操作系统简答题

简答题---练习题

1．文件的物理结构有哪几种为什么说串联文件结构不适合于随机存取

2．在单处理机的请求分页系统中，在CPU上执行的进程A发生缺页中断时进入什么状态系统处理完缺页中断后到就绪队列中再次调度用户进程时，结果调度到的仍然是A 进程，有可能出现这种情况吗为什么

3．目录文件可以分为哪些种类说明它们各自的特点(包括优缺点)。

4．解释ＰＶ操作的含义及其信号量的物理意义。

5．在单处理机的分时系统中，在CPU上执行的进程A用完时间片后，系统进行切换，结果调度到的仍然是A进程。有可能出现上述情况吗为什么

6．常用的文件存储空间的管理方法有哪几种试述它们各自的优缺点。

7．分析死锁与阻塞的根本区别

8．进程的生存周期包括哪三个基本状态作业调度与进程调度的主要区别是什么

9．分析在生产者和消费者问题中，是否可以交换两个P和V操作的顺序，并说明原因。10．判断下列同步问题是否有错若有错则指出错误的原因,并改正（14分）：

(1)设p1和P2两进程共用一缓冲区Buf,P1向Buf写信息,P2从Buf中读出信息,

算法描述如图1所示。

(2)设A1和A2为两并发进程,它们共享一临界资源,执行算法见图2.

P1进程 P2进程 A1进程 A2进程

向Buf写信息 V(S)

V(S1) V(S2)

S的初值为0 S1,S2的初值为1

图 1 图 2

11.什么是操作系统的主要功能

12.批处理、分时和实时系统的特征

13.多道程序(multipropramming)和多重处理(multirocessing)有何区别

14.讨论操作系统可以从哪些角度出发，如何把它们统一起来

15.设计计算机操作系统与哪些硬件器件有关

16.终端处理程序应具有那些功能

17.系统调用与一般的过程调用有什么差别

18.命令解释程序的主要作用是什么

19.系统调用的执行过程分可分为哪几步

系统有什么特点

21.什么是进程间的互斥什么是进程间同步

22. 并发进进程所受的制约关系有哪两种引起制约的原因是什么

23.在生产者-消费者问题中，我们设置三个信号灯，一个用于互斥的信号灯mutex,起初值为1；另外两个信号灯是：full(初值为0，用以指示缓冲区内是否有物品)和empty （初值为n,表示可利用的缓冲区数目）。试写出此时的生产者-消费者问题的描述。24.作业调度的性能评价标准有哪些这些性能评价标准在任何情况下都能反映调度策略的优劣吗

25.请说明在生产者－消费者问题的描述中，P操作颠倒会产生死锁吗为什么

个进程共享m个同类资源，每一个资源在任意时刻只能供一个进程使用，每一进程对任意资源都只能使用一有限时间，使用完便立即释放。并且，每个进程对该类资源的最大需求量小于该类资源的数目。设所有进程对资源的最大需要数目之和小于p+m。试证：在该系统中不会发生死锁。

