页面大小为 4KB，一次内存的访问时间是 100ns，一次快表（TLB）的访问时 间是 10ns，处理一次缺页的平均时间为 108ns（已含更新 TLB 和页表的时间）， 进程的驻留集大小固定为 2，采用最近最少使用置换算法（LRU）和局部淘汰策 略。假设①TLB 初始为空；②地址转换时先访问 TLB，若 TLB 未命中，再访问页 表（忽略访问页表之后的 TLB 更新时间）；③有效位为 0 表示页面不在内存，产 生缺页中断，缺页中断处理后，返回到产生缺页中断的指令处重新执行。设有虚 地址访问序列 2362H、1565H、25A5H，请问：
（1） 依次访问上述三个虚地址，各需多少时间？给出计算过程。
（2） 基于上述访问序列，虚地址 1565H 的物理地址是多少？请说明理由。
（1）根据页式管理的工作原理，应先考虑页面大小，以便将页号和页内位移分解出来。页面大小为 4KB，即 212，则得到页内位移占虚地址的低 12 位，页 号占剩余高位。可得三个虚地址的页号 P 如下（十六进制的一位数字转换成 4 位二进制，因此，十六进制的低三位正好为页内位移，最高位为页号）：
2362H：P=2，访问快表 10ns，因初始为空，访问页表 100ns 得到页框号，合 成物理地址后访问主存 100ns，共计 10ns+100ns+100ns=210ns。
1565H：P=1，访问快表 10ns，落空，访问页表 100ns 落空，进行缺页中断处 理 108ns，合成物理地址后访问主存 100ns，共计 10ns+100ns+108ns+100ns≈108ns。
25A5H：P=2，访问快表，因第一次访问已将该页号放入快表，因此花费 10ns便可合成物理地址，访问主存 100ns，共计 10ns+100ns=110ns
（2）当访问虚地址 1565H 时，产生缺页中断，合法驻留集为 2，必须从页表 中淘汰一个页面，根据题目的置换算法，应淘汰 0 号页面，因此 1565H 的对应页 框号为 101H。由此可得 1565H 的物理地址为 101565H。
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第五章 设备管理 一、单项选择题
1、在操作系统中，用户在使用I/O设备时，通常采用（ ）。
A.物理设备名 B.逻辑设备名 C.虚拟设备名 D.设备牌号 2、 操作系统中采用缓冲技术的目的是为了增强系统（ ）的能力。
A.串行操作 B. 控制操作 C.重执操作 D.并行操作
3、操作系统采用缓冲技术，能够减少对CPU的（ ）次数，从而提高资源的利用率。
A. 中断 B.访问 C. 控制 D. 依赖
4、CPU输出数据的速度远远高于打印机的打印速度，为了解决这一矛盾，可采用（ ）。
A.并行技术 B.通道技术 C.缓冲技术 D.虚存技术 5、 缓冲技术用于（ ）。
A. 提高主机和设备交换信息的速度 B 提供主、辅存接口 C提高设备利用率 D扩充相对地址空间 6、通道是一种（ ）。
A.I/O端口 B.数据通道 C.I/O专用处理机 D.软件工具
7、设备管理的主要程序之一是设备分配程序，当进程请求在内存和外设之间传送信息时，设备分配程序分配设备的过程通常是
（ ）。
A、先分配设备，再分配控制器，最后分配通道 B、先分配控制器，再分配设备，最后分配通道 C、先分配通道，再分配设备，最后分配控制器 D、先分配通道，再分配控制器，最后分配设备 8、下列描述中，不是设备管理的功能的是（ ）。
A．实现外围设备的分配与回收 B．缓冲管理与地址转换 C．实现按名存取 D．实现I/O操作 9、用户编制的程序与实际使用的物理设备无关是由（ ）功能实现的。
A．设备分配 B．设备驱动 C．虚拟设备 D．设备独立性 10、SPOOLing技术利用于（ ）。
A.外设概念 B.虚拟设备概念 C.磁带概念 D.存储概念 11、采用SPOOLing技术的目的是（ ）。
A.提高独占设备的利用率 B.提高主机效率 C.减轻用户编程负担 D.提高程序的运行速度 12、采用假脱机技术的目的是（ ）。
A、提高外设和主机的利用率 B、提高内存和主机效率 C、减轻用户编程负担 D、提高程序的运行速度 13、假脱机技术一般不适用于（ ）。
A、分时系统 B、多道批处理系统 C、网络操作系统 D、多处理机系统
14．虚拟设备是指( )。A允许用户使用比系统中具有的物理设备更多的设备 B．允许用户以标准化方式来使用物理设备 c．把共享设备模拟独占设备 D．允许用户程序不必全部装入主存便可使用系统中的设备
15．对存储型设备，输入输出操作的信息是以( )为单位传输的。 A．位 B．字节 C．字 D．块
16.使用户编制的程序与实际使用的物理设备无关是由( )功能实现的。A.设备分配 B.设备驱动 c.虚拟设备 D.设备独立性
17．启动磁盘执行—次输入输出操作时，( )是硬件设计时就固定的。 A寻道时间 B．启动时间 c．传送时间 D．一次I／O操作的总时间
