(完整版)操作系统课后答案——第六章

1.试说明I/O系统的基本功能。

答：I/O系统第一、二方面的功能是为了方便用户使用I/O设备；第三、四方面的功能是用于提高CPU和I/O设备的利用率；第五、六方面的功能是为用户在共享设备时提供方便，以保证系统能有条不紊的运行，当系统发生错误时能及时发现错误，甚至于能自动修正错误。

2.简要说明I/O软件的四个层次的基本功能。

答：用户层I/O软件，实现与用户交互的接口，用户可直接调用该层所提供的、与I/O 操作有关的库函数对设备进行操作；设备独立性软件，用于实现用户程序与设备驱动器的统一接口、设备命名、设备的保护以及设备的分配与释放等，同时为设备管理和数据传送提供必要的存储空间；设备驱动程序，与硬件直接相关，用于具体实现系统对设备发出的操作指令，驱动I/O设备工作的驱动程序；中断处理程序，用于保存被中断进程的CPU环境，转入相关的中断处理程序进行处理，处理完毕再恢复被中断进程的现场后，返回到被中断的进程。

3.I/O系统接口与软件/硬件（RW/HW）接口分别是什么接口？答：I/O系统接口是I/O系统与上层系统之间的接口，向上层提供对设备进行操作的抽象I/O命令，以方便高层对设备的使用；软件/硬件（RW/HW）接口，它的上面是中断处理程序和用于不同设备的设备驱动程序，它的下面是各种设备的控制器。

4.与设备无关性的基本含义是什么？为什么要设置该层？答：用户不仅可以使用抽象的I/O命令，还可使用抽象的逻辑设备名来使用设备，另一方面，也可以有效地提高OS的可移植性和易适应性，对于OS本身而言，应允许在不需要将整个操作系统进行重新编译的情况下，增加新的设备驱动程序，以方便新的I/O 设备的安装。

5.试说明设备控制器的组成。

答：设备控制器与处理机的接口、设备控制器与设备的接口、I/O逻辑。

6.为了实现CPU与设备控制器间的通信，设备控制器应具备哪些功能？答：接受和识别命令、数据交换、标识和报告设备的状态、地址识别、数据缓冲区、差错控制。

第六章存储管理一、单项选择题1.A.2.A3.C4.A5.C6.D7.C8.D9.C 10.B 11.B 12.A13.C 14.B 15.C 16.A17.D 18.A19.B 20.D 21.A22.B 23.A24.D 25.D二、多项选择题1．A，B2．C，D,E3．B，C，E4．A，C,E三、填空题1．逻辑地址，绝对地址2．静态重定位，动态重定位3．逻辑地址，绝对地址4．地址转换5．静态6．紧凑7．最先适应，最佳适应，最坏适应8．页号，页内地址9．操作系统10．2的24次方，2的16次方11．2的8次方，2的16次方12．分段，分页13．虚拟14．缺页15. 先进先出（FIFO）、最近最少使用（LRU）、最佳置换算法（OPT）16.(90,88)；因段内地址大于第4段段长，发生地址越界错误四、问答题1. 在分页存储管理中,当访问一条指令或数据时需要访问内存至少两次。

一次是访问存放在内存中的页表,实现地址变换; 另一次是访问所需的数据。

在分段存储管理中,当访问一条指令或数据时,也需要访问内存至少两次。

一次是访问存放在内存中的段表,实现地址变换；另一次是访问所需的数据。

在段页式存储管理中,当访问一条指令或数据时,需要访问内存至少三次。

一次是访问存放在内存中的段表,查找段号所对应的页表; 再一次是访问存放在内存中的页表，实现地址变换; 第三次是访问所需的数据。

2.段页式存储管理技术结合分段管理在逻辑上的优点以及分页管理在物理上的优点。

用分段方法来分配和管理虚存,用分页方法来分配和管理实存。

即把作业分段,段内分成虚页,实存分成实页。

在段页式管理系统中,每一段不再占有连续的实存,而是被分为若干个页面,所以段页式存储管理实际上是对页面进行分配和管理。

因此,有关段的靠拢、辅存管理以及段长限制等问题都得到很好的解决。

而分段的优点,如动态扩大段长、动态链接装入、段的共享、段的保护措施等都被保留了下来。

3. （1）主存地址应该用20位来表示。

操作系统第6章习题带答案第六章一、问答题1、什么是文件的逻辑结构？什么是文件的物理结构？2、为了能够查找到文件的位置，在采用连续文件、链接文件和索引文件时，在目录中需要登记哪些内容？3、磁盘容错技术可以分为哪三级？4、目前最广泛采用的目录结构是哪种？它有什么优点？5、文件在磁盘上存放的形式有几种？它们与存取方法有何关系？物理结构顺序结构链接结构索引结构直接文件存取方法顺序顺序（显式\隐式）顺序顺序随机（显式）随机随机按键6、简述以下移臂调度算法的思想：先来先服务调度算法、最短查找时间优先算法、电梯调度算法。