系统采用什么样的进程调度算法它的进程切换调度算法swtch的主要任务是什么

28.存储管理的主要功能是什么

29.段式管理可以实现虚存吗如果可以，简述实现方法。

30.段页式管理的主要缺点是什么有什么改进办法

31.段式管理与页式管理有何区别

32.什么是动态重定位如何实现

33.试述分区管理中的最先适应算法、最佳适应算法以及最坏适应算法的原理，并比较

其优缺点。

34.设备管理的目标和功能是什么

35.简述DMA方式的数据输入处理过程。

36.什么是陷阱什么是软中断试述中断、陷阱和软中断之间的异同。

37.设备分配的原则是什么

38.什么叫I/O控制它可用哪几种方式实现各有什么优缺点

39.常用的文件存储设备的管理方法有哪些试述主要优缺点。

40.什么是文件目录文件目录中包含那些信息

41.设索引表长度为13，其中0--9项未直接寻址方式，后3项为间接寻址方式，试描述出给定文件长度n(块数)后的索引方式寻址算法。

42.为什么要系统打开文件表用户进程是怎样与文件系统联系的创建一个文件是创建系统打开文件表吗

文件系统为什么有磁盘i节点和内存i节点为什么内存i节点的内容和磁盘i节点的内容不一样

44.请说出客户/服务器模式优缺点。

45.分布式计算机系统的目的是什么

46.说说你对分布式操作系统概念的理解。

47.分布式操作系统的特点是什么

48.为什么在分布式系统中,并发问题更为突出

49.简述DOS操作系统的层次结构。

50.什么是抽象数据类型的思想

51.什么叫做系统初启一般情况下，操作系统的初启过程有以哪几个步骤

【答案】

1．文件的物理结构可以分为连续文件、串联文件和索引文件等三种。由于串联文件只能按队列中的指针顺序搜索，所以它的搜索效率低，只适用于存放逻辑上连续的文件，所以只适用于顺序存取文件。否则，若用于隋机存取，为了读取某个信息块则有可能造成磁头大幅度地来回移动，从而花费太多的查找时间。所以说，串联文件结构不适于随机存取。

2．在CPU上执行的进程A发生缺页中断时进入等待状态。有可能再次调度到的仍然是A 进程。当系统中只有一个处于执行状态的作业，且A进程进入等待状态时，若就绪队列中是空的，则当缺页中断过程完成，A进程被唤醒而进入就绪队列时，再次调度到的仍然是A进程。

3．文件目录可以分为一级文件目录、二级文件目录和多级文件目录。其中：一级文件目录：是含有若干个表目的线性表，每个文件占其中一个表目，其优点是简单，查找快；缺点是文件目录中不允许有重名，所以只适用于单用户的OS。二级文件目录：分为主文件目录和用户文件目录，整个系统只有一个主目录，每个用户目录均在其中占有一个登记项，该项中含有用户目录名和位置、大小说明；其优点是能较好的解决重名问题；缺点是比一级文件目录复杂。

多级文件目录：是在二级文件目录基础上的扩充，它更好的解决了重名问题，

它适合于任何OS，其缺点是比二级文件目录更复杂。

4．信号量又称信号灯，其值只能由P、V操作加于改变。当信号量S>0时，表示该类可用资源的个数，作一次P（S）操作，S-1→S，表示进程申请分配一个

该类资源，于是可用资源数减少一个；当S<=0时，表示无可用资源，这时作

一次P（S）操作，S-1→S<0，表示申请分配一个该类资源的进程因得不到可

用资源而被阻塞，进入等待该类资源的等待队列，这时|S|表示等待该类资源

的等待队列中进程的个数。作一次V（S）操作，表示其进程释放一个它所占

有的资源，所以作S+1→S，这时若等待该类资源的等待队列中有进程，则立

即分配给它（并立即被唤醒进入就绪队列），于是等待该类资源的等待队列中

的进程数减少一个。

5．有可能。一种情况是当进程A用完时间片后退出CPU，被切换到就绪状态时，就绪队列为空，这样进程A就是就绪队列中的唯一进程，所以调度到的仍然是A进程。另一种情况是如果系统采用的是优先级调度算法，当进程A用完时间片后退出CPU被切换到就绪状态时，若进程A的优先级高于就绪队列中的所有其他进程，所以调度到的仍然是A进程。

6．文件存储空间的管理实质上是空闲块的组织和管理问题。常用的文件存储设备的管理方法有三种：空闲文件目录、空闲块链和位示图。空闲文件目录的管理方法就是把文件存储设备上的空闲块的块号统一放在一个称为空闲文件目录的物理块中，其中空闲文件目录的每一个表项对应一个由多个空闲块组成的空闲区。该方法的优点是实现简单，适用于连续文件结构的文件存储区的分配和回收；缺点是由于回收时不进行合并，所以使用该方法容易产生大量的小块空闲区。空闲块链管理方法是把文件存储设备上的空闲块链接在一起，从链头分配空闲块，把回收的空闲块插入到链尾。该方法的优点是不占用额外的空间，其缺点是实现比较复杂。

