獨立本科操作系統(tǒng)課后習題答案及學習心得體會資料

第一章貪習題答案

1、計算機系統(tǒng)由哪些部分組成？

答：

計算機系統(tǒng)是按用戶的要求接受和存儲信息，自動地進行數(shù)據(jù)

處理并輸出結(jié)果信息的系統(tǒng)。

計算機系統(tǒng)由硬件（子）系統(tǒng)和軟件（子）系統(tǒng)組成。

硬件系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)賴以工作的實體；軟件系統(tǒng)保證計算機

系統(tǒng)按用戶指定的要求協(xié)調(diào)地工作。

<中央處理器（CPU）

主存儲器

硬件系統(tǒng)X

輔助存儲器1空

計算機系統(tǒng),

-各種輸入輸出設備

J1fsi

I業(yè)不器

程序〔打印機等

軟件系統(tǒng)V

數(shù)據(jù)

2、什么是計算機的操作系統(tǒng)？

答：操作系統(tǒng)

是計算機的一種系統(tǒng)軟件，由它統(tǒng)一管理計算機系統(tǒng)的資源和控制程序的

執(zhí)行。操作系統(tǒng)既是一種資源管理程序，又是一種其他程序執(zhí)行的控制程序，其

目的是提供一個供其它程序執(zhí)行的良好環(huán)境。

3、操作系統(tǒng)管理計算機系統(tǒng)的哪些資源?

答：操作系統(tǒng)管理的計算機系統(tǒng)資源包括兩大類：硬件資源和軟件資源。

計算機系統(tǒng)的硬件資源主要包括CPU、主存儲器、輔助存儲器（磁帶、磁盤等）以

及各種輸入輸出設備（鍵盤、顯示器、打印機等）；軟件資源包括各種程序和數(shù)據(jù)。

4、操作系統(tǒng)怎樣為用戶提供良好的運行環(huán)境？

答：操作系統(tǒng)是一種系統(tǒng)程序，其目的是提供一個供其他程序執(zhí)行的良好

環(huán)境。

首先操作系統(tǒng)要使得計算機系統(tǒng)使用方便：操作系統(tǒng)為用戶提供方便的使

用接口，用戶按需要輸入命令或從提供的〃菜單”中選擇命令，操作系統(tǒng)按命令去

控制程序的執(zhí)行；用戶也可以請求操作系統(tǒng)的功能模塊為其服務，而不必了解硬

件的特性。

其次操作系統(tǒng)要使得計算機系統(tǒng)能高效地工作：操作系統(tǒng)擴充硬件的功能,

而硬件的功能發(fā)揮的更好;操作系統(tǒng)使擁護合理共享資源，防止各用戶間的干擾;

