《現(xiàn)代操作系統(tǒng)第四版》第五章答案

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第五章輸入 /輸出 習(xí)題1.芯片技術(shù)的進(jìn)展已經(jīng)使得將整個(gè)控制器包括所有總線訪問(wèn)邏輯放在一個(gè)便宜的芯片上成為可能。這對(duì)于圖1-5 的模型具有什么影響？答：（題目有問(wèn)題，應(yīng)該是圖1-6 ）在此圖中，一個(gè)控制器有兩個(gè)設(shè)備。單個(gè)控制器可以有多個(gè)設(shè)備就無(wú)需每個(gè)設(shè)備都有一個(gè)控制器。如果控制器變得幾乎是自由的，那么只需把控制器做入設(shè)備本身就行了。這種設(shè)計(jì)同樣也可以并行多個(gè)傳輸，因而也獲得較好的性能。2. 已知圖 5-1 列出的速度，是否可能以全速?gòu)囊慌_(tái)掃描儀掃描文檔并且通過(guò)802.1 lg 網(wǎng)絡(luò)對(duì)其進(jìn)行傳輸 ?請(qǐng)解釋你的答案。答：太簡(jiǎn)單了。掃描儀最高速率為400 KB/Sec ，而

2、總線程和磁盤(pán)都為16.7專心-專注-專業(yè)MB/sec ，因此磁盤(pán)和總線都無(wú)法飽和。3.圖 5-3b 顯示了即使在存在單獨(dú)的總線用于內(nèi)存和用于I/O 設(shè)備的情況下使用內(nèi)存映射 I/O 的一種方法，也就是說(shuō)，首先嘗試內(nèi)存總線，如果失敗則嘗試I/O總線。一名聰明的計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)的學(xué)生想出了一個(gè)改進(jìn)辦法：并行地嘗試兩個(gè)總線，以加快訪問(wèn)I/O 設(shè)備的過(guò)程。你認(rèn)為這個(gè)想法如何？答：這不是一個(gè)好主意。內(nèi)存總線肯定比I/O 總線快。一般的內(nèi)存請(qǐng)求總是內(nèi)存總線先完成，而I/O 總線仍然忙碌。如果CPU 要一直等待 I/O 總線完成，那就是將內(nèi)存的性能降低為I/O 總線的水平。4.假設(shè)一個(gè)系統(tǒng)使用DMA 將數(shù)據(jù)從

3、磁盤(pán)控制器傳送到內(nèi)存。進(jìn)一步假設(shè)平均花費(fèi) t2ns 獲得總線，并且花費(fèi)t1ns 在總線上傳送一個(gè)字（t1>>t2 ）。在 CPU 對(duì)DMA 控制器進(jìn)行編程之后，如果（a）采用一次一字模式，（b）采用突發(fā)模式，從磁盤(pán)控制器到內(nèi)存?zhèn)魉?000 個(gè)字需要多少時(shí)間？假設(shè)向磁盤(pán)控制器發(fā)送命令需要獲取總線以傳輸一個(gè)字，并且應(yīng)答傳輸也需要獲取總線以傳輸一個(gè)字。答：（ a） 1000 × (t1+t2)+(t1+t2)+(t1+t2)；第一個(gè) (t1+t2) 是獲取總線并將命令發(fā)送到磁盤(pán)控制器，第二個(gè) (t1+t2) 是用于傳輸字，第三個(gè) (t1+t2) 是為了確認(rèn)。總之，共 3000

4、× (t1+t2)納秒。（ b） (t1+t2)+t1+1000× t2+(t1+t2)，第一個(gè) (t1+t2) 是獲取總線并將命令發(fā)送到磁盤(pán)控制器，第二個(gè)t1 是為磁盤(pán)控制器獲取總線，第三個(gè)1000 × t2是突發(fā)傳送，第第四個(gè) (t1+t2) 是獲取總線并做確認(rèn)。總3t1+1002×。t25.假設(shè)一臺(tái)計(jì)算機(jī)能夠在10ns 內(nèi)讀或者寫(xiě)一個(gè)內(nèi)存字， 并且假設(shè)當(dāng)中斷發(fā)生時(shí)，所有 32 位寄存器連同程序計(jì)數(shù)器和PSW 被壓人堆棧。該計(jì)算機(jī)每秒能夠處理的中斷的最大數(shù)目是多少？答：一次中斷需要入棧34 個(gè)字。而從中斷返回需要把34 個(gè)字從棧中取出?？偤臅r(shí)為 68