7．死锁是两个或两个以上的进程永无休止的相互等待对方所占有的系统资源，每个进程都因为得不到对方对方所占有的系统资源，从而自己又不能释放对方所需要的资源。阻塞是因申请某个系统资源而暂时得不到时的一种等待状态，一旦某个进程释放了它所需要的资源，则立即分配给该等待的进程，该进程立即被唤醒进入就绪队列。它是发生在单个进程中的一种暂时现象。

8．作业的生存周期可以分为：提交、后备、执行和完成等四个基本状态。进程的生存周期可以分为：就绪、运行和等待等三个基本状态。作业调度是宏观调度，其主要任务是从辅存中选择一个处于后备状态的作业调入内存并创建进程，使之处于执行

状态；而进程调度则是从就绪队列中选择一个进程调入CPU去执行，即真正获得了CPU的使用权，所以它是微观调度。

9．可以交换V操作的顺序，但不能交换P操作的顺序，如果交换P操作的顺序有可能发生死锁。例如在生产者过程中，若交换了P操作的顺序，则当有界缓冲区已放满产品，无空位置时，因为先对公用信号量作P操作后，进程已经进入了临界区，但又没有可生产的缓冲区，生产者进程处于等待消费者进程释放缓冲区；而消费者进程又因为生产者进程已经占用了公用信号量而无法进入临界区，又处于等待生产者进程释放临界区的状态。于是生产者进程和消费者进程处于相互等待状态，谁也无法改变这种状态，所以系统出现了死锁。

10．(1)设p1和P2两进程共用一缓冲区Buf,P1向Buf写信息,P2从Buf中读出信息,算法描述如图1所示。

(2)设A1和A2为两并发进程,它们共享一临界资源,执行算法见图2.

P1进程 P2进程 A1进程 A2进程

向Buf写信息 V(S)

V(S1) V(S2)

S的初值为0 S1,S2的初值为1

图 1 图 2

图1有错,因为(1)是同步问题,所以它应给A和B两个进程分别设置两个私有信号灯:SA表示缓冲区是否空闲,若空闲则向缓冲区中写信息,否则不写;SB表示缓冲区中有无可取信息,若有可取的信息则读,否则不读。所以SA的初始值为1(表

示缓冲区空);SB的初始值为0(表示开始无信息读)。修改如图（3）。图2有错,因为(2)是互斥问题,所以只需设置一个信号灯(公用):S的初值为1,修改如图（4）。

A进程 B进程 A进程 B进程

P(SA) P（SB） P（S） P(S)

向Q写信息从Q中读出信息CSA CSB

V(SB) V（SA）V(S) V(S)

SA的初值为1，SB的初值为0 S的初值为1

图 3 图 4

11 操作系统的职能是有效的管理好计算机系统所拥有的硬件资源和软件资源，合理的

组织计算机系统的工作流程，为用户使用计算机系统提供一个良好的工作环境和友好的接口。计算机系统的资源包括硬件资源和软件资源，通常可将其划分为四大类：中央处理机(CPU)、存储器、输入/输出设备和文件系统。对这四大资源的管理是计算机操作系统的主要功能之一。

12 批处理系统的主要特征是：用户脱机使用、成批处理、多道程序运行。

分时系统的主要特征是：交互性、多用户同时性、独立性。

实时系统的主要特征是：对实时信息分析处理速度要比进入系统快、要求安全可靠、资源利用率低。

13多道程序是作业之间自动调度执行、共享系统资源，并不是真正的同时执行多个作业；而多重处理系统配置多个CPU，能真正同时执行多道程序。要有效使用多重处理，

必须采用多道程序设计技术，而多道程序设计原则上不一定要求多重处理系统的支持。

14讨论操作系统可以从以下角度出发:1)操作系统是计算机资源的管理者;2)操作系统为用户提供使用计算机的界面;3)用进程管理观点研究操作系统,即围绕进程运行过程来讨论操作系统。