7、简述文件控制块中包含的内容。

8、假设多个用户共享一个文件目录系统，用户甲要用文件A、B、C、E，用户乙要用文件A、D、E、F。

已知用户甲的文件A与用户乙的文件A实际上不是同一个文件；用户甲的文件C与用户乙的文件F 实际上是同一个文件；甲、乙两用户的文件E是同一个文件。

试问你是否可以拟定一种文件目录组织方案，使得甲、乙两用户既能共享文件而又不造成混乱？答：采用多级目录结构，文件目录分解为基本目录和符号目录，只要在不同文件符号目录中使用相同文件内部标识符，甲、乙两用户既能共享文件而又不造成混乱。

画图并简要说明二、计算题1、假定盘块的大小为1KB，硬盘的大小为10GB，采用显示链接分配方式时，请问文件分配表只是占用多大空间?磁盘块数：10GB/1KB=10M表达10M盘块，FAT每项至少需要24位，即3个字节所以文件分配表至少占用3B*10M=30M2、系统中磁头停留在磁道号为70的磁道上，这时先后有4个进程提出了磁盘访问请求，要访问磁盘的磁道号按申请到达的先后顺序依次为：45，68，28，90。

移动臂的运动方向：沿磁道号递减的方向移动。

若分别采用FCFS磁盘调度算法、SSTF算法，SCAN算法时，所需寻道长度分别为多少（走过多少柱面）？0号磁道是最里面还是最外面的一个磁道？提示：FCFS磁盘调度算法：70->45->68->28->90SSTF算法：70->68->90->45->28SCAN算法：70->68->->45->28->903、某系统采用UNIX操作系统的专用块内容为：空闲块数3，然后依次登记的空闲块号为77,89,60，问此时若一个文件A需要5个盘块，系统进行分配后有个文件B被删除，它占用的盘块块号为100,101,109,500，则回收这些盘块后专用块的内容是什么？写出整个分析过程。

赵盈盈 2011210593 第六章作业1、什么是文件系统？其主要功能是什么？答：文件系统：是操作系统中统一管理信息资源的一种软件。

它管理文件的存储、检索、更新，提供安全可靠的共享保护手段，并且方便用户使用。

从用户的角度来看，文件系统是用户在计算机上存储信息、使用信息的接口。

从系统的角度来看，文件系统是负责文件存储空间管理的机构。

主要功能：从用户角度：实现“按名存取”从系统角度：是对文件存储器的存储空间进行组织、分配、负责文件的存储并对存入的文件实施保护、检索的一组软件集合。

（1）、统一管理文件的存储空间，实施存储空间的分配和回收。

（2）、实现文件从名字空间到外存地址的映射，即实现文件的按名存取，以对用户透明的方式管理名字空间。

（3）、实现文件的共享，并提供文件的保护和保密措施。

（4）、向用户提供一个方便实用的接口（提供对文件系统操作命令，以及提供对文件的操作命令，信息存取、加工）。

（5）、系统维护及向用户提供相关信息。

（6）、保持文件系统的执行效率。

文件操作系统接口中占的比例最大，用户使用操作系统的感觉在很大程度上取决于对文件系统的使用效果。

（7）、提供I/O统一接口。

2、文件的逻辑结构形式有哪两种？答：从用户角度看，按文件的逻辑结构可以把文件分为两大类：无结构的字符流式文件和记录式文件（定长记录文件和不定长记录文件）。

3、对文件的存取有哪两种基本方法？各有什么特点？答：文件的存取方法是指读取外存上一个物理块的方法，常用的存取方法有两种：顺序存取和随机存取。

顺序存取特点：严格按照外存中物理记录的排列顺序依次进行存取的，如果当前存取的记录为Ri,则下次存取的记录自动地确定为Ri+1。

随机存取特点：又名为直接存取，它允许用户随意寻去外存文件中的任意一个物理记录，而不管上次存取了哪一个记录。

4、什么是连续文件？设某文件由四个逻辑记录组成，每个逻辑记录的大小与磁盘块大小相等，均为512B。

若第一个逻辑记录存放在第100号磁盘块上，试画出此连续文件的结构。

1、 假定盘块的大小为1KB ，硬盘的大小为500MB,采用显式链接分配方式时，其FAT 表需占用多少存储空间？如果文件A 占用硬盘的第11、12、16、14四个盘块，试画出文件A 中各盘块间的链接情况及FAT 的情况。