5、0 ns 。因此，每秒最多處理 147 萬(wàn)次中斷，假設(shè)每次中斷什么也不做。6.CPU 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師知道操作系統(tǒng)編寫(xiě)者痛恨不精確的中斷。取悅于OS 人群的一種方法是當(dāng)?shù)玫揭粋€(gè)中斷信號(hào)通知時(shí)，讓CPU 停止發(fā)射指令，但是允許當(dāng)前正在執(zhí)行的指令完成， 然后強(qiáng)制中斷。 這一方案是否有缺點(diǎn)？請(qǐng)解釋你的答案。答：當(dāng)前的處理器一般采用多級(jí)流水線操作，無(wú)法準(zhǔn)確地確定CPU 當(dāng)前正在執(zhí)行的指令是哪一條，所以停止讓CPU 發(fā)送指令后，需要等待把流水線中的指令全部執(zhí)行完成才能響應(yīng)中斷， 對(duì)于指令不按序執(zhí)行的處理器而言，會(huì)造成中斷響應(yīng)的不精確。7.在圖 5-9b 中，中斷直到下一個(gè)字符輸出到打印機(jī)之后才得到應(yīng)答。中

6、斷在中斷服務(wù)程序開(kāi)始時(shí)立刻得到應(yīng)答是否同樣可行?如果是，請(qǐng)給出像本書(shū)中那樣在中斷服務(wù)程序結(jié)束時(shí)應(yīng)答中斷的一個(gè)理由。如果不是，為什么？答：在開(kāi)始中斷服務(wù)例程時(shí)就確認(rèn)是可以的。而在最后才做的原因是因?yàn)橹袛喾?wù)例程的代碼都非常短。 通過(guò)先輸出另一個(gè)字符和然后確認(rèn)該中斷，如果立即發(fā)生另一個(gè)中斷， 打印機(jī)將在此中斷期間工作，將使得打印稍快。 該方法的缺點(diǎn)是當(dāng)其他中斷禁用時(shí)，死機(jī)時(shí)間稍長(zhǎng)。8.一臺(tái)計(jì)算機(jī)具有如圖1-6a 所示的三階段流水線。在每一個(gè)時(shí)鐘周期，一條新的指令從 PC 所指向的地址處的內(nèi)存中取出并放人流水線，同時(shí)PC 值增加。每條指令恰好占據(jù)一個(gè)內(nèi)存字。 已經(jīng)在流水線中的指令每個(gè)時(shí)鐘周期前進(jìn)一個(gè)

7、階段。當(dāng)中斷發(fā)生時(shí)，當(dāng)前PC 壓入堆棧，并且將 PC 設(shè)置為中斷處理程序的地址。然后，流水線右移一個(gè)階段并且中斷處理程序的第一條指令被取入流水線。該機(jī)器具有精確的中斷嗎 ?請(qǐng)解釋你的答案。答：（題目有問(wèn)題，應(yīng)該是圖1-7a ）具有精確的中斷。入棧的PC 指向第一條未讀取的指令。之前的所有指令都已執(zhí)行， 而指向的指令及其后續(xù)指令均尚未執(zhí)行，這就是精確中斷的條件。 精確中斷在單管線的機(jī)器上不難實(shí)現(xiàn)，但是當(dāng)指令不按序執(zhí)行時(shí)會(huì)有麻煩，此時(shí)就不再具有精確的中斷。9.一個(gè)典型的文本打印頁(yè)面包含50 行，每行 80 個(gè)字符。設(shè)想某一臺(tái)打印機(jī)每分鐘可以打印 6 個(gè)頁(yè)面，并且將字符寫(xiě)到打印機(jī)輸出寄存器的時(shí)間很短

8、以至于可以忽略。如果打印每一個(gè)字符要請(qǐng)求一次中斷，而進(jìn)行中斷服務(wù)要花費(fèi)總計(jì)5 s的時(shí)間，那么使用中斷驅(qū)動(dòng)的I/O 來(lái)運(yùn)行該打印機(jī)有沒(méi)有意義？答：該打印機(jī)打印每分鐘打印50 × 80 ×= 個(gè)字符，也就是 400 字符 /s，每個(gè)字符使用 50ns 的 CPU 時(shí)間用于中斷，因此，每秒總共的中斷時(shí)間是20 ms 。使用中斷驅(qū)動(dòng) I/O 余下的 980ms 可供其它使用。換句話說(shuō)，中斷耗時(shí)只占CPU時(shí)間的 2%，這幾乎不會(huì)影響運(yùn)行的程序。10. 請(qǐng)解釋 OS 如何幫助安裝新的驅(qū)動(dòng)程序而無(wú)須重新編譯 OS 。答： UNIX 通過(guò)以下的方法實(shí)現(xiàn)。有一個(gè)由設(shè)備編號(hào)索引的表，每個(gè)表項(xiàng)是

