2018年中国科学技术大学408计算机学科专业基础综合之计算机操作系统考研仿真模拟五套题
● 摘要
一、综合题
1． 试说明增量式索引组织方式。
【答案】（1）为了能较全面地照顾到小、中、大及特大型作业，可以采取多种组织方式来构成文件的物理结构。如果盘块的大小为1KB 或4KB , 对于小文件（如）而言，最多只会占用10个盘块，为了能提高对数量众多的小型作业的访问速度，最好能将它们的每一个盘块地址都直接放入文件控制块FCB （或索引结点）中，这样就可以直接从FCB 中获得该文件的盘块地址。
—般把这种寻址方式又称为直接寻址。（2）对于中等文件（如可以采用
单级索引组织方式。此时为获得该文件的盘块地址，只需先从FCB 中找到该文件的索引表，从中便可获得，可将它称为一次间址；对于大型和特大型文件，可以采用两级和三级索引组织方式，或称为二次问址和三次间址。
（3）增量式索引组织方式，就是基于上述的基本思想来组织的，它既采用了直接寻址方式，又采用了单级和多级索引组织方式（间接寻址）。通常又可将这种组织方式称为混合组织方式。在UNIX 系统中所采用的就是这种组织方式。
2． 文件系统的模型可分为三层，试说明其每一层所包含的基本内容。
【答案】文件系统模型分为三个层次，其最底层是对象及其属性；中间层是对对象进行操作和管理的软件集合；最高层是文件系统提供给用户的接口。
（1）对象及其属性
文件管理系统管理的对象有文件、目录、硬盘或磁带存储空间；
（2）对对象操作和管理的软件集合
这是文件管理系统的核心部分，文件系统的功能大多是在这一层实现的，其中包括:对文件存储空间的管理，对文件目录的管理，用于将文件的逻辑地址转换为物理地址的机制，对文件读和写的管理，以及对文件的共享与保护等功能；
（3）文件系统接口
为方便用户使用文件系统，文件系统通常向用户提供两种类型的接口:命令接口和程序接口。
3． 对空闲磁盘空间的管理常采用哪几种分配方式? 在UNIX 系统中是采用何种分配方式？
【答案】（1）空闲磁盘空间的管理采用的分配方式
或，）
空闲磁盘空间的分配方式有:空闲表法、空闲链表法、位示图法和成组链接法。
①空闲表法属于连续分配方式，它与内存的动态分配方式雷同，它为每个文件分配一块连续的存储空间，即系统也为外存上的所有空闲区建立一张空闲表，每个空闲区对应于一个空闲表项，其中包括表项序号、该空闲区的第一个盘块号、该区的空闲盘块数等信息；
②空闲链表法是将所有空闲盘区拉成一条空闲链。根据构成链所用基本元素的不同，可把链表分成两种形式:空闲盘块链和空闲盘区链；
③位示图是利用二进制的一位来表示磁盘中一个盘块的使用情况。当其值为“0”时，表示对应的盘块空闲:当其值为“1”时，表示对应的盘块已分配；
④成组链接法是将空闲表法和空闲链表法两种方法相结合而形成的一种空闲盘块管理方法，它兼备了空闲表法和空闲链表法两种方法的优点而克服了表太长的缺点。
（2）UNIX 系统采用成组链接法。
4． 什么是最低松弛度优先调度算法? 举例说明之。
【答案】（1）最低松弛度优先调度算法的定义
最低松弛度优先调度算法是根据任务紧急（或松弛）的程度，来确定任务的优先级。任务的紧急程度愈高，为该任务所赋予的优先级就愈高，以使之优先执行。
（2）举例说明
①一个任务在200ms 时必须完成，而它本身所需的运行时间就有100ms ，因此，调度程序必须在100ms 之前调度执行，该任务的紧急程度（松弛程度）为100ms 。
②一任务在400ms 时必须完成，它本身需要运行150ms ，则其松她程度为250ms 。在实现该算法时要求系统中有一个按松弛度排序的实时任务就绪队列，松弛度最低的任务排在队列最前面，调度程序总是选择就绪队列中的队首任务执行。
5． 为什么要引入挂起状态? 该状态有哪些性质？
【答案】（1）引入挂起状态的原因
①终端用户的请求
当终端用户在自己的程序运行期间发现有可疑问题时，希望暂时使自己的程序静止下来。 ②父进程请求
有时父进程希望挂起自己的某个子进程，以便考查和修改该子进程，或者协调各子进程间的活动。
③负荷调节的需要
当实时系统中的工作负荷较重，已可能影响到对实时任务的控制时，可由系统把一些不重要的进程挂起，以保证系统能正常运行。
④操作系统的需要
操作系统有时希望挂起某些进程，以便检查运行中的资源使用情况或进行记账。
（2）挂起状态的性质
①当进程处于未被挂起的就绪状态时，称此为活动就绪状态，表示为Readya 。当用挂起原语Suspend 将该进程挂起后，该进程便转变为静止就绪状态，表示为Readys ，处于Readys 状态的进程不再被调度执行。
②当进程处于未被挂起的阻塞状态时，称它是处于活动阻塞状态，表示为Blockeda 。当用Suspend 原语将它挂起后，进程便转变为静止阻塞状态，表示为Blockeds 。处于该状态的进程在其所期待的事件出现后，将从静止阻塞变为静止就绪。
6． 如何实现共享分段的分配和回收？
【答案】（1）共享段的分配
在为共享段分配内存时，对第一个请求使用该共享段的进程，由系统为该共享段分配一物理区，再把共享段调入该区，同时将该区的始址填入请求进程的段表的相应项中，还须在共享段表中增加一表项，填写有关数据，把count 置为1之后，当又有其它进程需要调用该共享段时，由于该共享段已被调入内存，故此时无须再为该段分配内存，而只需在调用进程的段表中增加一表项，填写该共享段的物理地址；在共享段的段表中，填上调用进程的进程名、存取控制等，再执行操作，以表明有两个进程共享该段。
（2）共享段的回收
当共享此段的某进程不再需要该段时，应将该段释放，包括撤消在该进程段表中共享段所对应的表项，以及执行操作。若结果为0, 则须由系统回收该共享段的物理内存，以及取消在共享段表中该段所对应的表项，表明此时己没有进程使用该段；否则（减1结果不为0），只是取消调用者进程在共享段表中的有关记录。
7． 试说明使用单级交叉开关的系统结构和使用多级交换网络的系统结构。
【答案】（1）使用单级交叉开关的系统结构
在这种结构中，利用电话交换系统中使用交叉开关（crossbarswitch ）的方法，如图1所示，将系统中所有的CPU 与存储器结点，通过交叉开关阵列相互连接。每个交叉开关均为其中两个结点（CPU 与存储器模块）之间提供一条专用连接通路，从而避免了在多个CPU 之间因为要访问存储器模块所形成的对链路的争夺。