（假定FAT 表项的长度通常取半个字节的整数倍）。

提示：FAT 表项数目由磁盘的物理盘块数决定，而表项的长度有磁盘系统的最大盘块号决定。

根据题意，该硬盘共有500K 个盘块，故FAT 中共有500K 个表项，若盘块从1开始编号，为了能保存最大的盘块号500K ，该FAT 表项最少需要19位，将它扩展为半个字节的整数倍后，可知每个FAT 表项需要20位，即2.5个字节。

因此，FAT 需占用的存储空间为2.5*500KB=1250KB.文件A 中各盘块间的链接情况及FAT 的情况2、 请分别解释在连续分配方式、隐式链接分配方式、显式链接分配方式和索引分配方式中如何将文件的字节偏移量3500转换为物理块号和块内位移量。

（设盘块大小为1KB,盘块号需4个字节。

）提示：先将字节偏移量转换成逻辑块号和块内位移量。

(1) 连续分配方式：字节偏移量3500转换成逻辑块号和块内位移量为3500/1024=3 (428)可从相应文件的FCB 中得到分配给该文件的起始物理盘块号，假设为a0，字节偏移量3500相应的物理块号为a0+3，块内位移量为428。

(2) 隐式链接分配方式：由于每个盘块中需要留出4个字节来存放分配给文件的下一个盘块的块号，因此字节偏移量3500的逻辑块号为3500/1020=3 (440)从相应文件的FCB 中可获得分配给该文件的首个（即第0个）盘块的块号，如b0，然后可通过读第b0块获得分配给文件的第1个盘块的块号，如b1；在从b1块中得到第2块的块号，如b2；从b2块中得到第3块的块号，如b3。

因此可得到字节偏移量3500对应的物理块号b3，而块内偏移量为440。

(3) 显式链接分配方式：字节偏移量3500转换成逻辑块号和块内位移量为3500/1024=3 (428)可从相应文件的FCB 中得到分配给该文件的首个物理盘块的块号，如c0，然后从FAT 表的第c0项中得到分配给文件的第一个盘块的块号，如c1；再在FAT 表的第c1项中得到分配给文件的第2个盘块的块号c2；在FAT 表的第c2项中得到分配给文件的第3个盘块的块号c3。