9、一個(gè)C 結(jié)構(gòu)，其中包含指向打開(kāi)、關(guān)閉、讀取和寫(xiě)入功能的指針，以及來(lái)自設(shè)備的其他一些東西。 要安裝新設(shè)備， 必須在此表中新建一個(gè)條目， 并將指針填充到新加載的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序中。11. 以下各項(xiàng)工作是在四個(gè) I/O 軟件層的哪一層完成的？a)為一個(gè)磁盤(pán)讀操作計(jì)算磁道、扇區(qū)、磁頭。b)向設(shè)備寄存器寫(xiě)命令。c)檢査用戶是否允許使用設(shè)備。d)將二進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換成ASCII 碼以便打印。答：（ a）設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。（ b）設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。（ c）設(shè)備無(wú)關(guān)的軟件。（ d）用戶級(jí)軟件。12. 一個(gè)局域網(wǎng)以如下方式使用：用戶發(fā)出一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用，請(qǐng)求將數(shù)據(jù)包寫(xiě)到網(wǎng)上，然后操作系統(tǒng)將數(shù)據(jù)復(fù)制到一個(gè)內(nèi)核緩沖區(qū)中， 再將數(shù)據(jù)復(fù)制

10、到網(wǎng)絡(luò)控制器接口板上。當(dāng)所有數(shù)據(jù)都安全地存放在控制器中時(shí)， 再將它們通過(guò)網(wǎng)絡(luò)以 10Mb/s的速率發(fā)送。在每一位被發(fā)送后， 接收的網(wǎng)絡(luò)控制器以每微秒一位的速率保存它們。當(dāng)最后一位到達(dá)時(shí)，目標(biāo)CPU 被中斷，內(nèi)核將新到達(dá)的數(shù)據(jù)包復(fù)制到內(nèi)核緩沖區(qū)中進(jìn)行檢査。 一旦判明該數(shù)據(jù)包是發(fā)送給哪個(gè)用戶的，內(nèi)核就將數(shù)據(jù)復(fù)制到該用戶空間。如果我們假設(shè)每一個(gè)中斷及其相關(guān)的處理過(guò)程花費(fèi)1ms 時(shí)間，數(shù)據(jù)包為 1024 字節(jié)（忽略包頭），并且復(fù)制一個(gè)字節(jié)花費(fèi)1ns 時(shí)間，那么將數(shù)據(jù)從一個(gè)進(jìn)程轉(zhuǎn)儲(chǔ)到另一個(gè)進(jìn)程的最大速率是多少? 假設(shè)發(fā)送進(jìn)程被阻塞直到接收端結(jié)束工作并且返回一個(gè)應(yīng)答。 為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，假設(shè)獲得返回應(yīng)答的時(shí)間非

11、常短，可以忽略不計(jì)。答：在這個(gè)過(guò)程中，包必須復(fù)制四次，需要4.1 毫秒。有兩個(gè)中斷，占2 毫秒。最后，傳輸時(shí)間為0.83 毫秒， 1024 字節(jié)的數(shù)據(jù)包共需要6.93 毫秒。最大數(shù)據(jù)傳輸速率為 字節(jié) /秒，或約 10 兆位 /秒的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)稱容量的12% 。（如果我們考慮協(xié)議開(kāi)銷，結(jié)果會(huì)變得更糟）13. 為什么打印機(jī)的輸出文件在打印前通常都假脫機(jī)輸出在磁盤(pán)上？答：如果每次輸出都立即分配打印機(jī)，某進(jìn)程可以通過(guò)打印機(jī)1 個(gè)字符來(lái)凍結(jié)打印機(jī)，然后休眠一個(gè)星期。14.3 級(jí) RAID 只使用一個(gè)奇偶驅(qū)動(dòng)器就能夠糾正一位錯(cuò)誤。那么 2 級(jí) RAID 的意義是什么？畢竟2 級(jí) RAID 也只能糾正一位錯(cuò)誤而且

12、需要更多的驅(qū)動(dòng)器。答： RAD level 2 不僅可以從故障驅(qū)動(dòng)器來(lái)恢復(fù)錯(cuò)誤位，還可以從未被檢測(cè)的的瞬時(shí)差錯(cuò)中恢復(fù)。如果某驅(qū)動(dòng)器發(fā)送一個(gè)壞數(shù)據(jù)位，RAID level 2 可以糾正，而RAIDlevel 3 不能。15. 如果兩個(gè)或更多的驅(qū)動(dòng)器在很短的時(shí)間內(nèi)崩潰，那么 RAID 就可能失效。假設(shè)在給定的一小時(shí)內(nèi)一個(gè)驅(qū)動(dòng)器崩潰的概率是 p ，那么在給定的一小時(shí)內(nèi)具有 k個(gè)驅(qū)動(dòng)器的 RAID 失效的概率是多少？答：0 次故障的概率 P0 為 (1-p)k 。1 次故障的概率 P1 為 kp(1-p)k-1 。而整個(gè) RAID發(fā)生故障的概率為1-P0-P1 ，也就是 1-(1-p)k-kp(1-p