上述这些观点彼此并不矛盾，只不过代表了同一事物（操作系统）站在不同的角度来看待。每一种观点都有助于理解、分析和设计操作系统。

15 计算机操作系统的重要功能之一是对硬件资源的管理。因此设计计算机操作系统时

应考虑下述计算机硬件资源：

1)CPU与指令的长度及执行方式；

2)内存、缓存和高速缓存等存储装置；

3)各类寄存器，包括各种通用寄存器、控制寄存器和状态寄存器等；

4)中断机构；

5)外部设备与I/O控制装置；

6)内部总线与外部总线；

7)对硬件进行操作的指令集。

16 解：终端处理程序，主要用于实现人机交互，为此它应具有以下功能：

(1)接收从终端键入的字符，并将它传送给用户程序；

(2)暂存从终端键入的字符；

(3)回送显示(回显)，即每当用户从键盘打入一个字符后，终端处理程序便将该

字符送屏幕显示；

(4)屏幕编辑；

(5)对若干特殊字符进行及时处理中断字符。

17 解：主要有以下差别：

1)运行在不同的系统状态一般的过程调用，其调用和被调用的过程或者都使用子

程序，或者都是系统程序，故都运行在同一系统状态下：系统态或用户态。系统调用的调用过程是用户程序，它运行在用户态；其被调用过程是系统过程，运行在系统态下。

2)通过软中断进入一般的过程调用可直接由调用过程转向被调用过程；而执行系

统调用时，由于调用和被调用过程是处于不同的系统状态，因而不允许由调用过程直接转向被调用过程，而通常都是通过软中断机制，先进入OS核心，经核心分析后，才能转向相应的命令处理程序。

3)返回问题对于一般的过程调用，在被调用过程执行完成后，将返回到调用过程

继续执行。然而，在采用了抢占式剥夺调度方式的系统中，在被调用过程执行完后，要对系统中所有要求运行的进程进行优先权的分析。当调用进程仍具有最高优先权时，才返回到调用进程继续执行；否则，将引起重新调度，以便让优先权最高的进程优先执行。此时，将把调用进程放入就绪队列。

18 解：命令解释程序的主要作用是，在屏幕上产生提示符，请用户输入命令，然后读

入命令、识别命令、转到相应的命令处理程序入口地址，再把控制权交给该处理程序去执行，并将处理结果送屏幕上显示，或显示某些出错信息。

19 系统调用的执行过程分成以下几步：(1)设置系统调用号和参数；(2)系统调用命令

的一般性处理；(3)系统调用命令处理程序做具体处理。

20 UNIX的主要特点是：

(1)精巧的核心与丰富的实用层UNIX系统在结构上分成内核层和实用层。核心层

小巧，而实用层丰富。核心层包括进程管理、存储管理、文件系统几个部分。

UNIX核心层设计得非常精干简洁，其主要算法经过反复推敲，对其中包含的数据结构和程序进行了精心设计。因此，其核心层只需占用很小的存贮空间，并

能常驻内存，以保证系统以较高的效率工作。

(2)使用灵活的命令程序设计语言SHELL

(3)UNIX系统采用树型目录结构来组织各种文件及文件的目录。这样的组织方式有

利于辅存空间分配及快速查找文件，也可以为不同用户的文件提供文件共享和

存取控制的能力，且保证用户之间安全有效的合作。

(4)UNIX将外部设备与文件一样看待，外部设备如同磁盘上的普通文件一样被访问、

共享和保护。用户不必区分文件与设备，也不需要知道设备的物理特性就能访

问它。这样在用户面前，文件的概念简单了，使用也方便了。

(5)UNIX系统的所有实用程序和核心的90%代码是用C语言写成的，这使得UNIX成

为一个可移植的操作系统，从而又带来了应用程序的可移植性。

21 进程见得互斥是指：一组并发进程中的一个或多个程序端，因共享某一公有资源而

导致它们必须以一个不许交叉执行的单位执行，即不允许两个以上的共享该资源的并发进程同时进入临界区。

进程间的同步是指：异步环境下的一组并发进程因直接制约相互发送消息而进行互相合作、互相等待，是各进程按一定的速度执行的过程。

22 并发进程所受的制约有两种：直接制约和间接制约。直接制约是由并发进程互相共

享对方的私有资源所引起的。间接制约是由竞争公有资源而引起的。

23 main( )

