zhí)行，因得不到資源而暫停執(zhí)行，由撤銷而消亡。進程

有肯定的生命期，而程序只是一組有序的指令集合，是靜態(tài)實體。

(2)并發(fā)性是進程的重要特征，同時也是OS的重要特征。引

入進程的目的正是為了使其程序能和其它進程的程序并發(fā)執(zhí)行,

而程序是不能并發(fā)執(zhí)行的。

(3)獨立性是指，進程實體是一個能獨立運行的基本單位，

也是系統(tǒng)中獨立獲得資源和獨立調(diào)度的基本單位。對于未建立任

何進程的程序，不能作為獨立單位參與運行。

11、試說明引起進程在三種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換緣由

答：

(1)就緒狀態(tài)一執(zhí)行狀態(tài)：進程安排到CPU資源

(2)執(zhí)行狀態(tài)一就緒狀態(tài)：時間片用完

(3)執(zhí)行狀態(tài)-＞堵塞狀態(tài)：I/O懇求

(4)堵塞狀態(tài)一就緒狀態(tài)：I/O完成

18.試說明引起進程堵塞或被喚醒的主要事務(wù)是什么？

答：a.懇求系統(tǒng)服務(wù)；

b.啟動某種操作；

c.新數(shù)據(jù)尚未到達；

d.無新工作可做.

20、試說明線程具有那些屬性？

答：(1)輕型實體

(2)獨立調(diào)度和分派的基本單位

(3)可并發(fā)執(zhí)行

(4)共享進程資源

第三章

1.高級調(diào)度與低級調(diào)度的主要任務(wù)是什么？為什么要引入

中級調(diào)度？

答：高級調(diào)度的主要任務(wù)是依據(jù)某種算法，把外存上處于后

備隊列中的那些作業(yè)調(diào)入內(nèi)存。低級調(diào)度是保存處理機的現(xiàn)場信

息，按某種算法先取進程，再把處理器安排給進程。引入中級調(diào)