18．操作系统设置( )，用来记录计算机系统所配置的独占设备类型、台数和分配情况 A．设备分配表 B．设备类表 c设备表 D．设备控制表
19．设备的独立性是指( )。 A．设备具有独立执行I／O功能的一种特性 B．用户程序使用的设备与实际使用哪台设备无关的一种特性 c能独立实现设备共享的一种特性 D．设备驱动程序独立于具体使用的物理设备的一种特性
20．( )总是从移动臂当前位置开始沿着臂的移动方向去选择离当前移动臂最近的那个柱面的访问者，若沿臂的移动方向无请求访问时，就改变臂的移动方向再选择。 A．先来先服务调度算法 B．最短寻找时间优先调度算法 c．电梯调度算法 D．单向扫描调度算法 二、填空题
1、操作系统中对外围设备的启动和控制工作由_设备管理部分_完成。
2、从资源分配的角度看，可以把设备分为 独占设备 （如打印机）、共享设备（如磁盘）和虚拟设备。 3、虚拟设备是通过SPOOLing 技术把 独占设备变成能为若干用户的共享设备。 4、常用的设备分配算法是 先来先服务，优先级高的优先服务
5、设备驱动程序 是控制设备动作的核心模块，如设备的打开、关闭、读、写等，用来控制设备上数据的传
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6、SPOOLing系统一般分为四个部分：存输入、 取输入，存输出 和取输出，其中中间的两部分负责对输入井和输出井进行管理。 7．只能让一个作业独占使用的设备称为_独占设备_。可以让几个作业同时使用的设备称为_共享设备_。 8._通道地址字_是用来存放通道程序首地址的主存固定单元。
9．用共享设备来模拟独占设备的工作．把独占设备改造成可共享的，这种模拟的独占设备称为_虚拟设备_。 10．计算机系统为每台设备确定一个编号，以便区分和识别，这个确定的编号成为设备的 绝对号 11. ___设备独立性___是指用户编制程序时使用的设备与实际使用哪台设备无关的特性 12.操作系统用_设备分配表_记录计算机系统所配置的独占设备类型、台数和分配情况等。 13．要确定磁盘上一个块所在的位置必须给出三个参数：_柱面号_ 、磁头号_和_扇区号_
14．为了减少移动臂进行移动所花费的时间，每个文件的信息不是按盘面上的_磁道_顺序存放满一个盘面后，再放到另一个盘面上，
而是按_柱面顺序_存放。
15.常用的移臂调度算法有_先来先服务_、最短寻找时间优先算法、_扫描算法_和__循环扫描算法_
16．每一条通道命令规定了设备的一种操作，一般都由命令码、_数据主存地址，传送字节数_及标志码等四部分组成。 17．磁道调度算法中除了先来先服务调度算法外，其余三种调度算法都是根据欲访问者的_磁道位置_来进行调度的。 18．对于一个能预知处理要求的信息采用_提前读__可以提高系统的效率。 19.主存储器与外围设备之间传送信息的输入输出操作由_通道_完成。
20．操作系统用由计算机硬件提供的一组_通道命令_来规定通道执行一次输入输出应做的工作。 三、简答题
1、为什么要引入缓冲技术？设置缓冲区的原则是什么？ 引入缓冲技术的主要目的是：
①缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾； ②提高它们之间的并行性；
③减少对CPU的中断次数，放宽CPU对中断响应时间的要求。
设置缓冲区的原则是：如果数据到达率与离去率相差很大，则可采用单缓冲方式；如果信息的输入和输出速率相同（或相差不大）时，则可用双缓冲区；对于阵发性的输入、输出，可以设立多个缓冲区。 2、设备驱动进程执行的主要功能是什么？
设备驱动进程严格执行设备驱动程序中规定的各种功能，即：接受用户的I/O请求；取出请求队列中队首请求，将相应设备分配给它；启动该设备工作，完成指定的I/O操作；处理来自设备的中断。 3．简述寻找时间，延迟时间和传送时间的含义。
寻找时间是指磁头在移动臂带动下移动到指定柱面所花的时间；延迟时间是指扇区旋转到磁头下所需的时间；传送时间是指由磁头进行读写完成信息传送的时间。 4．简述SPOOL系统的组成。
SPOOL系统由三部分程序组成：预输入程序、井管理程序和缓输出程序。预输入程序把作业流中的每个作业的初始信息传送到输入井中保存；井管理程序既负责从输入井中读出信息供用户使用，也负责把作业产生的结果保存到输出井中去；缓输出程序负责把输出井中的作业结果打印输出。 (四)计算题
1．若有一个磁盘共有l00个柱面，每个柱面上有8个磁道，每个盘面被划分成4个扇区。现有一个含3200逻辑记录的文件，逻辑记录的大小与扇面的大小一致，该文件以顺序结构的形式被存放到磁盘上。柱面、磁道、扇区以及逻辑记录的编号均从“0”开始。文件信息从0柱面、0磁道、0扇区开始存放，请问：(1)如何确定该文件的第1838个逻辑记录存放在磁盘上的位置，其柱面号、磁头号和扇区号? (2)第56柱面的第7磁道的第3扇区存放了该文件的第几个逻辑记录?