13、)k-1 。16. 從讀性能、寫(xiě)性能、空間開(kāi)銷以及可靠性方面對(duì)0 級(jí) RAID 到 5 級(jí) RAID 進(jìn)行比較。答：讀取性能： RAID 級(jí)別 0，2，3，4 和 5 允許一個(gè)讀請(qǐng)求并行讀取服務(wù)。然而， RAID 級(jí)別 1 進(jìn)一步允許兩個(gè)讀取請(qǐng)求同時(shí)進(jìn)行。寫(xiě)入性能：所有RAID 級(jí)別提供類似的寫(xiě)入性能?？臻g開(kāi)銷：第0 級(jí)沒(méi)有空間開(kāi)銷，而第1 級(jí) 100% 的開(kāi)銷。第 2 級(jí)帶 32 位數(shù)據(jù)字和六位奇偶校驗(yàn)驅(qū)動(dòng)器，空間開(kāi)銷約18.75% 。對(duì)于32 位數(shù)據(jù)字， 3 級(jí)的空間開(kāi)銷約為3.13% 。最后，假設(shè) 4 和 5 級(jí)別具有 33 個(gè)驅(qū)動(dòng)器，則他們的空間開(kāi)銷是3.13% ?？煽啃裕?0 級(jí)沒(méi)有

14、可靠性支持。所有其他RAID 級(jí)別可以在一個(gè)磁盤(pán)崩潰時(shí)保證數(shù)據(jù)。此外，對(duì)于3，4 和 5 級(jí)別，在一個(gè)字內(nèi)的一個(gè)單一的隨機(jī)位錯(cuò)誤可以被檢測(cè)到，而第 2 級(jí)，在一個(gè)字內(nèi)的一個(gè)單一的隨機(jī)位錯(cuò)誤可以被檢測(cè)和糾正。17. 為什么光存儲(chǔ)設(shè)備天生比磁存儲(chǔ)設(shè)備具有更高的數(shù)據(jù)密度？注意：本題需要某些髙中物理以及磁場(chǎng)是如何產(chǎn)生的知識(shí)。答：在兩個(gè)磁極之間會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。不僅難于使磁場(chǎng)源變小，而且磁場(chǎng)傳播迅速，這將導(dǎo)致此行媒體的表面接近磁源或者傳感器的機(jī)械問(wèn)題。而半導(dǎo)體激光可以在非常小的地方產(chǎn)生激光，而且激光可以從較遠(yuǎn)的地方感知這些極小的點(diǎn)。18. 光盤(pán)和磁盤(pán)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)各是什么？答：光盤(pán)的主要優(yōu)點(diǎn)是它們比磁盤(pán)具有更高

15、的記錄密度。 磁盤(pán)的主要優(yōu)點(diǎn)是比光盤(pán)快一個(gè)數(shù)量級(jí)。19. 如果一個(gè)磁盤(pán)控制器沒(méi)有內(nèi)部緩沖，一旦從磁盤(pán)上接收到字節(jié)就將它們寫(xiě)到內(nèi)存中，那么交錯(cuò)編號(hào)還有用嗎 ?請(qǐng)討論。答：有可能。如果大多數(shù)文件被存儲(chǔ)在邏輯上連續(xù)的扇區(qū)內(nèi)，那么就可能使得程序有時(shí)間以交叉扇區(qū)的形式處理剛剛接收的數(shù)據(jù)，這樣當(dāng)下一請(qǐng)求發(fā)出時(shí)， 磁盤(pán)正好在正確的地方。20. 如果一個(gè)磁盤(pán)是雙交錯(cuò)編號(hào)的，那么該磁盤(pán)是否還需要柱面斜進(jìn)以避免在進(jìn)行磁道到磁道的尋道時(shí)錯(cuò)過(guò)數(shù)據(jù)？請(qǐng)討論你的答案。答：也許要，也許不要。如果跨道時(shí)磁頭移動(dòng)少于2 個(gè)扇區(qū)，就不需要柱面傾斜。如果大于 2 個(gè)扇區(qū)，則需要柱面傾斜。21. 考慮一個(gè)包含 16 個(gè)磁頭和 400

16、 個(gè)柱面的磁盤(pán)。該磁盤(pán)分成 4 個(gè) 100 柱面的區(qū)域，不同的區(qū)域分別包含 160 個(gè)、 200 個(gè)、 240 個(gè)和 280 個(gè)扇區(qū)。假設(shè)每個(gè)扇區(qū)包含512字節(jié)，相鄰柱面間的平均尋道時(shí)間為1ms,并且磁盤(pán)轉(zhuǎn)速為7200rpm 。計(jì)算 a)磁盤(pán)容量、 b) 最優(yōu)磁道斜進(jìn)以及c) 最大數(shù)據(jù)傳輸率。答：（ a）一個(gè)區(qū)的容量是磁道 ×柱面 ×扇區(qū) /柱面 ×字節(jié) /扇區(qū)。1 區(qū) :16 × 100× × = 字節(jié)容量2 區(qū) :16 × 100× 200× 512 = 字節(jié)容量3 區(qū) :16 × 100&