第6章 内存管理1）选择题（1）采用 __B__ 不会产生内部碎片。

A. 分页存储管理B. 分段存储管理C. 固定分区存储管理D. 段页式存储管理 （2）首次适应算法的空白区是 _A__ 。

A. 按地址由小到大排列B. 按地址由大到小排列C. 按大小递减顺序连在一起D. 按大小递增顺序连在一起 （3）在分区存储管理中的拼接技术可以 _A__ 。

A. 集中空闲区B. 增加内存容量C. 缩短访问周期D. 加速地址转换 （4）在固定分区分配中，每个分区的大小是 _D__ 。

A. 可以不同但根据作业长度固定B. 相同C. 随作业长度变化D. 可以不同但预先固定（5）采用分段存储管理的系统中，若地址用24位表示，其中8位表示段号，则允许每段的最大长度是 _B__ 。

A. 224B. 216C. 28D. 232（6）设内存分配情况如图6-20所示。

若要申请一块40K 字节的内存空间，采用最佳适应算法，则所得到的分区首址为 _C__ 。

图6-20 内存分配情况A. 100KB. 190KC. 330KD. 410K（7）把作业地址空间使用的逻辑地址变成内存的物理地址称为 __D__ 。

A. 加载B. 物理化0 100K 180K 190K 280K 330K 390K 410K512K －1C. 逻辑化D. 重定位（8）在以下存储管理方案中，不适用于多道程序设计系统的是_C_ 。

A. 固定式分区分配B. 页式存储管理C. 单一连续分配D. 可变式分区分配（9）在可变式分区分配方案中，某一作业完成后，系统收回其内存空间并与相邻空闲区合并，为此需修改空闲区表，造成空闲区数减1的情况是_D__ 。

A. 无上邻空闲区也无下邻空闲区B. 有上邻空闲区但无下邻空闲区C. 有下邻空闲区但无上邻空闲区D. 有上邻空闲区也有下邻空闲区（10）采用两级页表的页式存储管理中，按给定的逻辑地址进行读写时，通常需访问主存的次数是__C__ 。

操作系统智慧树知到课后章节答案2023年下韶关学院韶关学院第一章测试1.对于一台PC而言，下列各项中（）对系统必不可少。

A:OS B:C语言编辑器 C:杀毒软件 D:Office软件答案:OS2.从用户的角度看，OS是（）。

A:合理组织计算机工作流程的软件 B:用户与计算机硬件系统之间的接口 C:控制和管理计算机系统资源的软件 D:一个大型的工具软件答案:用户与计算机硬件系统之间的接口3.配置了OS的计算机是一台比原来的物理计算机功能更加强大的计算机，这样的计算机只是一台逻辑上的计算机，称为（）计算机。

A:物理 B:并行 C:共享 D:虚拟答案:虚拟4.与单道程序系统相比，多道程序系统的优点是（）。

Ⅰ.CPU利用率高Ⅱ.系统开销小Ⅲ.系统吞吐量大Ⅳ.I/O设备利用率高A:仅Ⅰ、Ⅲ B:仅Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ C:仅Ⅱ、Ⅲ D:仅Ⅰ、Ⅳ答案:仅Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ5.引入多道程序技术的前提条件之一是系统具有（）。

A:多CPU技术 B:SPOOLing技术 C:分时功能 D:中断功能答案:中断功能6.下列对OS的叙述中，正确的是（）。

A:DOS是一个单用户多任务的OS B:OS都在内核态运行 C:批处理系统的主要缺点是缺少交互性 D:分时系统中常用的原则是使时间片越小越好答案:批处理系统的主要缺点是缺少交互性7.OS的基本类型主要有（）。

A:批处理系统、分时系统和多任务系统 B:批处理系统、分时系统和实时系统C:单用户系统、多用户系统和批处理系统 D:实时系统、分时系统和多用户系统答案:批处理系统、分时系统和实时系统8.分时系统的主要目的是（）。

A:提高系统吞吐量 B:比较快速地响应用户 C:充分利用内存 D:充分利用I/O 设备答案:比较快速地响应用户9.并发性是指若干事件在（）发生。

（）A:不同时间间隔内 B:同一时间间隔内 C:同一时刻 D:不同时刻答案:同一时间间隔内10.单处理机系统中，可并行的是（）。

Ⅰ.进程与进程Ⅱ.处理机与设备Ⅲ.处理机与通道Ⅴ.设备与设备A:Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ B:Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ C:Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ D:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ答案:Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ第二章测试1.程序运行时独占系统资源，只有程序本身才能改变系统资源状态，这是指（）。

文件管理操作系统对文件进行管理的部分叫做（）A. 数据库系统B. 文件系统C. 检索系统 D 数据存储系统2．文件系统的主要目的（）A. 实现对文件的按名存取B. 实现虚拟系统C. 提高外存的读写速度D. 用于存储系统文件3. 下列文件中属于逻辑结构的文件是（）文件A. 连续文件B. 系统文件C. 库文件D. 流式文件4. 文件系统用（）组织文件A. 堆栈B. 指针C. 目录D. 路径5. 为解决不同用户文件的“命名冲突”问题，通常在文件系统中采用（）A. 约定的方法B. 多级目录C. 路径D. 索引6.文件系统中打开文件系统调用的基本操作是（），A. 把文件信息从辅存读到内存B. 把文件的控制管理信息从辅存读到内存C. 把文件的FAT表信息从辅存读到内存7.文件路径名是指（）A. 文件名和文件扩展名B. 一系列的目录文件和该文件的文件名C. 从根目录开始到该文件所经历的路径中各符号名的集合D. 目录文件名和文件名的集合8.存放在磁盘上的文件（）A. 既可随机访问又可顺序访问B. 只能随机访问C. 只能顺序访问D. 不能随机访问9. 用磁带作文件存储介质时，文件只能组织成（）A. 顺序文件B. 链接文件C. 索引文件D. 目录文件10. 位示图可用于（）A. 文件目录的查找B. 磁盘空间的管理C. 内存空间的管理D. 实现文件的保护和保密11. 常用的文件存取方法有两种：顺序存取和（）A. 流式B. 串联C. 有序D. 随机12. 文件系统中若文件的物理结构采用连续结构，则文件控制块中关于文件的物理位置应该包括（）和（）13. 使用位示图（20行，30列）表示空闲盘块状态。