(1)已知t＝8，s＝4，b＝1838，则D＝s×t＝4×8=32，M=[b／D]=[1838／32]=57，N＝b mod D＝1838 mod 32＝14，∴ 柱面号＝M＝57，磁头号＝[N／s]＝[14／4]＝3， 扇区号＝N mod s＝14 mod 4＝2
(2)已知s＝4，t＝8，i＝56，j＝7，k=3，则 记录号＝k+s×(j+i×t)＝3+4×(7+56×8)=1823
2．若某磁盘共有200个柱面，其编号为0～199，假设已完成68号柱面的访问请求，正在为访问96号柱面的请求者服务，还有若干个请求者在等待服务，他们依次要访问的柱面号为：175，52，157，36，159、106，l 08，72，(1)请分别计算用先来先服务调度算法、最短寻找时间调度算法、电梯调度算法和单向扫描调度算法来确定实际服务的次序。 (2)按实际服务次序计算(1)中四种算法下移动臂需移动的距离。
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(1)先来先服务调度算法： 0 36 52 68 72 96 106 108 157 159 175 199 实
际
服
务
的
次
序
：
68→96→175→52→157→36→159→106→108→72
；
∵
(175-96)+(175-52)+(157-52)+(157-36)+(159-36)+(159-106)+(108-106)+(108-72)=642 ∴ 移动臂需移动642柱面的距离 (2)最短寻找时间优先调度算法： 0 36 52 68 72 96 106 108 157 159 175 199 实
际
服
务
的
次
序
：
68→96→106→108→72→52→36→157→159→175
；
∵
(106-96)+(108-l06)+(108-72)+(72-52)+(52-36)+(157-36)+(159-l57)+(175-159)=223 ∴ 移动臂需移动223个柱面的距离 (3)电梯调度算法： 0 36 52 68 72 96 106 108 157 159 175 199 实
际
服
务
的
次
序
：
68→96→106→108→157→159→175→72→52→36
；
∵
(106-96)+(108-l06)+(157-108)+(159-l57)+(175-159)+(175-72)+(72-52)+(52-36)=218 ∴ 移动臂需移动218个柱面的距离 (4)单向扫描调度算法： 0 36 52 68 72 96 106 108 157 159 175 199 实
际
服
务
的
次
序
：
68→96→106→108→157→159→175→199→0→36→52→72
；
∵
(106-96)+(108-
l06)+(157-108)+(159-l57)+(175-159)+(199-175)+(36-0)+(52-36)+(72-52)=175 ∴除了移动臂由里向外返回所用的时间外，还需移动l 75个柱面的距离
3．若现在磁盘的移动臂处于第15号柱面有六个请求者等待访问磁盘下表，如何响应这些访问才最省时间？ 序号 柱面号 磁头号 扇区导 ① 12 2 6 ② 5 3 2 ③ 16 8 7 ④ 6 4 1 ⑤ 16 7 3 ⑥ 12 5 6
针对本题分析各种移臂调度算法，发现以最短寻找时间调度算法最优，移动臂距离最短，也就是设访问的柱面次序为：16，12，6，5。其次，从旋转调度角度出发无法确定访问同一柱面上扇区时先响应哪个扇区更快，所以最省时间的响应次序有以下四种：3→5→1→6→4→2；3→5→6→1→4→2；5→3→1→6→4→2；5→3→6→1→4→2；
4．若某磁盘的旋转速度为20毫秒／周，磁盘初始化时每个盘面分成10个扇区，扇区按磁盘旋转的反向编号，依次为0～9，现有10个逻辑记录R0，R1,…,R9，依次存放在0～9十个扇区上。处理程序要顺序处理这些记录，每读出一个记录后处理程序要花6毫秒进行处理，然后再顺序读下一个记录并处理，直到全部记录处理完毕，请回答：(1)顺序处理完这10个记录总共花费多少时间? (2)优化分布这些记录，使这10个记录的处理总时间最短，并算出优化分布时需花费的时间。