17、#215; 240× 512 = 字節(jié)容量4 區(qū) :16 × 100× 280× 512 = 字節(jié)容量總和 = + + + = （ b） 7200rpm 的旋轉(zhuǎn)速度意味著 120 圈/秒。在 1 毫秒平均尋道里， 0.12 的圈覆蓋。在第 1 區(qū)硬盤(pán)磁頭在 1 毫秒將經(jīng)過(guò) 0.12 × 160扇區(qū)，因此，最優(yōu)軌跡區(qū)域1 的偏斜是 19.2 扇區(qū)。在 2 區(qū)，磁盤(pán)頭在 1 毫秒將經(jīng)過(guò) 0.12 × 200扇區(qū)，因此，最優(yōu)軌跡偏移 24 扇區(qū)。在 3 區(qū)，磁頭在 1 毫秒將經(jīng)過(guò) 0.12× 240扇區(qū)，因此，區(qū)域 3 的最佳磁道

18、偏斜是28.8 扇區(qū)。在 4 區(qū)，磁頭在 1 毫秒經(jīng)過(guò) 0.12× 280扇區(qū)，因此，最優(yōu)軌跡偏移是33.6 扇區(qū)。（ c）在最外層區(qū)域（ 4 區(qū)）內(nèi)的磁頭正在讀取 /寫(xiě)入時(shí)獲得最大數(shù)據(jù)傳輸速率。在那個(gè)區(qū)域，在一秒鐘內(nèi)，280 扇區(qū)被閱讀 120 次。因此，數(shù)據(jù)率為 280 × 120 × 512 = 字節(jié) /秒。22. 一個(gè)磁盤(pán)制造商擁有兩種 5.25 英寸的磁盤(pán)，每種磁盤(pán)都具有 10 000 個(gè)柱面。新磁盤(pán)的線性記錄密度是老磁盤(pán)的兩倍。 在較新的驅(qū)動(dòng)器上哪些特性更好， 哪些無(wú)變化？答：驅(qū)動(dòng)器容量和傳輸速率是原來(lái)的2 倍。尋道時(shí)間和平均旋轉(zhuǎn)延時(shí)是相同的。23.

19、一個(gè)計(jì)算機(jī)制造商決定重新設(shè)計(jì) Pentium 硬盤(pán)的分區(qū)表以提供四個(gè)以上的分區(qū)。這一變化有什么后果？答：一個(gè)相當(dāng)明顯的后果是沒(méi)有哪個(gè)操作系統(tǒng)可以生效，因?yàn)檫@些操作系統(tǒng)都會(huì)在原來(lái)的分區(qū)表位置査找分區(qū)。改變分區(qū)表格式將使所有操作系統(tǒng)都失敗。改變分區(qū)表的唯一方法是同時(shí)改變所有操作系統(tǒng)以使用新的格式。24. 磁盤(pán)請(qǐng)求以柱面 10、22 、20、2、40、6 和 38 的次序進(jìn)入磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器。尋道時(shí)每個(gè)柱面移動(dòng)需要 6ms ，以下各算法所需的尋道時(shí)間是多少？a)先來(lái)先服務(wù)。b)最近柱面優(yōu)先。c)電梯算法（初始向上移動(dòng)） 。在各情形下，假設(shè)磁臂起始于柱面20 。答：(a) FCFS:10+12+2+18+3

20、8+34+32 = 146柱面 = 876 ms （先到先得）(b) SSF: 0+2+12+4+4+36+2 = 60柱面 = 360 ms （每次最小移臂）(c) 電梯算法： 0+2+16+2+30+4+4 = 58柱面 = 348 ms （一個(gè)方向）25. 調(diào)度磁盤(pán)請(qǐng)求的電梯算法的一個(gè)微小更改是總是沿相同的方向掃描。在什么方面這一更改的算法優(yōu)于電梯算法？答：在最壞的情況下，電梯算法需要兩個(gè)完整的磁盤(pán)掃描才能完成一個(gè)讀/寫(xiě)請(qǐng)求服務(wù)，而改進(jìn)算法最多只需要一個(gè)完整的磁盤(pán)掃描。26. 在討論使用非易失性 RAM 的穩(wěn)定的存儲(chǔ)器時(shí)，掩飾了如下要點(diǎn)。如果穩(wěn)定寫(xiě)完成但是在操作系統(tǒng)能夠?qū)o(wú)效的塊編號(hào)寫(xiě)入