当分配出去的盘块号为132时，其在位示图中的位置为？当释放的盘块号为318时，其所在位置为？（提示：行为0~19，列为0~29，首盘块号为1）14假定盘块的大小为1KB，硬盘的大小为500MB，采用显示链接分配方式时，其FAT需要占用多少存储空间？（为了地址转换方便，FAT表项长度通常取半个字节的整数倍）15．有一磁盘组共有10个盘面，每个盘面上有100个磁道，每个磁道上有16个扇区。

第六章文件管理1. 何谓数据项、记录和文件？a.数据项是最低级的数据组织形式，可分为基本数据项和组合数据项。

基本数据项是用于描述一个对象某种属性的字符集，是数据组织中可以命名的最小逻辑数据单位，即原子数据，又称为数据元素或字段。

组合数据项则由若干个基本数据项构成。

b.记录是一组相关数据项的集合，用于描述一个对象某方面的属性。

c.文件是指有创建者所定义的、具有文件名的一组相关信息的集合提。

4. 何谓逻辑文件？何谓物理文件？(何谓文件逻辑结构？何谓文件的物理结构)文件的逻辑结构是指从用户的观点出发所观察到的文件组织形式，也就是用户可以直接处理的数据及其结构，它独立于物理特性,；而文件的物理结构则是指文件在外存上的存储组织形式，与存储介质的存储性能有关。

5．如何提高对变长记录顺序文件的检索速度？为了提高对变长记录顺序文件的检索速度，可为其建立一张索引表，以主文件中每条记录的长度及指向对应记录的指针（即该记录在逻辑地址空间的首址）作为相应每个表项的内容。

由于索引表本身是一个定长记录的顺序文件，若将其按记录键排序，则可以实现对主文件的方便快速的直接存取。

需要指出的是，如果文件较大，应通过建立分组多级索引以进一步提高检索效率。

8．试说明顺序文件的结构及其优点。

顺序文件中的记录可按照两种顺序进行排列，若各记录按存入时间的先后排列所形成的文件是串结构文件，若各记录按关键字排列所形成的文件是顺序结构文件。

定长记录通常采用此种结构的文件。

优点：当系统对记录进行批量存取时，顺序文件的存取效率是所有逻辑文件中最高的。

9．在链接式文件中常采用哪几种连接方式？为什么？在链接式文件中常采用显式链接方法，由于这种链接方式是把用于链接文件各个物理块的指针，显式地存放在内存的一张链表中，而对于查找记录的过程也是在内存中进行的，因此相对于隐式链接方式，在检索记录时能有效地调高检索速度，并能大大减少访问磁盘的次数，节省系统开销。

10．在MS-DOS中有两个文件A和B，A占用11，12，16和14四个盘块；B占用13，18和20三个盘块。

第六章文件系统作业答案1、5、8、141、解释以下术语：文件、文件系统、目录项、目录文件参考答案：文件——是被命名的相关信息的集合体，通常存放在外存（如磁盘、磁带）上，可以作为一个独立单位存放和实施相应的操作（如打开、关闭、读、写等）。

文件系统——操作系统中负责操纵和管理文件的一整套设施，它实现文件的共享和保护，方便用户“按名存取”。

目录项——为了加快对文件的检索，往往将文件控制块集中在一起进行管理。

这种文件控制块的有序集合称为文件目录。

当然，文件控制块就是其中的目录项。

目录文件——完全由目录项构成的文件称为目录文件5、文件的物理组织形式主要有哪几种？分别说明各自的优缺点。

参考答案：文件的物理组织形式主要有：连续文件、链接文件、索引文件和多重索引文件。

见下表：8、文件系统中的目录结构有哪几种基本形式？各有何优缺点？UNIX系统中采用哪种目录结构？参考答案：文件系统中的目录结构有：单级目录结构、二级目录结构、树形目录结构和非循环图目录结构。

见下表：UNIX系统中采用非循环图目录结构。

14. 在UNIX系统中，假定磁盘块大小是1KB，每个盘块号占4B，文件索引节点中的磁盘地址明细表如图6-25所示，请将下列文件的字节偏移量转换为物理地址（写出计算过程）。

（1）8 000 （2）13 000 （3）350 000参考答案：256个盘块号。

（1）101＃块内832字节（2）％1024＝712逻辑块数12超出直接地址范围(10)，但是小于266(10＋256)，利用一次间接。

从428＃块中得到相应的物理块号为954。

所以，其物理地址是954＃块内712字节。

（3）350 000/1024＝341，350 000％1024＝816逻辑块数341超出一次间接地址范围(266)，但是小于65802(10+256+2562)，利用二次间接。

341-(10+256)=75，75/256=0，75％256=75从9156＃块中找到物理块331，再从331块中找到下标为75的项，进而得到物理块号333。