2018年中山大学数据科学与计算机学院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． 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；
（3）I/O逻辑组成
在设备控制器中的I/O逻辑用于实现对设备的控制。
2． 为什么要在0S 中引入线程？
【答案】在操作系统中引入进程的目的，是为了使多个程序能并发执行，以提高资源利用率和系统吞吐量，而在操作系统中再引入线程，则是为了减少程序在并发执行时所付出的时空开销，使0S 具有更好的并发性。
3． 与文件系统有关的软件可分为哪几个层次？
【答案】一般地，把与文件系统有关的软件分为四个层次:
（1）I/O控制层
I/O控制层是文件系统的最低层，主要由磁盘驱动程序等组成，也可称为设备驱动程序层。 （2）基本文件系统层
主要用于处理内存与磁盘之间数据块的交换。
（3）基本I/O管理程序
该层用于完成与磁盘I/O有关的事务，如将文件逻辑块号转换为物理块号，管理磁盘中的空闲盘块，I/O缓冲的指定等。
（4）逻辑文件系统
用于处理与记录和文件相关的操作，如允许用户和应用程序使用符号文件名访问文件及记录，实现对文件和记录的保护等。
4． 什么是Zipf 定律? 按照管风琴算法规定，在单个磁盘上应如何存放多部电影？
【答案】（1）有许多流行的事物，如流行电影、流行音乐、访问Web 网页等，大体上都遵循一种可预测模式，该模式又被称为定律。该定律可描述为:
C 是一个常数，100或1000时，C 值分别为0.341、（2）其中，其值可由上式算出，当N 为10、
0.193和0.134。上式中的1、2、3、4等分别可以表示第1流行的电影、第2流行的电影等。当系统中存储了1000部电影时，第1流行的电影被点击的概率为0.134, 第2、3、4流行的电影被点击
0.045、0.034。的概率分别为:0.067、由此产生了一个管风琴算法
5流行的电影又存储在第2、3流行的电影的外面两边，如图所示。
该算法规定，将第1流行的电影存储在磁盘的中央，第2、3流行的电影存储在第1流行的电影的两边，第4、
图 多部电影按管风琴算法分布
5． 在计算机系统中，为了进行图像、音频信号和视频信号的处理，需要增加哪些硬件？
【答案】多媒体计算机硬件系统主要包括以下几部分:
（1）多媒体主机:可以是中、大型机，也可以是工作站，然而目前更普遍使用的是多媒体个人计算机，即MPC （Multimedia Personal Computer）.
（2）多媒体输入设备:如视频、音频输入设备，包括摄像机、录像机、扫描仪、传真机、数字相机、话筒、绘图仪等。
（3）多媒体输出设备:如视频、音频播放设备，包括电视机、投影电视、大屏幕投影仪、音响等，以及打印机、绘图仪、高分辨率屏幕等。
（4）多媒体存储设备，如硬盘、光盘、声像磁带等。
（5）多媒体接口卡:根据多媒体系统获取、编辑音频或视频的需要，插接在计算机上，以解决各种媒体数据的输入输出问题，常用的接口卡有声卡、显示卡、视频压缩卡、视频捕捉卡、视频播放卡、光盘接口卡、家电控制卡、通信卡等。
（6）人机交互设备:如键盘、鼠标、触摸屏、绘图板、操纵杆、光笔、手写输入设备和智能传感器等。
6． 什么是移动代码？为什么说在应用程序中包含了移动代码就可能不安全？
【答案】如果一个程序在运行时，能在不同机器之间来回迁移，那么该程序就被称为移动代码。
如果在一个用户程序中包含了移动代码，当为该用户程序建立进程后，该移动代码将占用该进程的内存空间，并作为合法用户的一部分运行，拥有用户的访问权限。这样显然不能保证系统安全。因为别有用心的人完全可以借助于移动代码的帮助进入到其它系统，以合法用户的身份进行窃取和破坏。
7． 何谓数据项、记录和文件？
【答案】（1）数据项
数据项是最低级的数据组织形式，分为基本数据项和组合数据项两种类型。基本数据项是用于描述一个对象的某种属性的字符集，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，它的命名往往与其属性一致。组合数据项由若干个数据项构成，简称组项。
（2）记录
记录是一组相关数据项的集合，用于描述一个对象在某方面的属性。一个记录应包含哪些数据项，取决于需要描述对象的哪几个方面。
（3）文件
文件是指由创建者所定义的、具有文件名的一组相关元素的集合，可分为有结构文件和无结构文件两种。在有结构的文件中，文件由若干个相关记录组成；而无结构文件则被看成是一个字符流。
8． 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。
（2）在NTFS 文件系统中，把卷上簇的大小称为“卷因子”，卷因子是在磁盘格式化时确定的，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。