21、非易失性 RAM 之前發(fā)生了崩潰，那么會(huì)有什么結(jié)果 ?這一競(jìng)爭(zhēng)條件會(huì)毀滅穩(wěn)定的存儲(chǔ)器的抽象概念嗎 ?請(qǐng)解釋你的答案。答：會(huì)出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)，但是不要緊。 穩(wěn)定寫(xiě)入本身已經(jīng)完成， 事實(shí)上，非易失性 RAM沒(méi)有被更新只是意味著恢復(fù)程序?qū)⒅滥男K被寫(xiě)入過(guò)。它會(huì)讀到兩個(gè)相同的副本，但并不會(huì)改變它們，這是正確的操作。非易失性RAM 在更新前系統(tǒng)崩潰僅僅意味著恢復(fù)程序不得不進(jìn)行兩次磁盤(pán)讀操作。27. 在關(guān)于穩(wěn)定的存儲(chǔ)器的討論中，證明如果在寫(xiě)過(guò)程中發(fā)生了CPU 崩潰，磁盤(pán)可以恢復(fù)到一個(gè)一致的狀態(tài)（寫(xiě)操作或者已完成，或者完全沒(méi)有發(fā)生）。如果在恢復(fù)的過(guò)程中 CPU 再次崩潰，這一特性是否還保持？請(qǐng)解釋你的答案。答：是

22、的，即使在恢復(fù)程序運(yùn)行的過(guò)程中CPU 再次崩潰，磁盤(pán)依然能恢復(fù)一致?tīng)顟B(tài)?？紤]圖 5-31 ，（ a）或（ e）中沒(méi)有恢復(fù)。假設(shè) CPU 在（ b）恢復(fù)期間崩潰，如果 CPU 在驅(qū)動(dòng)器 2 的塊被完全復(fù)制到驅(qū)動(dòng)器1 之前崩潰，情況仍然和以前一樣。隨后的恢復(fù)過(guò)程將檢測(cè)驅(qū)動(dòng)器1 中的 ECC 錯(cuò)誤，然后再次從驅(qū)動(dòng)器2 復(fù)制塊到驅(qū)動(dòng)器 1。如果 CPU 在驅(qū)動(dòng)器 2 的塊被復(fù)制到驅(qū)動(dòng)器1 后崩潰，情況和（e）是一樣的情況。假設(shè)CPU 在（ c）恢復(fù)期間崩潰。如果CPU 崩潰之前，從驅(qū)動(dòng)器 1 塊已完全復(fù)制到驅(qū)動(dòng)器 2，情況和（ d ）是一樣的。隨后的恢復(fù)過(guò)程將檢測(cè)驅(qū)動(dòng)器 2 中的 ECC 錯(cuò)誤，并將該

23、塊從驅(qū)動(dòng)器 1 復(fù)制到驅(qū)動(dòng)器 2。如果 CPU 從驅(qū)動(dòng)器 1 的塊被復(fù)制到驅(qū)動(dòng)器 2 后崩潰，情況和（ e）是一樣的。最后，假設(shè)CPU 在（ d）恢復(fù)期間崩潰。如果CPU 在驅(qū)動(dòng)器 1 之前的塊被完全復(fù)制到驅(qū)動(dòng)器 2 后崩潰，情況仍然和以前一樣。隨后的恢復(fù)過(guò)程將檢測(cè)驅(qū)動(dòng)器2 中的 ECC錯(cuò)誤，然后再次從驅(qū)動(dòng)器1 復(fù)制塊到驅(qū)動(dòng)器2。如果 CPU 從驅(qū)動(dòng)器 1 的塊被復(fù)制到驅(qū)動(dòng)器 2 后崩潰，情況和（ e）是一樣的。28. 某計(jì)算機(jī)上的時(shí)鐘中斷處理程序每一時(shí)鐘滴答需要2ms （包括進(jìn)程切換的開(kāi)銷），時(shí)鐘以 60Hz 的頻率運(yùn)行，那么CPU 用于時(shí)鐘處理的時(shí)間比例是多少？答：時(shí)鐘頻率 60HZ ，故

24、時(shí)鐘周期 T = 1000ms/60 = 50/3ms；CPU 用于時(shí)間處理的比例為： 2 / (50/3)× 100%。= 12%29. 臺(tái)計(jì)算機(jī)以方波模式使用一個(gè)可編程時(shí)鐘。如果使用 500MHz 的晶體，為了達(dá)到如下時(shí)鐘分辨率，存儲(chǔ)寄存器的值應(yīng)該是多少？a) 1ms （每毫秒一個(gè)時(shí)鐘滴答） 。b) 100us 。答：（ a）使用一個(gè) 500 MHz 的晶體，計(jì)數(shù)器可以每2 納秒的遞減。所以，每毫秒一次，寄存器應(yīng)該是 / 2 = 。（ b）每 100 秒獲得一個(gè)時(shí)鐘刻度，持有寄存器值應(yīng)為50000 。30. 個(gè)系統(tǒng)通過(guò)將所有未決的時(shí)鐘請(qǐng)求鏈接在一起而模擬多個(gè)時(shí)鐘，如圖5-34所示