{

int full=0;

int empty=n;

int mutex=1;

cobegin

producer( );

consumer( );

coend

｝

producer( )

｛

while(生产未完成)

｛：

生产一个产品;

P(empty);

P(mutex);

送一个产品到有界缓冲区; V(mutex);

V(full);

｝

}

consumer( )

｛

while(还要继续消费)

｛

P(full);

P(mutex);

从有界缓冲区中取产品;

V(mutex);

V(empty);

：

消费一个产品;

}

｝

24 对于批处理系统，由于主要用于计算，因而对于作业的周转时间要求较高。从而作

业的平均周转时间或平均带权周转时间被用来衡量调度程序的优劣。但对于分时系统来说，平均响应时间又被用来衡量调度策略的优劣。

对于分时系统，除了要保证系统吞吐量大、资源利用率高之外，还应保证用户能够容忍的响应时间。因此，在分时系统中，仅仅用周转时间或带权周转时间来衡量调度性能是不够的。

对于实时系统来说，衡量调度算法优劣的主要标志则是满足用户要求的时限时间。

25 如果将生产者执行的两个P操作顺序颠倒，会产生死锁。因为，在这种情况下，当

缓冲区都为满时，生产者仍可顺利执行P(mutex)操作，于是它获得了对缓冲区的存取控制权。然后，当它执行P(mutex)操作时，由于没有空缓冲区它被挂起。能够将这个生产者进程释放的唯一途径是消费者从缓冲区取出了一个产品，并执行V(mutex)操作。但在此时，由于缓冲区已被挂起的生产者所占有，所以没有一个消费者能够取得对缓冲区的存取控制权。因此，出现了生产者和消费者的互相死等的局面。

26 证明：

设每个进程最多要申请n个资源。

则：当每个进程现已都分配了n-1个资源

因为题设给出 pn

所以可得出 p(n-1)

由此可得出当每个进程现已都分配了n-1个资源后，还有至少一个资源可供分配，所以在该系统中不会发生死锁。

证毕

27 UNIX系统采用优先数算法即多级反馈轮转法。

swtch的主要任务是：

1)把调用swtch的当前进程的现场信息保留在其系统栈中。

2)依调度原则在就绪队列中选择一个进程

3)恢复选中进程的运行现场

28 存储管理的主要功能包括以下几点:

(1)在硬件的支持下完成统一管理内存和外存之间数据和程序段自动交换的虚拟存储器功能。

(2)将多个虚存的一维线性空间或多维线性空间变换到内存的唯一的一维物理线性地址空间。

(3)控制内外存之间的数据传输。

(4)实现内存的分配和回收。

(5)实现内存信息的共享与保护。

29 段式管理可以实现虚存。

段式管理把程序按照内容或过程(函数)关系分成段，每段拥有自己的名字。一个用户作业或进程包含的段对应与一个二维线性虚拟空间(段号s与段内相对地址w)，也就是一个二维虚拟存储器。段式管理以段为单位分配内存，然后通过地址映射机构把段式虚拟地址转换成实际的内存物理地址。指把那些经常访问的段驻留在内存，而把那些在将来一段时间内不被访问的段放入外存，待需要时产生缺段中断，自动调入。

30 段页式管理的主要缺点是对内存中指令数据进行存取时，至少需要对内存进行三次

以上的访问。第一次是由段表地址寄存器取段表始址后访问段表，由此取出对应段的页表在内存中的地址。第二次则是访问页表得到所要访问的指令或数据的物理地址。只有在访问了段表之后，第三次才能访问真正需要访问的物理单元。显然，这将大大降低CPU执行指令的速度。

改进办法是设置快速联想寄存器。在快速联想寄存器中，存放当前最常用的段号s，

页号p和对应的内存页面地址与其它控制项。当需要访问内存空间某一单元时，可在通过段表、页表进行内存地址查找的同时，根据快速联想寄存器查找其段号和页号。如果所要访问的段或页的地址在快速寄存器中，则系统不再访问内存中的段表、页表而直接把快速联想寄存器中的值与页内相对地址d拼接起来得到内存地址。