度的主要目的是為了提高內(nèi)存利用率和系統(tǒng)吞吐量。使那些短暫

不能運行的進程不再占用內(nèi)存資源，將它們調(diào)至外存等待，把進

程狀態(tài)改為就緒駐外存狀態(tài)或掛起狀態(tài)。

2、處理機調(diào)度算法的共同目標是什么？批處理系統(tǒng)的調(diào)度

目標是什么？

10.試比較FCFS和SPF兩種進程調(diào)度算法。

答：相同點：兩種調(diào)度算法都可以用于作業(yè)調(diào)度和進程調(diào)度。不

同點：FCFS調(diào)度算法每次都從后備隊列中選擇一個或多個最先

進入該隊列的作業(yè)，將它們調(diào)入內(nèi)存、安排資源、創(chuàng)建進程、插

入到就緒隊列。該算法有利于長作業(yè)/進程，不利于短作業(yè)/進程。

SPF算法每次調(diào)度都從后備隊列中選擇一個或若干個估計運行時

間最短的作業(yè)，調(diào)入內(nèi)存中運行。該算法有利于短作業(yè)/進程，

不利于長作業(yè)/進程。

11.在時間片輪轉(zhuǎn)法中，應(yīng)如何確定時間片的大??？

答：時間片應(yīng)略大于一次典型的交互須要的時間。一般應(yīng)考

慮三個因素：系統(tǒng)對相應(yīng)時間的要求、就緒隊列中進程的數(shù)目和

系統(tǒng)的處理實力。

23、何為優(yōu)先級倒置現(xiàn)象，可實行什么方法來解決？

低優(yōu)先級進程由于先占用了高優(yōu)先級進程所需的臨界資源,

而堵塞高優(yōu)先級進程，這樣就會出現(xiàn)“優(yōu)先級倒置”現(xiàn)象。假如

堵塞時間延長，實時進程可能會錯過其實時規(guī)定的期限，有較大

的危害。

解決的方法：

(1)當(dāng)進程進入臨界區(qū)后，CPU就不能被剝奪；

(2)優(yōu)先級繼承：當(dāng)優(yōu)先級高的進程A被堵塞在資源X的

臨界區(qū)外時，已安排到資源X、優(yōu)先級低的進程B自動繼承A的

高優(yōu)先級，能盡早運行完畢，釋放資源X,使得A盡快有機會運

行。

27.何謂死鎖？產(chǎn)生死鎖的緣由和必要條件是什么？

答：死鎖是指多個進程在運行過程中因爭奪資源而造成的一

種僵局，當(dāng)進程處于這種僵持狀態(tài)時，若無外力作用，它們都將

無法再向前推動。產(chǎn)生死鎖的緣由為競爭資源和進程間推動依次

非法。其必要條件是：互斥條件、懇求和保持條件、不剝奪條件、

環(huán)路等待條件

29.請具體說明可通過哪些途徑預(yù)防死鎖。

答：（1）損棄“懇求和保持”條件，就是假如系統(tǒng)有足夠資源，

便一次性把進程須要的全部資源安排給它；

（2）揀棄“不剝奪”條件，就是已經(jīng)擁有資源的進程，當(dāng)它提

出新資源懇求而不能馬上滿意時，必需釋放它已保持的全部資源,

待以后須要時再重新申請；

（3）接棄“環(huán)路等待”條件，就是將全部資源按類型排序

標號，全部進程對資源的懇求必需嚴格按序號遞增的次序提出

!1!

7.為什么要引入動態(tài)重定位？如何實現(xiàn)？

答：在程序執(zhí)行過程中，每當(dāng)訪問指令或數(shù)據(jù)時，將要訪問

的程序或數(shù)據(jù)的邏輯地址轉(zhuǎn)換成物理地址，引入了動態(tài)重定位;

具體實現(xiàn)方法是在系統(tǒng)中增加一個重定位寄存器，用來裝入程序

在內(nèi)存中的起始地址，程序執(zhí)行時，真正訪問的內(nèi)存地址是相對

地址與重定位寄存器中的地址相加之和，從而實現(xiàn)動態(tài)重定位。

8、什么是基于依次搜尋的動態(tài)分區(qū)安排算法？他可以包含

哪幾種?

答：為了實現(xiàn)動態(tài)分區(qū)式安排，將系統(tǒng)中的空閑分區(qū)組織成

空閑分區(qū)表或空閑分區(qū)鏈。所謂依次搜尋，是指按表或鏈的組織

依次，檢索表或鏈上記錄的空閑分區(qū)，去找尋一個最符合算法的、

大小能滿意要求的分區(qū)。

分區(qū)存儲管理中常采納的安排策略有：首次適應(yīng)算法、循環(huán)

首次適應(yīng)算法、最佳適應(yīng)算法、最壞適應(yīng)算法。

18、什么是頁面？物理塊？頁面的大小應(yīng)如何確定？

答：頁面，物理塊一一分頁存儲管理方式中的單元。

頁面：分頁存儲管理將進程的邏輯地址空間分成若干個頁，

并為各頁加以編號。

物理塊：相應(yīng)的，也將內(nèi)存的物理空間分成若干個物理塊,

同樣為它們加以編號。

頁面大小：即不能太大也不能太小，要起到削減內(nèi)存碎片空

間的作用，也不能使頁表過長，總之要選擇適中，且頁面大小應(yīng)