25、。假設(shè)當(dāng)前時(shí)刻是5000 ，并且存在針對(duì)時(shí)刻5008 、5012 、5015 、5029 和5037 的未決的時(shí)鐘請(qǐng)求。請(qǐng)指出在時(shí)刻5000 、5005 和 5013 時(shí)時(shí)鐘頭、當(dāng)前時(shí)刻以及下一信號(hào)的值。請(qǐng)指出在時(shí)刻5023 時(shí)時(shí)鐘頭、當(dāng)前時(shí)刻以及下一信號(hào)的值。答：時(shí)間 5000 ：當(dāng)前時(shí)間 = 5000 ；下一個(gè)信號(hào) = 8；頭 8 4 3 14。 8時(shí)間 5005 ：當(dāng)前時(shí)間 = 5005 ；下一個(gè)信號(hào) = 3；頭 3 4 3 14。 8時(shí)間 5013 ：當(dāng)前時(shí)間 = 5013 ；下一個(gè)信號(hào) = 2 ；頭 2 14 8。時(shí)間 5023 ：當(dāng)前時(shí)間 = 5023 ；下一個(gè)信號(hào) = 6 ；頭

26、6 4 531. 許多 UNIX 版本使用一個(gè) 32 位無(wú)符號(hào)整數(shù)作為從時(shí)間原點(diǎn)計(jì)算的秒數(shù)來(lái)跟蹤時(shí)間。這些系統(tǒng)什么時(shí)候會(huì)溢出（年與月） ? 你盼望這樣的事情實(shí)際發(fā)生嗎？答：一年的平均秒數(shù)為365.25× 24 × 3600 = 31,557,600。計(jì)數(shù)器大約在 232 秒之后回繞。 232/31,557,600= 136.1 年，也就是大約在2106 年 2 月。如果到那時(shí)所有計(jì)算機(jī)至少是64 位的，因此該情形將不會(huì)發(fā)生。32. 個(gè)位圖模式的終端包含 1280× 960 個(gè)像素。為了滾動(dòng)一個(gè)窗口， CPU （或者控制器）必須向上移動(dòng)所有的文本行， 這是通過(guò)將文本

27、行的所有位從視頻 RAM的一部分復(fù)制到另一部分實(shí)現(xiàn)的。如果一個(gè)特殊的窗口高60 行寬 80 個(gè)字符（總共 4800 個(gè)字符），每個(gè)字符框?qū)?8 個(gè)像素高 16 像素，那么以每個(gè)字節(jié)50ns 的復(fù)制速率滾動(dòng)整個(gè)窗口需要多長(zhǎng)時(shí)間？如果所有的行都是80 個(gè)字符長(zhǎng)，那么終端的等價(jià)波特率是多少？將一個(gè)字符顯示在屏幕上需要5 s，每秒能夠顯示多少行？答：滾動(dòng)窗口需要復(fù)制59 行× 80字符 = 4720 字符。復(fù)制 1 個(gè)字符 (16 個(gè)字節(jié) )需 800 ns ，因此整個(gè)窗口需要 3.776 ms 。向屏幕寫(xiě) 80 個(gè)字符需 400ns ，因此滾動(dòng)和顯示新的行需 4.176 ms 。大約 23

28、9.5 行/sec 。33. 接收到一個(gè) DEL(SIGINT) 字符之后，顯示驅(qū)動(dòng)程序?qū)G棄當(dāng)前排隊(duì)等候顯示的所有輸出。為什么？答：假設(shè)用戶無(wú)意中要求編輯器打印數(shù)千條線，然后他點(diǎn)DEL 停止它。如果驅(qū)動(dòng)程序沒(méi)有放棄輸出， 則輸出可能會(huì)持續(xù)幾秒鐘后，當(dāng)沒(méi)有發(fā)生的事情時(shí)， 這將使用戶一次又一次地?fù)糁蠨EL 并且刷新。34. 在最初 IBM PC 的彩色顯示器上， 在除了 CRT 電子束垂直回掃期間以外的任何時(shí)間向視頻 RAM 中寫(xiě)數(shù)據(jù)都會(huì)導(dǎo)致屏幕上出現(xiàn)難看的斑點(diǎn)。一個(gè)屏幕映像為25× 80個(gè)字符，每個(gè)字符占據(jù)8×8像素的方框。每行640 像素在電子束的一次水平掃描中繪出，需要

29、花費(fèi)63.6s，包括水平回掃。屏幕每秒鐘刷新60 次，每次刷新均需要一個(gè)垂直回掃期以便使電子束回到屏幕頂端。在這一過(guò)程中可供寫(xiě)視頻 RAM 的時(shí)間比例是多少？答： 25 行字符，每行高8 個(gè)像素，需要200 次掃描才能繪制。每秒刷新60 次屏幕，或者 12000 次行掃描 /秒。在 63.6 微秒 /掃描，每秒中用于波束水平移動(dòng)763 毫秒，留下了 237 毫秒的時(shí)間可供視頻RAM 寫(xiě)入。因此，視頻RAM 可用的時(shí)間占 23.7% 。35. 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員期望鼠標(biāo)移動(dòng)的最大速率為 20cm/s 。如果一個(gè)鼠標(biāo)步是 0.1mm ，并且每個(gè)鼠標(biāo)消息 3 個(gè)字節(jié)，假設(shè)每個(gè)鼠標(biāo)步都是單獨(dú)報(bào)告的，

