2018年中国科学技术大学软件学院408计算机学科专业基础综合之计算机操作系统考研核心题库
● 摘要
一、综合题
1． 什么是任务流时间和调度流时间？请举例说明之。
【答案】（1）任务流时间
把完成任务所需要的时间定义为任务流时间，例如，如图所示，图中有三台处理机P1〜P3和五个任务T1〜T5, 调度从时间0开始，共运行了7个时间单位，在处理机P1上运行任务T1和T2, 分别需要5个和1.5个时间单位；在处理机P2上运行任务T2和T1, 分别用了5个和2个时间单位；在处理机P3上运行任务T3、T4和T5, 每一个都需要2个时间单位。因此，完成任务T1共需要5+2=7个时间单位，而完成任务T2共需要5+15=6.5个时间单位。
图 任务流和调度流示意图
（2）调度流时间
在多处理机系统中，任务可以被分配到多个处理机上去运行。一个调度流时间是系统中所有处理机上的任务流时间的总和。在如图所示的例子中，在三台处理机上，调度流时间:T1流+T2流+T3流+T4流+T5流=7+6.5+2+2+2=19.5（个时间单位）。
2． 微内核操作系统具有哪些优点? 它为何能有这些优点？
【答案】（1）微内核操作系统的优点
①提高了系统的可扩展性
微内核OS 的许多功能是由相对独立的服务器软件来实现的，当开发了新的硬件和软件时，微内核OS 只须在相应的服务器中增加新的功能，或再増加一个专门的服务器即可。
②增强了系统的可靠性
微内核是经过精心设计和严格测试的，极具可靠性:另一方面是它提供了规范而精简的应用程序接口（API ），为微内核外部的程序编制高质量的代码创造了条件。此外，由于所有服务器都是运行在用户态，服务器与服务器之间采用的是消息传递通信机制，因此，当某个服务器出现错误时，不会影响内核，也不会影响其它服务器的正常运行。
③可移植性强
在微内核结构的操作系统中，所有与特定CPU 和I/〇设备硬件有关的代码，均放在内核和内
核下面的硬件隐藏层中，而操作系统各种服务器，均与硬件平台无关，使其能较容易地运行在不同的计算机硬件平台上。
④提供了对分布式系统的支持
由于在微内核0S 中，客户和服务器之间以及服务器和服务器之间的通信，是采用消息传递通信机制进行的，致使微内核OS 能很好地支持分布式系统和网络系统。
⑤融入了面向对象技术
有利于提高系统的“正确性”、“可靠性”、“易修改性”、“易扩展性”等，而且还能显著地减少开发系统所付出的开销。
（2）微内核操作系统具有上述优点的原因
微内核0S 结构是建立在模块化、层次化结构的基础上的，并采用了客户/服务器模式和面向对象的程序设计技术。
3． 某操作系统的文件管理采用直接索引和多级索引混合方式，文件索引表共有10项，其中前8项是直接索引项，第9项是一次间接索引项，第10项是二次间接索引项，假定物理块的大小是2KB ，每个索引项占用4字节，试问：
（1）该文件系统中最大的文件可以达到多大？
（2）假定一个文件的实际大小是128MB ，该文件实际占用磁盘空间多大（包括间接索引块）？
【答案】（1）8个直接索引项的文件长度是
一次间址情况下，可以有512个索引，可寻址的最大文件长度是二次间址情况下，可以有512X512个索引，可寻址的最大文件长度是
故最大文件长度是16KB+1MB+512MB。
（2）文件本身占用128M/2K=64K块。
一级间接索引块占用1块； 二级间接索引块占用
故答案应该是
4． 简单说明几种常用的MPEG 标准。
【答案】（1）标准
它同时采用了帧内图像数据压缩和帧间图像数据压缩两种方法，对视频信号进行压缩。对NTSC 制式的分辨率为352×240, 对PAL 制式的分辨率为360x288。其图像的质量适用于家用录像机和VCD 。
（2）
它具有比
（3）标准 更高的指标，对NTSC 制式的分辨率为720x480, 对PAL 制式的分辨率为标准
应取127块。 720×576。其图像的质量适用于DVD 和交互式多媒体应用等。 这是最进几年流行起来的压缩标准，它可以获得多种视频格式，具有很大的压缩比，它可将
一部120分钟长的电影，压缩成300MB 左右，供网上观看。
5． 由连续组织方式所形成的顺序文件的主要优缺点是什么？它主要应用于何种场合？
【答案】（1）连续组织方式所形成的顺序文件的主要优点
①顺序访问容易
访问连续文件非常容易，系统可从目录中找到该顺序文件所在的第一个盘块号，从此开始逐个盘块地往下读，写。连续分配也支持对定长记录的文件进行随机存取。
②顺序访问速度快
由连续分配所装入的文件，其所占用的盘块可能是位于一条或几条相邻的磁道上，磁头的移动距离最少，因此，这种对文件访问的速度是几种存储空间分配方式中最高的一种。
（2）连续组织方式所形成的顺序文件的主要缺点
①要求为一个文件分配连续的存储空间
由内存的连续分配得知，这样便会产生出许多外部碎片，严重地降低了外存空间的利用率。如果是定期地利用紧凑方法来消除碎片，则又需花费大量的机器时间。
②必须事先知道文件的长度
要将一个文件装入一个连续的存储区中，必须事先知道文件的大小。知道文件的大小有时只能靠估算，如果估计的文件大小比实际文件小，就会因存储空间不足而中止文件的拷贝，要求用户重新估算后再次拷贝。这就促使用户将文件长度估得比实际的大，从而造成浪费。
③不能灵活地删除和插入记录
为保持文件的有序性，在删除和插入记录时，都需要对相邻的记录做物理上的移动，还会动态地改变文件的大小。
④对于那些动态增长的文件，由于事先很难知道文件的最终大小，因而很难为其分配空间，而即使事先知道文件的最终大小，在采用预分配存储空间的方法时，也会使大量的存储空间长期空闲。
（3）主要适用场合
连续组织方式所形成的顺序文件是一种最简单、最常用的文件组织方法，它适用于许多资料处理的场合，如磁带文件，打印文件都是常用的顺序文件。
6． 试说明设备控制器的组成。
【答案】由于设备控制器位于CPU 与设备之间，它既要与CPU 通信，又要与设备通信，还应具有按照CPU 所发来的命令去控制设备工作的功能，因此，现有的大多数控制器都是由以下三部分组成的
（1）设备控制器与处理机的接口
该接口用于实现CPU 与设备控制器之间的通信；
（2）设备控制器与设备的接口
在一个设备控制器上，可以连接一个或多个设备；