操作系統(tǒng)以文件形式管理軟件資源，保證信息的安全和快速存取。

5、操作系統(tǒng)怎樣提高系統(tǒng)的效率？

答：為提高系統(tǒng)的效率：

?操作系統(tǒng)擴充硬件的功能，使硬件的功能發(fā)揮得更好；

?操作系統(tǒng)使用戶合理共享資源，防止各用戶間的相互干擾；

?操作系統(tǒng)以文件形式管理軟件資源，保證信息安全和快速存取。

6、批處理操作系統(tǒng)怎樣實現(xiàn)計算機操作的自動化？

答：用戶把準備好的一批作業(yè)信息，包括程序、數(shù)據(jù)、作業(yè)控制說明書通

過相應的輸入設備傳送到大容量的磁盤上等待處理。操作系統(tǒng)中的作業(yè)調(diào)度程序

按照某種原則從磁盤上選擇若干作業(yè)裝入主存儲器，主存儲器中的這些作業(yè)可以

占用中央處理機運行。當某個作業(yè)執(zhí)行結(jié)束時，啟動打印機，輸出計算結(jié)果。然

后又可以從磁盤上選擇作業(yè)裝入主存儲器，讓其運行。這樣，在作業(yè)控制說明書

的控制下，無需認為干預，批處理操作系統(tǒng)實現(xiàn)了計算機操作的自動化。

7、分時操作系統(tǒng)的主要特點是什么？

答：分時操作系統(tǒng)支持多道程序同時執(zhí)行，實現(xiàn)了人機交互對話，主要有

以下特點：

?同時性允許多個終端用戶同時使用一個計算機系統(tǒng)；

?獨立性用戶在各自的終端上請求系統(tǒng)服務，彼此獨立，互不干擾；

?及時性分時系統(tǒng)對用戶的請求能在較短的時間內(nèi)給出應答，使用戶覺得

系統(tǒng)即時響應了對他的請求而感到滿意。

?交互性采用了人-機對話的工作，用戶在終端上可以直接輸入、調(diào)試和運

行自己的程序，能及時修改程序中的錯誤且直接獲得結(jié)果。

8、什么是“前臺”作業(yè)?什么是“后臺”作業(yè)?為什么對“前臺”作業(yè)要

及時響應？

答：批處理操作系統(tǒng)實現(xiàn)自動控制無需人為干預，分時操作系統(tǒng)實現(xiàn)了人

機交互對話，這兩種操作系統(tǒng)各具有各自的優(yōu)點。為了充分發(fā)揮批處理系統(tǒng)和分

時系統(tǒng)的優(yōu)點，一個計算機系統(tǒng)上配置的操作系統(tǒng)往往具有批處理能力，有提供

分時交互的能力。這樣，用戶可以先在分時系統(tǒng)的控制下，以交互式輸入、調(diào)試

和修改自己的程序；然后，可以把調(diào)試好的程序轉(zhuǎn)交給批處理系統(tǒng)自動控制其執(zhí)

行而產(chǎn)生結(jié)果。這些由分時系統(tǒng)捽制的作業(yè)稱為''前臺〃作業(yè)，而那些由批處理系

統(tǒng)控制的作業(yè)稱為〃后臺“作業(yè)。在這樣的系統(tǒng)中，對前臺作業(yè)應該及時響應，使

用戶滿意；對后臺作業(yè)可以按一定的原則進行組合，以提高系統(tǒng)的效率。

9、實時操作系統(tǒng)的主要特征是什么？

答：能使計算機系統(tǒng)接受到外部信號后及時進行處理，并且在嚴格的規(guī)定

時間內(nèi)處理結(jié)束，再給出反饋信號的操作系統(tǒng)統(tǒng)稱“實時操作系統(tǒng)"，簡稱''實時

系統(tǒng)

其特征是：（1）及時響應，快速處理

實時系統(tǒng)的時間要求是強制性嚴格規(guī)定的，僅當在規(guī)定的時間內(nèi)返回一個

正確的結(jié)果時，才能認為系統(tǒng)的功能是正確的。

（2）高可靠性和安全性不強求系統(tǒng)資源的利用率

10、網(wǎng)絡操作系統(tǒng)和分布式操作系統(tǒng)都是配置在計算機網(wǎng)絡上的操作系

統(tǒng)，它們之間有什么本質(zhì)上的不同？

答：分布式操作系統(tǒng)與網(wǎng)絡操作系統(tǒng)本質(zhì)的不同之處在于，分布式操作系

統(tǒng)的網(wǎng)絡中的多臺計算機沒有主次之分；分布式操作系統(tǒng)能使系統(tǒng)中若干臺計算

機相互協(xié)作完成一個共同的任務。把一個計算問題分成若干個可并行執(zhí)行的子運

算，讓每個子計算在系統(tǒng)中的各計算機上并行執(zhí)行，充分利用各計算機的優(yōu)勢。

這樣，一個程序就分布在幾臺計算機并行執(zhí)行，相互協(xié)作得到結(jié)果。

11、從資源管理的角度來看，操作系統(tǒng)的基本功能可分成哪些部分？

?答：從資源管理的角度來看，操作系統(tǒng)的基本功能可分為五大部分

?（1）處理器管理為用戶地分處理器時間，盡可能地使處理器處于忙狀態(tài)，

提高處理器的工作效率。

?2（）存儲管理實現(xiàn)對主存儲器的管理，為用戶分配主存空間，保護主存

中的程序和數(shù)據(jù)不被破壞，提高主存空間的利用率。

?3（）文件管理面向用戶實現(xiàn)按文件名存取文件，管理用戶信息的存儲、

檢索、共享和保護，合理地分配和使用文件的存儲空間。

?4（）設備管理負責管理各種外圍設備，包括設備的分配、啟動以及SPOOL

的實現(xiàn)技術(shù)。

?5（）作業(yè)管理實現(xiàn)作業(yè)調(diào)度和控制作業(yè)的執(zhí)行。作業(yè)調(diào)度從等待處理的

作業(yè)中選擇可以裝入主存儲器的作業(yè)，對已經(jīng)裝入主存儲器的作業(yè)按用戶

的意圖控制其執(zhí)行。

第二章復習題答案

(1)計算機系統(tǒng)既有操作系統(tǒng)程序，又有用戶程序，在什么情況下操作系

統(tǒng)程序才能占用中央處理器？

答：一個計算機系統(tǒng)，尤其是采用多道程序設計的計算機系統(tǒng)，不僅有操

作系統(tǒng)和其他的系統(tǒng)軟件，而且還有若干應用程序。這些程序只有占用中央處理

執(zhí)行時才能履行自己職責。而中央處理器在任何時刻最多只能被一個程序占用。

計算機開啟時，自動執(zhí)行引導程序。引導程序首先進行系統(tǒng)初始化的工作,

然后把操作系統(tǒng)中的核心裝入主存儲器。此后操作系統(tǒng)便等待用戶請求(事件)