30、那么鼠標(biāo)的最大數(shù)據(jù)傳輸率是多少？答：鼠標(biāo)的最大速率為200mm/sec ，也就是 2000mickeys/sec ，如果每次報(bào)告為 3 個(gè)字節(jié)，輸出速率為6000 字節(jié) /sec 。36. 基本的加性顏色是紅色、綠色和藍(lán)色，這意味著任何顏色都可以通過(guò)這些顏色的線性疊加而構(gòu)造出來(lái)。 某人擁有一張不能使用全 24 位顏色表示的彩色照片，這可能嗎？答：對(duì)于 24 位彩色系統(tǒng)，僅能夠表示224 種顏色。這不是顏色的全部。例如，假設(shè)某攝影師以300 種純藍(lán)繪圖，每種都有一點(diǎn)區(qū)別。那么，而(R,G,B) 中的 B只有 8 位，只能表示 256 種藍(lán)色，而無(wú)法表示300 種藍(lán)色。37. 將字符放置在位圖模式

31、的屏幕上，一種方法是使用 BitBlt 從一個(gè)字體表復(fù)制位圖。假設(shè)一種特殊的字體使用 16x24 像素的字符，并且采用 RGB 真彩色。(a) 每個(gè)字符占用多少字體表空間？(b) 如果復(fù)制一個(gè)字節(jié)花費(fèi) 100ns （包括系統(tǒng)開(kāi)銷）。那么到屏幕的輸出率是每秒多少個(gè)字符？答：(a)24 位真彩RGB 中每像素需 3 個(gè)字節(jié)，因此該表中的字符為16 × 24 × 3 =1152 字節(jié)。(b) 如果每字節(jié) 100 納秒，那么每個(gè)字符需 1152× 100ns =115.2 微秒。也就是大約每秒輸出 8681 字符。38. 假設(shè)復(fù)制一個(gè)字節(jié)花費(fèi)l0ns ，那么對(duì)于 80 字

32、符 × 25行文本模式的內(nèi)存映射的屏幕，完全重寫(xiě)屏幕要花費(fèi)多長(zhǎng)時(shí)間？采用24 位彩色的 1024 × 768像素的圖形屏幕情況怎樣？答：重寫(xiě)文本屏幕需要復(fù)制2000 個(gè)字節(jié)，也就是20 微秒。重寫(xiě)圖形屏幕需要復(fù)制 1024 × 768 × 3 = 2,359,296字節(jié)，大約為 23.6 毫秒。39. 在圖 5- 40 中存在 一個(gè)窗口類需要調(diào)用 RegisterClass 進(jìn)行注冊(cè)，在圖 5-38中對(duì)應(yīng)的 X 窗口代碼中，并不存在這樣的調(diào)用或與此相似的任何調(diào)用，為什么？答：在 Wmdows 中， OS 自己調(diào)用處理程序例程。在X Window 中，不會(huì)

33、發(fā)生類似的事情。 X 只是獲取消息，并在內(nèi)部處理它。40. 在課文中我們給出了一個(gè)如何在屏幕上畫(huà)一個(gè)矩形的例子，即使用WindowsGDI:Rectangle(hdc,xleft,ytop,xright,ybottom); 是否存在對(duì)于第一個(gè)參數(shù)(hdc)的實(shí)際需要？如果存在，是什么？畢競(jìng)，矩形的坐標(biāo)作為參數(shù)而顯式地指明了。答： 第一個(gè)參數(shù)是必需的。首先，坐標(biāo)是對(duì)應(yīng)于某個(gè)窗口的，因此需要hdc 來(lái)指定窗口，也就是其坐標(biāo)原點(diǎn)。第二，如果該矩形落在窗口外面，將被截除，因此還需要該窗口的坐標(biāo)。第三，矩形顏色和其它屬性必須由hdc 指定。因此，hdc 此是十分重要的。41. 一臺(tái) THINC 終端用于顯示一個(gè)網(wǎng)頁(yè)， 該網(wǎng)頁(yè)包含一個(gè)動(dòng)畫(huà)卡通， 卡通大小為400× 160 像素，以每秒 10 幀的速度播放。顯示該卡通會(huì)消耗100Mbps 快速以太網(wǎng)帶寬多大的部分？答：顯示大小為 400 × 160 × 3 = 192,000字節(jié)，10fps 也就是 1,920,000 字節(jié) /sec= 15,360,000 位 /sec ，占用 1