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一、综合题

1． 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 应取127块。

2． 在IPC 软件包中包含哪几种通信机制? 在每种通信机制中设置了哪些系统调用？

【答案】为了实现进程间的通信，在UNIX 系统中提供了一个用于进程间通信的软件包，简称IPC 。它由消息机制、共享存储器机制和信号量机制三部分组成。在每一种通信机制中，都提供了相应的系统调用供用户程序进行进程间的同步与通信之用。

（1）消息机制。用户（进程）在利用消息机制进行通信时，必须先利用msgget 系统调用来建立一个消息队列。若成功，便返回消息队列描述符msgid , 以后用户便可利用msgid 去访问该消息队列。用户（进程）可利用发送消息的系统调用msgsend 向用户指定的消息队列发送消息；利用msgrcv 系统调用从指定的消息队列中接收指定类型的消息；

（2）共享存储器机制。当用户（进程）要利用共享存储器机制进行通信时，必须先利用shmget 系统调用来建立一个共享存储区，若成功，便返回该共享存储区描述符shmid 。以后，用户便可利用shmid 去访问该共享存储区。进程在建立了共享存储区之后，还必须再利用shmat 将该共享存储区连接到本进程的虚拟地址空间上。以后，在进程之间便可利用该共享存储区进行通信。当进程不再需要该共享存储区时，可利用shmdt 系统调用来拆除进程与共享存储区间的连接；

（3）信号量机制。在UNIX 系统中所采用的信号量机制，与一般信号量机制相似，允许将一组信号量形成一个信号量集，并对这组信号量施以原子操作。

3． 目前常用的磁盘调度算法有哪几种? 每种算法优先考虑的问题是什么？

【答案】（1）磁盘调度算法的分类

目前常用的磁盘调度算法有先来先服务、最短寻道时间优先、扫描循环扫，循环扫描、NStepSCAN 和FSCAN 调度等算法。

（2）磁盘调度算法需考虑的问题

①先来先服务算法优先根据进程请求访问磁盘的先后次序进行调度，公平，简单；

②最短寻道时间算法要求访问的磁道与当前磁头所在的磁道距离最近，以使每次的寻道时间最短；

③扫描算法不仅考虑到欲访问的磁道与当前磁道的距离，更优先考虑的是磁头当前的移动方向；

④循环扫描算法规定磁头单向移动，防止磁头刚刚经过位置的请求被延迟；

⑤NStepSCAN 算法将磁盘请求队列分成若干个长度为N 的子队列，磁盘调度将按FCFS 算法依次处理这些子队列，可避免出现粘着现象；

⑥FSCAN 算法只将磁盘请求队列分成两个子队列。

4． 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；

（4）破坏性。表现在占用系统空间，占用处理机时间，对系统中的文件造成破坏，使机器运行产生异常情况。

它与一般程序的区别：病毒程序通常不是独立的程序，具有自我复制和迅速传播的传染性，想方设法隐藏自身，其存在的基本目标就是破坏。

5． 在撤消一个进程时所要完成的主要工作是什么？

【答案】如果系统中发生了要求终止进程的某事件，OS 便调用进程终止原语，按下述过程去终止指定的进程:

（1）根据被终止进程标识符，从PCB 集中检索出进程PCB ，从中读出该进程的状态；

（2）若被终止进程正处于执行状态，立即终止该进程的执行，并置调度标志为真，指示该进

程被终止后可以被重新调度；

（3）若该进程还有子进程，应将所有子孙进程终止，以防它们成为不可控进程；

（4）将被终止进程拥有的全部资源，或者归还给父进程，或者归还给系统；

（5）将被终止进程PCB 从所在队列或链表中移出，等待其它程序搜集信息。

6． 试归纳出在操作系统中引起进程调度可能有的原因有哪些？

【答案】引起进程调度的原因与操作系统的类型有关，大体可归结为以下几种：

（1）正在执行的进程运行完毕；

（2）正在执行的进程提出I/O请求；

（3）正在执行的进程执行某种原语操作（如P 操作）导致进程阻塞；

（4）在分时系统中时间片用完。

以上都是CPU 为不可剥夺方式下引起进程调度的原因。在CPU 是可剥夺方式时，还有下面的原因：

（5）就绪队列中的某个进程的优先级变得高于当前运行进程的优先级时。

7． 为何要引入与设备的无关性? 如何实现设备的独立性？

【答案】（1）引入设备无关系的目的

引入设备独立性，可使应用程序独立于具体的物理设备，显著改善资源的利用率及可适应性；还可以使用户独立于设备的类型。

（2）实现设备独立性的方法

在应用程序中应使用逻辑设备名称来请求使用某类设备，当应用程序用逻辑设备名请求分配I/0设备时，系统必须为它分配相应的物理设备，关在逻辑设备表LUT 中建立一个表目。

8． 何谓缓冲区溢出？攻击者如何利用缓冲区溢出进行攻击？

【答案】缓冲区溢出是指计算机对接收的输入数据没有进行有效的检测，向缓冲区内填充数据时超过了缓冲区本身的容量，而导致数据溢出到被分配空间之外的内存空间，使得溢出的数据覆盖了其他内存空间的数据。

通过往程序的缓冲区写超出其长度的内容，造成缓冲区的溢出，从而破坏程序的堆栈，造成程序崩溃或使程序转而执行其它指令，以达到攻击的目的。

9． 何谓UMA 多处理机结构？它又可进一步分为哪几种结构？ 【答案】即统一内存访问（也称一致性内存访问）。在这种结构的多处理机系统中，各处理器单元（CPU ）在功能和结构上都是相同的，在处理上没有主从之分（即属于SMP 系统），每个处理机可以访问不同模块中的存储器单元，并且对于每个存储器单元的读写速度是相同的。

根据处理机与存储器模块的连接方式的不同，可以具体分为以下三种结构:（1）基于单总线