當(dāng)是2的幕,通常為lkb~8kb。

19、什么是頁表？頁表的作用是什么？

答：頁表是分頁式存儲管理運用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

一個進程分為多少頁，它的頁表就有多少行。每一行記錄進

程的一頁和它存放的物理塊的頁號、塊號對應(yīng)關(guān)系。頁表用于

進行地址變換。

26.分段和分頁存儲管理有何區(qū)分？

答：

(1)頁是信息的物理單位，分頁是為了實現(xiàn)離散安排方式，

以消減內(nèi)存的外部零頭，提高內(nèi)存利用率。段則是信息的邏輯單

位，它含有一組相對完整的信息。

(2)頁的大小固定且由系統(tǒng)確定，由系統(tǒng)把邏輯地址劃分

為頁號和頁內(nèi)地址兩部分，是由機械硬件實現(xiàn)的，因而在系統(tǒng)中

只能有一種大小的頁面；而段的長度卻不固定，確定于用戶所編

寫的程序，通常由編譯程序在對原程序進行編譯時，依據(jù)信息的

性質(zhì)來劃分。

(3)分頁的作業(yè)地址空間是一維的,而分段作業(yè)地址空間則

是二維的。

第五章

9?何謂固定安排局部置換和可變非配全局置換的內(nèi)存

非配策略？

(1)固定安排局部置換：為每個進程安排一組固定數(shù)目

的物理塊，在進程運行期間不再變更；假如在進程運行的過

程中發(fā)生缺頁，則只能從安排給該進程的n個頁面中選出一

頁換出，然后調(diào)入新的一頁。(2)可變安排全局置換：先為

每個進程安排肯定數(shù)目的物理塊，在進程運行期間塊數(shù)目

可以適當(dāng)增加或削減；假如在進程運行的過程中發(fā)生缺頁,

則從OS所保留的空閑物理塊中取出一塊，安排給該進程,

或者在全部進程的全部物理塊中，按算法選出應(yīng)換出的頁

而，將其換出，空出一塊來，調(diào)入新的一頁。

12.在懇求分頁系統(tǒng)中，常采納哪幾種頁面置換算法？

答：

A.最佳置換算法；

B.先進先出算法；

C.最近最久未運用LRU置換算法；

D.Clock置換算法；

E.此外，還有最少運用置換算法和頁面緩沖算法.

13、在一個請求分頁系統(tǒng)中，采用FIFO頁面置換算法時，假如一個作業(yè)的頁面

走向為4、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5,當(dāng)分配給該作業(yè)的物理塊M分

別為3和4時，試計算在訪問過程中所發(fā)生的缺頁次數(shù)和缺頁率，并比較所得結(jié)

果。

4、_3、_2、_1_4、3、5、4、3、2、1.5

444111555555

33344444222

2223333311

4、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5

444444555511

33333344445

2222223333

111111222

M=3,缺頁次數(shù)：9;缺頁率：9/12

M=4,缺頁次數(shù)：10;缺頁率：10/12

15.試說明改進型clock置換算法的基本原理。

答：基本原理：再將一個頁面換出時，假如該頁面已經(jīng)

被修改過，便須將該頁重新寫回到磁盤上；但假如該頁未被

修改過，則不必將它寫回磁盤上。在改進的算法中，處需考

慮頁面的運用狀況外，還需再增加一個因素，即置換代價,

這樣，選擇頁面換出時，既要是未運用過的頁面，又要是未

被修改的頁面。

16.影響頁面換進換出效率的若干因素是什么？

答：⑴頁面輅換算法：影響頁面換進換出效率最重要的

因素，干脆影響進程在運行過程中的缺頁率，影響頁面換進

換出的開銷。

⑵寫回磁盤的頻率：假如是實行每個頁面換出時，就將

它寫回磁盤的策略，這意味著每換出一個頁面，便須要啟動

一次磁盤。但假如在系統(tǒng)中建立了一個已修改換出頁面鏈

表，對每一個要被換出的頁面(已修改)，系統(tǒng)可暫不把它們

寫回磁盤，而是將它們掛在已修改換出頁面鏈表上，僅當(dāng)被

換出頁面數(shù)目達到肯定值時，再將它們一起寫回到磁盤上,

這樣就顯著地削減了磁盤I/O的操作次數(shù)?；蛘哒f，削減已

修改頁面換出的開銷。

⑶讀入內(nèi)存的頻率：在設(shè)貉了已修改換出頁面鏈表后,

在該鏈表上就短暫有一批裝有數(shù)據(jù)的頁面，假如須耍再次

訪問這些頁面時，就不需從外存上調(diào)入，而干脆從已修改換

出頁面鏈表中獲得，這樣也可以削減將頁面從磁盤讀入內(nèi)