〔1)顺序存放：R0→R9；由20ms÷10＝2ms知，每读一个扇区花2ms，由2ms+6ms＝8ms知，读出并处理完R0后，读写磁头已在R4的位置，要读Rl记录，则要有14ms延迟时间。顺序处理完这十个记录需花费时间为：10×(2+6)+9×(2×7)＝926(ms)
(2) 优化分布：R0→R5→R3→R8→R1→R6→R4→R9→R2→R7，即得逻辑记录的最优分布。此时处理十个记录所花费的时间为：10×(2+6)＝80(ms)
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第六章 文件系统 一、单项选择题
1、文件代表了计算机系统中的（ ）。
A.硬件 B.软件 C.软件资源 D.硬件资源
2、在UNIX系统中，用户程序经过编译之后得到的可执行文件属于（ ）。
A．ASCII文件 B．普通文件 C．目录文件 D．特别文件 3、特别文件是与（ ）有关的文件。
A.文本 B.图像 C.硬件设备 D.二进制数据 4、按文件用途分类，编译程序是( )。
A．系统文件 B．库文件 C．用户文件 D．档案文件
5、操作系统是通过（ ）来对文件进行编排、增删、维护和检索。
A、按名存取 B、数据逻辑地址 C、数据物理地址 D、文件属性 6、（ ）的文件组织形式称为文件的逻辑组织。
A.在外部设备上 B.从用户观点看 C.虚拟存储 D.目录 7、文件的逻辑记录的大小（ ）。
A. 是恒定的 B.随使用要求变化的 C.可随意改变的 D.无法确定是哪种可能 8、由字符序列组成，文件内的信息不再划分结构，这是指（ ）。
A.流式文件 B. 记录式文件 C.顺序文件 D.有序文件 9、数据库文件的逻辑结构形式是（ ）。
A.字符流式文件 B. 档案文件 C.记录式文件 D.只读文件 11、存放在磁盘上的文件（ ）。
A.既可随机访问，又可顺序访问 B.只能随机访问 C.只能顺序访问 D.必须通过操作系统访问 12、文件的存储方法依赖于（ ）。
A.文件的物理结构 B.存放文件的存储设备的特性 C.A和B D.文件的逻辑 13、下列不便于文件扩充的物理文件结构是（ ）。
A.顺序文件 B.逻辑文件 C.索引文件 D.索引顺序文件
14、在文件系统中，文件的不同物理结构有不同的优缺点。在下列文件的物理组织结构中，不具有直接读写文件任意一个记录的能
力的结构是（ ）。
A.连续文件 B. 串连文件 C. 索引文件 D.逻辑文件
15、文件系统为每个文件另建立一张指示逻辑记录和物理记录之间的对应关系表，由此表和文件本身构成的文件是（ ）。
A.连续文件 B.串连文件 C.索引文件 D.逻辑文件
16、在以下的文件物理存储组织形式中，（ ）常用于存放大型的系统文件。 A．顺序文件 B．索引顺序文件 C．索引文件 D．多重索引文件 17、如果文件系统中有两个文件重名，不应采用（ ）。
A.单级目录结构 B.树型目录结构 C.二级目录结构 D.A和C 18、文件系统采用二级文件目录可以（ ）。
A.缩短访问存储器的时间 B.实现文件共享 C.节省内存空间 D.解决不同用户间的文件命名冲突 19、目录文件所存放的信息是（ ）。
A. 某一文件存放的数据信息 B.某一文件的文件目录 C.该目录中所有数据文件目录 B. 该目录中所有子目录文件和数据文件的目录
20、使用绝对路径名访问文件是从（ ）开始按目录结构访问某个文件。
A.当前目录 B.用户主目录 C.根目录 D.父目录 21、文件的存储空间管理实质上是对（ ）的组织和管理的问题。
A、文件目录 B、外存已占用区域 C、外存空白块 D、文件控制块 22、根据外存设备不同，文件被划分为若干个大小相等的物理块，它是（ ）的基本单位。
A.存放文件信息或分配存储空间 B.组织和使用信息 C.表示单位信息 D.记录式文件
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