31 段式管理与页式管理的主要区别有：

(1)页式管理中源程序进行编译链接时是将主程序、子程序、数据区等按照线性空

间的一维地址顺序排列起来。段式管理则是将程序按照内容或过程(函数)关系

分成段，每段拥有自己的名字。一个用户作业或进程所包含的段对应于一个二

维线性虚拟空间，也就是一个二维虚拟存储器。

(2)同动态页式管理一样，段式管理也提供了内外存统一管理的虚拟实现。与页式

管理不同的是：段是虚存每次交换的是一段有意义的信息，而不是向页式虚拟

管理那样只交换固定大小的页，从而需要多次的缺页中断才能把所需信息完整

的调入内存。

(3)在段式管理中，段长可根据需要动态增长。这对那些需要不断增加或改变新数

据或子程序的段来说，将是非常有好处的。

(4)段式管理便于对具有完整逻辑功能的信息段进行共享。

(5)段式管理便于进行动态链接，而页式管理进行动态链接的过程非常复杂。

32 动态重定位是指在程序执行期间，随着每条指令和数据的访问，自动的、连续的进行映射。

具体实现过程为：当某个进程取得CPU控制权时，OS应负责把该作业程序在主

存中的起始地址送入重定位寄存器中之后，每次访问存储器时，重定位寄存区

的内容将被自动家道逻辑地址中区，经这样变换后，执行结果是正确的。

33 最先适应算法是将输入的作业放置到主存里第一个足够装入它的可利用的空白区

中。最先适应算法是将输入的作业放置到主存里第一个足够装入它的可利用的

空白区中。

最佳适应算法是将输入的作业放入主存中它所需大小最接近的空白区中，这样剩下的未用空间最小。最佳适应算法的优点是： (1)如果存储空间中具有正好是所要求大小的空白区，则它必然被使用。 (2)如果不存在这样的空白区，也只是对比要求稍大的空白区进行划分，而绝对不会去划分一个更大的空白区。

此后，遇到有更大的存储要求是，就比较容易得到满足。最佳适应算法的一个主要缺点是空白区一般不可能正好和要求的大小相等，因而要将其分割成两部分，这往往使剩下的空白区非常小，以至小到几乎无法使用。

最坏适应算法就是把一个作业程序放入主存中最不适合它的空白区，即最大的空白区内。其主要优点是在大空白区中放入程序后，剩下的空白区常常以很大，于是也能装下一个较大的新程序。