存的頻率，削減頁面換進的開銷?；蛘哒f，只需花費很小的

開銷，便可使這些頁面，又回到該進程的駐留集中。

18、在懇求分頁系統(tǒng)中，產(chǎn)生“抖動”的緣由是什么？

答：在懇求分頁式存儲管理中，頁在內(nèi)存與外存之間頻

繁調(diào)度，以至于調(diào)度頁面所需時間比進程實際運行的時間

還多，此時系統(tǒng)性能急劇下降。這種現(xiàn)象稱為顛簸或抖動。

緣由：問題產(chǎn)生的緣由：

(1)安排給進程的物理塊數(shù)太少，不能滿意進程正常運

行的基本要求；

(2)頁面淘汰算法不合理;

19.何謂工作集？它是依據(jù)什么原理確定的？

答：工作集（或駐留集）是指在某段時間間隔內(nèi)，進程

要訪問的頁面集合。常常被運用的頁面須要在工作集中，而

長期不被運用的頁面要從工作集中被丟棄。為了防止系統(tǒng)出

現(xiàn)抖動現(xiàn)象，須要選擇合適的工作集大小。

工作集模型的原理是：讓操作系統(tǒng)跟蹤每個進程的工作

集，并為進程安排大于其工作集的物理塊。假如還有空閑物

理塊，則可以再調(diào)一個進程到內(nèi)存以增加多道程序數(shù)。假如

全部工作集之和增加以至于超過了可用物理塊的總數(shù)，那么

操作系統(tǒng)會暫停一個進程，將其頁面調(diào)出并且將其物理塊安

排給其他進程，防止出現(xiàn)抖動現(xiàn)象。

正確選擇工作集的大小，對存儲器的利用率和系統(tǒng)吞吐

量的提高，都將產(chǎn)生重要影響。

20.當(dāng)前可以利用哪幾種方法來防止“抖動”？

答：1）實行局部置換策略

在頁面安排和置換策略中，假如實行的是可變安排方式,

則為了預(yù)防發(fā)生“抖動”，可實行局部置換策略。依據(jù)這種策

略，當(dāng)某進程發(fā)生缺頁時，只能在安排給自己的內(nèi)存空間內(nèi)

進行置換，不允許從其它進程去獲得新的物理塊。

（2）把工作集算法融入到處理機調(diào)度中

當(dāng)調(diào)度程序發(fā)覺處理機利用率低下時，它將試圖從外存

調(diào)入一個新作業(yè)進入內(nèi)存，來改善處理機的利用率。假如在

調(diào)度中融入了工作集算法，則在調(diào)度程序從外存調(diào)入作業(yè)之

前，必需先檢查每個進程在內(nèi)存的駐留頁面是否足夠多。假

如都已足夠多，此時便可以從外存調(diào)入新的作業(yè)，不會因新

作業(yè)的調(diào)入而導(dǎo)致缺頁率的增加；反之，假如有些進程的內(nèi)

存頁面不足，則應(yīng)首先為那些缺頁率居高的作業(yè)增加新的物

理塊，此時將不再調(diào)入新的作業(yè)。

(3)利用“L=S”準則調(diào)整缺頁率

只有當(dāng)L與S接近時，磁盤和處理機都可達到它們的

最大利用率。理論和實踐都已證明，利用“L二S”準則，對于

調(diào)整缺頁率是非常有效的。

(4)選擇暫停的進程

當(dāng)多道程序度偏高時，已影響到處理機的利用率，為了

防止發(fā)生“抖動”，系統(tǒng)必需削減多道程序的數(shù)目。此時應(yīng)基

于某種原則選擇暫停某些當(dāng)前活動的進程，將它們調(diào)出到磁

盤上，以便把騰出的內(nèi)存空間安排給缺頁率發(fā)生偏高的進程。

第六章

4?與設(shè)備無關(guān)性的基本含義是什么？為什么要設(shè)置該

層？

答：

(1)與設(shè)備無關(guān)系的基本含義：與設(shè)備的無關(guān)性是指應(yīng)

