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一、综合题

1． 简要说明I/O软件的四个层次的基本功能。

【答案】I/O软件涉及的面很宽，向下与硬件有密切关系，向上又与文件系统、虚拟存储系统和用户直接交互，它们都需要I/O系统来实现I/O操作，通常把I/O软件分为四个层次，其基本功能如下

（1）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。

（2）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。

（3）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/〇设备工作的驱动程序。

（4）中断处理程序

用于保存被中断进程的CPU 环境，转入相应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。

2． 为实现对换，系统应具备哪几方面的功能？

【答案】为了实现进程对换，系统必须能实现三方面的功能:对换空间的管理，进程的换出，以及进程的换入。

（1）对换空间的管理

在具有对换功能的0S 中，通常把外存分为文件区和对换区。前者用于存放文件，后者用于存放从内存换出的进程。为了能对对换区中的空闲盘块进行管理，在系统中应配置相应的数据结构，以记录外存的使用情况；

（2）进程的换出

每当有一进程由于创建子进程而需要更多的内存空间，但又无足够的内存空间等情况发生时，系统应将某进程换出；

（3）进程的换入

系统应定时地查看所有进程的状态，从中找出“就绪”状态但己换出的进程，将其中换出时间最久（换出到磁盘上）的进程作为换入进程，将之换入，直至已无可换入的进程或无可换出的进程为止。

3． 何谓死锁? 产生死锁的原因和必要条件是什么？

【答案】（1）死锁的定义

死锁是指多个进程在运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局，当进程处于这种僵持状态时，若无外力作用，它们都将无法再向前推进。

（2）产生死锁的原因

产生死锁的原因可归结为竞争资源引起进程死锁和进程推进顺序不当引起死锁两个方面。 （3）产生死锁的必要条件

①互斥条件；

②请求和保持条件；

③不剥夺条件；

④环路等待条件。

4． 什么是NUMA 多处理机系统结构？它有何特点？ 【答案】即非统一内存访问（也称非一致存储访问）。在这种结构的多处理机系统中，其访问时间随存储字的位置不同而变化，系统中的公共存储器和分布在所有处理机的本地存储器共同构成了系统的全局地址空间，可被所有的处理机访问。

NUMA 结构的特点是:所有共享存储器在物理上是分布式的，在逻辑上是连续的，所有这些存储器的集合就是全局地址空间，系统中的每一个CPU 都可以访问整个系统的内存，但访问时所使用的指令却不同。

5． 设计现代OS 的主要目标是什么？

【答案】在计算机系统上配置操作系统的主要目标是方便性、有效性、可扩充性和开放性。 （1）方便性

配置操作系统（0S ）后，系统可以使用编译命令将用户采用高级语言书写的程序翻译成机器代码，用户可以直接通过0S 所提供的各种命令操纵计算机系统，使计算机变得易学易用。

（2）有效性

①提高系统资源利用率

早期未配置0S 的计算机系统，各种资源无法得到充分利用，配置0S 后，能有效分配各种设备的工作状态，提高系统资源的利用率。

②提高系统的吞吐量

0S 可以通过合理地组织计算机的工作流程，加速程序的运行，缩短程序的运行周期，从而提高系统的吞吐量。

（3）可扩充性

0S 必须具有很好的可扩充性，才能适应计算机硬件、体系结构以及应用发展的要求。

（4）开放性

开放性是指系统能遵循世界标准规范，特别是遵循开放系统互连（OSI ）国际标准。开放性是衡量一个新推出系统或软件能否被广泛应用的至关重要的因素。

6． NTFS 文件系统中的文件所采用的是什么样的物理结构？

【答案】（1）NTFS 也是以簇作为磁盘空间分配和回收的基本单位。一个文件占用若干个簇，一个簇只属于一个文件。通过簇来间接管理磁盘，可以不需要知道盘块（扇区）的大小，使NTFS 具有了与磁盘物理扇区大小无关的独立性，很容易支持扇区大小不是512字节的非标准磁盘，从而可以根据不同的磁盘选择匹配的簇大小。

，卷因子是在磁盘格式化时确定（2）在NTFS 文件系统中，把卷上簇的大小称为“卷因子”

的，其大小同FAT —样，也是物理磁盘扇区的整数倍，即一个簇包含2n （II 为整数）个盘块，簇的大小可由格式化命令或格式化程序按磁盘容量和应用需求来确定。

（3）对于簇的定位，NTFS 是采用逻辑簇号LCN （Logical Cluster Number）和虚拟簇号VCN （Virtual Cluster Number）进行的。在NTFS 中，以卷为单位，将一个卷中的所有文件信息、目录信息以及可用的未分配空间信息，都以文件记录的方式记录在一张主控文件表MFT （Master File Table ）中。

7． 引入缓冲的主要原因是什么？

【答案】引入缓冲的主要原因主要包括3个方面

（1）缓和CPU 与I/O设备间速度不匹配的矛盾因为CPU 的运算速率远远高于I/O设备的速率；

（2）减少对CPU 的中断频率，放宽对中断响应时间的限制这样做的目的也是为了大大提高其工作效率；

（3）提高CPU 与I/O设备之间的并行性

缓冲的引入可显著地提高CPU 和I/O设备间的并行操作程度，提高系统的吞吐量和设备的利用率。

8． 计算机病毒的特征是什么？它与一般的程序有何区别？

【答案】计算机病毒与一般的程序有着明显的区别，其特征主要包括：

（1）寄生性。病毒程序通常不是一个独立的程序，经常是寄生在某个文件中或是磁盘的系统区中，寄生于文件中的病毒称为文件型病毒，而侵入到磁盘系统区中的则称为系统型病毒。还有一种综合型病毒，它既寄生于文件中，又能侵占磁盘系统区；

（2）传染性。计算机病毒在运行过程中将进行自我复制，并将复制品放置在其它文件中或盘上的某个系统区中，文件被感染后便含有了该病毒的一个克隆体，而这个克隆体也同样会传染给其它的文件，如此不断地传染，使病毒迅速蔓延开来；

（3）隐蔽性。为了逃避反病毒软件的检测，计算机病毒的设计者通过伪装，隐藏，变态等手段，将病毒隐藏起来，以逃避反病毒软件的检测，使病毒能在系统中长期生存；