34.解：设备管理的目标是：选择和分配输入/输出设备以便进行数据传输操作；控制输

入/输出设备和CPU或（内存）之间交换数据；为用户提供一个友好的透明的接口；

提高设备和设备之间、CPU和设备之间，以及进程和进程之间的并行操作]读，以使操作系统获得最佳效率。

设备管理程序一般要提供下述功能：提供和进程管理系统的接口；进行设备分配；

实现设备和设备之间、设备和CPU之间的并行操作；进行缓冲区管理。

35.解：DMA方式的数据输入处理过程如下：

(1) 当进程要求设备输入数据时，CPU把准备存放输入数据的内存始址以及要传送

的字节数分别送入DMA控制器中的内存地址寄存器和传送字节计数器；另外，

还把控制状态寄存器中的中断允许位和启动位置1；从而启动设备看市进行数

据输入。

(2) 发出数据要求的进程进入等待状态，进程调度程序调度其它进程占据CPU。

(3) 输入设备不断地挪用CPU工作周期，将数据缓冲寄存器中的数据源源不断地写

入内存，直到所要求的字节全部传送完毕。

(4) DMA控制器在传送字节数完成时通过中断请求线发出中断信号，CPU在接收到

中断信号后转中断处理程序进行善后处理。

(5) 中断处理结束时，CPU返回被中断进程处执行或被调度到新的进程上下文环境中执行。

36.解：陷阱支出立即和内存内部产生的中断，它包括程序运算引起的各种错误，如地

址非法、校验错、页面失效。存取访问控制错、从用户态到核心态的切换等都是陷阱的例子。

软中断是通信进程之间用来模拟硬中断的一种信号通信方式。

除了在优先级的设置方面有区别之外，中断和陷入还有如下主要区别：(1) 陷入通常由处理机正在执行的现行指令引起，而中断则是由与现行指令无关的中断源引起的。(2) 陷入处理程序提供的服务为当前进程所用，而中断处理程序提供的服务则不是为当前进程的。(3) CPU在执行完一条指令之后，下一条指令开始之前响应中断，而在一条指令执行中也可以响应陷入。例如执行指令非法时，尽管被执行的非法指令不能执行结束，但CPU仍可对其进行处理。

37.解：设备分配的原则是根据设备特性、用户要求和系统配置情况决定的。设备分配

的总原则是既要充分发挥设备的使用效率，尽可能的让设备忙，但又要避免由于不合理的分配方法造成进程死琐；另外还要做到把用户程序和具体物理设备隔离开来，即用户程序面队的是逻辑设备，而分配程序将在系统把逻辑设备转换成物理设备之后，再根据要求的物理设备号进行分配。

38.解：I/O控制是从用户进程的输入/输出请求开始，给用户进程分配设备和启动有关

设备进行I/O操作，以及在I/O操作完成之后响应中断，进行善后处理为止的整个系统控制过程

I/O控制过程在系统中可以按三种方式实现：作为请求I/O操作的进程的一部分实现；作为当前进程的一部分实现；I/O控制由专门的系统进程——I/O进程完

成。

第一种方式请求对应I/O操作的进程能很快占据处理机，但要求系统和I/O操作的进程应具有良好的实时性。第二种方式不要求系统具有很高的实时性，但I/O 控制过程要当前进程负责。第三种方式增加了一个额外的进程开销，但用户不用关心I/O控制过程。

39.解：文件存储设备的管理实质上是一个空闲块的组织和管理问题。有三种不同的空

闲块管理方法。即空闲文件目录，空闲块链和位示图。

空闲文件目录管理方法就是把文件存储设备中的空闲块的块号统一放在一个称为空闲文件目录的物理块中，其中空闲文件目录的每一个表项对应于一个由多个空闲块构成的空闲区。该方法实现简单，适于连续文件结构的文件存储区的分配与回收。但是由于回收时不进行合并，所以使用该方法容易产生大量的小空闲区。

空闲块链法把文件存储设备上的所有空闲块链接在一起，从链头分配空闲块，把回收空闲块插入到链尾。该方法不占用额外的空间，但实现复杂。

位示图法是从内存中划出若干字节，每个比特位对应于一个物理块的使用情况。

如果该位为0则表示对应的是空闲块，为1则表示对应物理块已分配出去。位示图在查找空闲块时无须启动，但要占用空间。

40.解：一个文件的文件名和对该文件实施控制管理的说明信息称为该文件的说明信息，

又称为该文件的目录。

文件目录中包含文件名、与文件名相对应的文件内部标识以及文件信息在文件存储设备上第一个物理块的地址等信息。另外还可能包含关于文件逻辑结构、物理结构、存取控制和管理等信息。

41.解：设每一个物理块的大小为k字节，每个物理块可以放m个物理块。输入为文件

内的偏移地址o_addr，输出为物理地址p_addr，-1表示寻址失败。描述算法如下：addr find(o_addr)

{

if((o_addr<0)||(o_addr>n*k-1)) return(-1)

else if (o_addr<10*k) 直接寻址，获得p_addr

else 间接寻址，获得p_addr

return(p_addr)

}

42.解：用户打开表记录一个进程可以用来同时打开的文件数，UNIX System V最多可达

到20。用户打开表的描述符返回给用户进程后称为文件描述符。与此相对应，用户对文件进行操作时，在系统内部需要有相应数据结构来记录和控制打开文件的用户进程，以及记录和控制那些共享统一文件的用户进程。这个数据结构就是系统打开表。用户进程通过系统调用来完成与文件系统联系。创建文件时，需要在系统打开表的相应表项中生成相应数据，但不需要创建系统打开文件。