用程序獨立于具體運用的物理設(shè)備。

(2)設(shè)置設(shè)備無關(guān)性的緣由

①用戶不僅可以運用抽象的I/O吩咐，還可運用抽象

的邏輯設(shè)備名來運用設(shè)備。

②可以有效地提高OS的可移植性和易適應(yīng)性，對于OS

本身而言，應(yīng)允許在不須要將整個操作系統(tǒng)進行重新編譯的

狀況下，增添新的設(shè)備驅(qū)動程序，以便利新的I/O設(shè)備的安

裝。

16.有哪幾種I/O限制方式？各適用于何種場合？

答：I/O限制方式：程序I/O方式、中斷驅(qū)動I/O限制

方式、DMAI/O限制方式、I/O通道限制方式。程序I/O方式

適用于早期的計算機系統(tǒng)中，并且是無中斷的計算機系統(tǒng);

中斷驅(qū)動I/O限制方式是普遍用于現(xiàn)代的計算機系統(tǒng)中;DMA

I/O限制方式適月于I/O設(shè)備為塊設(shè)備時在和主機進行數(shù)據(jù)

交換的一種I/O限制方式；當(dāng)I/O設(shè)備和主機進行數(shù)據(jù)交換

是一組數(shù)據(jù)塊時通常采納I/O通道限制方式，但此時要求系

統(tǒng)必需配置相應(yīng)的通道及通道限制器。

23.假脫機系統(tǒng)向用戶供應(yīng)共享打印機的基本思想是什

么？

答：系統(tǒng)不是即時執(zhí)行程序輸出的打印操作，而是將數(shù)

據(jù)輸入到緩沖區(qū)，沒真實打印但給用戶系統(tǒng)已經(jīng)在打印的錯

覺；打印操作是利用CPU的一個時間片，沒有運用專們的外

圍機。

30.磁盤訪問時間由哪幾部分組成？每部分時間應(yīng)如何

計算？

答：磁盤訪問時間由尋道時間Ts、旋轉(zhuǎn)延遲時間Tr、傳

輸時間Tt三部分組成。（l）Ts是啟動磁臂時間s與磁頭移

動n條磁道的時間和，即Ts二mXn+s。（2）Tr是指定

扇區(qū)移動到磁頭下面所經(jīng)驗的時間。硬盤15000r/min時Tr

為2ms;軟盤300或600r7min時Tr為50~100nis。（3）Tt是

指數(shù)據(jù)從磁盤讀出或向磁盤寫入經(jīng)驗的時間。Tt的大小與

每次讀/寫的字節(jié)數(shù)b和旋轉(zhuǎn)速度有關(guān)：Tt二b/rNo

31.目前常用的磁盤調(diào)度算法有哪幾種？每種算法優(yōu)先

考慮的問題是什么？

答：目前常用的磁盤調(diào)度算法有先來先服務(wù)、最短尋道

時間優(yōu)先及掃描等算法。（1）先來先服務(wù)算法優(yōu)先考慮進程

懇求訪問磁盤的先后次序；（2）最短尋道時間優(yōu)先算法優(yōu)先

考慮要求訪問的磁道與當(dāng)前磁頭所在磁道距離是否最近；（3）

掃描算法考慮欲訪問的磁道與當(dāng)前磁道間的距離，更優(yōu)先考

慮磁頭當(dāng)前的移動方向。

第七章

6.何謂文件的邏輯結(jié)構(gòu)？何謂文件的物理結(jié)構(gòu)？

答:文件的邏輯結(jié)構(gòu)是指從用戶的觀點動身所視察到的

文件組織形式，也就是用戶可以干脆處理的數(shù)據(jù)及其結(jié)構(gòu),

它獨立于物理特性。

而文件的物理結(jié)構(gòu)則是指文佳在外存上的存儲組織形

式，與存儲介質(zhì)的存儲性能有關(guān)。

7.按文件的組織方式可將文件分為哪幾種類型？

答：按文件的組織方式可以將文件分為兩大類：有結(jié)構(gòu)

的記錄式文件和無結(jié)構(gòu)的流式文件。

按文件的組織方式，可以將有結(jié)構(gòu)的文件分為三類：

依次文件：指由一系列記錄按某種依次排類所形成的文

件，其中記錄可以是定長記錄或變長記錄。

索引文件：是指變長記錄建立一張索引表，為每個記錄

設(shè)置一個表項，以加快對記錄檢索的速度。

索引依次文件：是依次文件和索引文件相結(jié)合的產(chǎn)物。

它為文件建立一張索引表，為每一組記錄中的第一個記錄設(shè)

置一個表項，以縮短索引表的長度，而記錄檢索的速度也不

慢。

11.試說明索引依次文件的幾個主要特征

答：一是引入了文件索引表，通過該表可以實現(xiàn)對索引

依次文件的隨機訪問；另一個是增加了溢出文件，用它來記

錄新增加的、刪除的和修改的記錄。

12.試說明對索引文件和索引依次文件的索引方法。

答：

（1）在對索引文件進行檢索時，首先是依據(jù)用戶（程序）

供應(yīng)的關(guān)鍵字，并利用折半查找法去檢索索引表，從中找到

相應(yīng)的事項；再利用該表項中給出的指向記錄的指針值，去

訪問所需的記錄G

（2）在對索引依次文件進行檢索時、首先也是利用用戶

（程序）所供應(yīng)的關(guān)鍵字以及某種查找算法去檢索索引表,

找到該記錄所在記錄組中第一個記錄的表項，從中得到該

記錄組第一個記錄在主文件中的位置；然后，再利用依次查

找法去查找主文件，從中找到所要求的記錄。

第八章

1.目前常用的外存有哪幾種組織方式？

答：

(1)連續(xù)組織方式

(2)鏈接組織方式

(3)索引組織方式

2.由連續(xù)組織方式所形成的依次文件的主要優(yōu)缺點是

什么？它主要應(yīng)用與何種場合？

答：

4.在文件安排表中為什么要引入“簇”的概念？以“簇”

為基本的安排單位有什么好處？

答：(1)引入“簇”的緣由為了適應(yīng)磁盤容量不斷增大

的須要，在進行盤塊安排時，不再以盤塊而是以簇(Cluster)

為基本單位。一個簇應(yīng)包含扇區(qū)的數(shù)量與磁盤容量的大小

干脆有關(guān)。

(2)以簇作為基本安排單位的好處能適應(yīng)磁盤容量不

斷增大的狀況，還可以削減FAT表中的項數(shù)(在相同的磁

盤容量下，F(xiàn)AT表的項數(shù)是與簇的大小成反比)，使FAT表

占用更少的存儲空間，并削減訪問FAT表的存取開銷。

7.在MS-DOS中有兩個文件A和B,A占用11、12、16和

14四個盤塊：B占用13、18和20三個盤塊。試畫出在文件

A和B中各盤塊間的鏈接狀況及FAT的狀況。

答：

11.在UNIX中，假如一個盤塊的大小為1KB,每個盤

塊號占4個字節(jié)，即每塊可放256個地址。請轉(zhuǎn)換下列文件

的字節(jié)偏移量為物理地址。

⑴9999；⑵18000；⑶420000

答：首先將邏輯文件的字節(jié)偏移量轉(zhuǎn)換為邏輯塊號和塊

內(nèi)偏移量，就是將［字節(jié)偏移量］/［盤塊大小］,商為邏輯

塊號，余數(shù)是塊內(nèi)偏移量。在FCB中，第0-9個地址為干

脆地址，第10個為一次間接地址，第11個地址為二次間

接地址，第12個地址為三次間接地址。再將文件的邏輯塊

號轉(zhuǎn)換為物理塊號。運用多重索引結(jié)構(gòu)，在索引節(jié)點中依據(jù)