系统中，磁盘i节点以静态形式存放文件说明信息。引入内存i节点是为了减少设备的启动次数以及提高操作速度，把磁盘i节点复制到内存特定区域。又于进程需用i 节点中的逻辑结构和物理结构信息完成对文件信息的保护和共享，故i节点中多了当前文件状态信息。

44.解：

优点:

a.数据分布存储，摆脱了把一切数据都存储在主机中而产生的不可靠和瓶颈现象

b.数据的分布处理，提高了对用户命令的响应速度，减少了客户和服务器之间的信息流量

c.由于客户机有一定的处理能力，因而能作出适用于客户的友好用户界面易于改编应用软件

缺点:

a.可靠性问题,一旦服务器发生故障,将导致整个网络瘫痪

b.瓶颈问题，服务器在重负荷下工作时，会延长对客户的服务时间

45.解：

分布式计算机系统的目的是：

a.改善性能：通过并行处理提高系统的吞吐量，缩短响应时间, 增强系统的性能。

b.提高扩展性：适应性能要求的修改和功能要求的修改。

c.增强可靠性：冗余的硬件和冗余的软件增加了可靠性。

d.资源共享：包括硬件资源和软件资源的共享。

46.解：分布式操作系统作为一组强功能程序运行于相互独立的各个站点机中，通过互

连网络和通信机相互合作，管理系统的各种资源，同时为用户提供一个方便地透明地使用整个分布式系统的界面。分布式系统的多机对用户是看不见的，是透明的，用户看到的是一个“虚拟的单处理机”，而不是单个机器的集合。

47.解：

a.进程通讯不能提供公共存储器，因而需采用消息传递方式；

b.系统中资源分布于多个场点，因而进程调度、资源分配及系统管理等必须满足分布

处理的要求，并采用保障一致性的分散式管理方式和具有强健性的分布算法；

c.要不失时机地协调各场点的负载，使其达到基本平衡，以充分发挥各场点作用；

d.故障检测与恢复及系统重构和可靠性问题的处理和实现都比较复杂。

e.控制机构复杂。在分布式系统，控制是分布的，于是在全系统范围内有多个控制路

线。另为，多个处理机是合作自治的，在事务活动处理过程中，它们之间发生冲突的概率比集中式控制或主从控制式系统高得多，再加上状态信息的精确，使同步机制比较复杂，死锁问题难以处理。

f.通信开销大。

48.解：在分布式系统中,并发问题更为突出，其原因是:

(1) 在分布式系统中．用户可以存取远程计算机结点中的数据。

(2) 某一个计算机结点上的并发控制机构不能及时获得其它计算机结点上的有关信息

49.解：微型计算机的DOS是一种典型的层次结构的操作系统,整个系统从上到下共分五层

0层是计算机硬件,

1层是ROM\BIOS系统初启和基本I/O,

2层是BIOS模块设备驱动,

3层是内核模块系统功能,

4层是命令批处理程序模块。

50.解：抽象数据类型的思想是指：将数据和与这些数据有关的过程组合在一起，形成

一种以数据为中心的模块；其它模块中的过程不能直接访问这个模块中的数据，而只能通过这个模块中的过程来访问；由于与特定数据有关的过程之间的关系比不同模块的过程之间的关系更密切，所以每个模块的内容数据和操作细节对外都是信息隐藏的。

51.解：我们把将操作系统的可执行程序的一部分或全部装入内存、并初次启动系统运

行的工作叫做系统初启。一般情况下，操作系统的初启过程有以下几个步骤：

(1)打开电源，控制转向执行固化在ROM中的操作系统装配程序；

(2)操作系统的核心部分装入内存中的指定位置；

(3)控制转向执行内存中的操作系统核心部分的初始化程序，设置相应的硬件和软

件参数的初始值；

(4)建立最基本、最常用的进程，执行命令解释程序，作好接收用户命令或作业的准备工作。