邏輯塊號通過干脆索引或間接索引找到對應(yīng)的物理塊號。

(1)9999/1024=9余783,則邏輯塊號為9,干脆索引

第9個地址得到物埋塊號，塊內(nèi)偏移地址為783o

(2)18000/1024=17余592,則邏輯塊號為

10<17<10+256，通過一次間接索引在第10個地址可得到物

理塊號，塊內(nèi)偏移地址為592O

(3)420000/1024=410余160,則邏輯塊號為

10+256<410，通過二次間接索引在第11個地址可得到一次

間址，再由此得到二次間址，再找到物理塊號，其塊內(nèi)偏移

地址160o

15某操作系統(tǒng)磁盤文件空間共500塊，若用字長為32

位的位示圖管理磁盤空間，試問：

(1)位示圖須要多少字？

(2)第i字第j位對應(yīng)的塊號是多少？

(3)給出申請/歸還一塊的工作流程。

答：(1)位示圖須要的字數(shù)計算：INT(500/32)=16

個字。

(2)塊號b=(i-l)*32+j

(3)申請的過程：依次掃描位示圖、找到空閑塊并安排、

修改位示圖map[i,j]=lo歸還的過程：找到回收盤塊在位

示圖中的行和列,修改位示圖map[i,j]=0o

17.可從哪兒方面來提高對文件的訪問速度？

答：

（1）改進文件的書目結(jié)構(gòu)以及檢索書目的方法來削

減對書目的查找時間；

（2）選擇好的文件存儲結(jié)構(gòu)

（3）提高磁盤的I/O速度，能將文件中的數(shù)據(jù)快速地

傳送到內(nèi)存，或相反。

18.何謂磁盤高速緩存？在設(shè)計磁盤高速緩存的時所

須要考慮那些問題？

答：（1）磁盤高速緩存的定義磁盤高速緩存是拴在內(nèi)存

中為磁盤盤塊設(shè)置的一個緩沖區(qū)，在緩沖區(qū)中保存了某些盤

塊的副本。當(dāng)出現(xiàn)一個訪問磁盤的懇求時，由核心先去查看

磁盤高速緩沖器，看所懇求的盤塊內(nèi)容是否已在磁盤高速緩

存中，假如在，便可從磁盤高速緩存中去獲妻，返樣就省去

了啟動磁盤操作，而可使本次訪問速度提高幾個數(shù)量級；假

如不在，才須要啟動磁盤將所須要的盤塊內(nèi)容讀入，再把所

需盤塊內(nèi)容送給磁盤高速緩存，以便以后又須要訪問磁盤塊

的數(shù)據(jù)時，便可干脆從高速緩存中提取。（2）在設(shè)計磁盤

高速緩存時須要考慮的問題如何將磁盤高速緩存中的數(shù)據(jù)

傳送給懇求過程；采納什么樣的置換策略；已修改的盤塊

數(shù)據(jù)在何時被寫回磁盤。

21.試說明廉價磁盤冗余陣列RAID的主要優(yōu)點。

答：(1)牢靠性高除了RAID0級外，其余各級都采納了

容錯技術(shù)。當(dāng)陣列中某一磁盤損壞時，并不會造成數(shù)據(jù)的丟

失。此時可依據(jù)其它未損壞磁盤中的信息來復(fù)原已損壞的盤

中的信息。其牢靠性比單臺磁盤機高出一個數(shù)量級。

(2)磁盤I/O速度高，由二實行了并行交叉存取方式，

可使磁盤I/O速度提高NT倍

(3)性能，價格比高RAID的體積不具有相同容量和速

度的大型磁盤系統(tǒng)相比，只是后者的1/3,價格也只是后者

的1/3,且牢靠性高。換言之，它僅以犧牲1/N的容量為代價，

換取了高牢靠性。

22.在第一級系統(tǒng)容錯技術(shù)中，包括那些容錯措施？什

么