的發(fā)生，當有某個事件出現(xiàn)，硬件便能識別并能發(fā)生一個中斷，從而通知操作系

統(tǒng)，由它的服務程序去處理，處理結(jié)束后，又等待下i個事件發(fā)生。

中斷是計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一個重要的組成部分。中斷裝置由一些特定的寄存

器的控制線路組成，CPU每執(zhí)行完一條指令，中斷裝置都要判斷是否有事件發(fā)生。

如果沒有事件發(fā)生，CPU繼續(xù)執(zhí)行；若有事件發(fā)生，中斷裝置中斷原先占用CPU

的程序的執(zhí)行，讓操作系統(tǒng)的處理事件服務程序占用CPU對事件進行處理，處理

完后，再讓被中斷的程序繼續(xù)占用CPU執(zhí)行下去。

(2)闡述硬件的中斷裝置的作用。

答：中斷是計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一個重要的組成部分。在中斷機制中的硬件部

分(中斷裝置)的作用就是在CPU每執(zhí)行完一條指令后，判別是否有事件發(fā)生，如

果沒有事件發(fā)生，CPU繼續(xù)執(zhí)行；若有事件發(fā)生，中斷裝置中斷原先占用CPU的

程序的執(zhí)行，把被中斷程序的斷點保存起來，讓操作系統(tǒng)的處理服務程序占用

CPU對事件進行處理，處理完后，再讓被中斷的程序繼續(xù)占用CPU執(zhí)行下去。所

以中斷裝置的作用總的來說就是使操作系統(tǒng)可以控制各個程序的執(zhí)行，為用戶提

供各種服務。

(3)操作系怎樣讓多個程序同時執(zhí)行?

答：一個計算機系統(tǒng)，尤其是采用多道程序設計的計算機系統(tǒng)，不僅有操

作系統(tǒng)和其他的系統(tǒng)軟件，而且還有若干應用程序。這些程序只有占用中央處理

執(zhí)行時才能履行自己職責。而中央處理器在任何時刻最多只能被一個程序占用。

中斷裝置在判別到有某個事件發(fā)生時，就會觸發(fā)一個中斷讓操作系統(tǒng)去占

用處理器。操作系統(tǒng)對事件處理結(jié)束后，又主動讓出處理器，并根據(jù)對事件處理

情況從那些具備占用處理器條件的程序中選擇一個，讓它占用處理器，直到系統(tǒng)

再一次發(fā)生事件而被中斷。操作系統(tǒng)總是按照預定的策略去選擇可占用處理器的

程序，系統(tǒng)中若干程序可以交替地占用處理器，形成多個程序同時執(zhí)行的狀態(tài)。

(4)為什么要把“啟動I/O”等指令定義為特權(quán)指令？

答：一個程序可以在其它程序等待外圍設備傳送信息時占用處理器執(zhí)行，

在執(zhí)行中如果它也使用啟動指令去啟動?臺正在工作的外圍設備，那么就會造成

沖突。為保護輸入輸出的完整性，把''啟動I/O”等的一類可能影響系統(tǒng)安全的

指令定義為特權(quán)指令。特權(quán)指令只允許操作系統(tǒng)使用，用戶程序不能使用特權(quán)指

令。用戶程序若要啟動I/O,必須請求操作系統(tǒng)代為啟動，這種方式不但可以保

證安全地使用外圍設備，正確地傳送信息，而且可減少用戶為啟動設備而必須了

解外圍設備特性以及啟動等工作，大大方便了用戶。

(5)怎樣限制用戶程序中使用特權(quán)指令？

答：為了保證正確的操作，應該限制用戶程序使用特權(quán)指令，為此，中央

處理器設置了兩種工作方式：管態(tài)和目態(tài)。在管態(tài)下，中央處理器可執(zhí)行包含特

權(quán)指令在內(nèi)的一切指令；在目態(tài)下，中央處理器不準執(zhí)行特權(quán)指令。操作系統(tǒng)在

管態(tài)下工作，用戶程序在目態(tài)下工作。如果中央處理器在目態(tài)下取到了特權(quán)指令,

中央處理器就拒絕執(zhí)行該指令，并產(chǎn)生“非法操作”事件經(jīng)中斷裝置和操作系統(tǒng)

通知用戶修改。

(6)操作系統(tǒng)與硬件如何配合來實現(xiàn)存儲保護的?

答：主存儲器往往同時裝入了操作系統(tǒng)程序和若干用戶程序，為了保證正

確操作，必須對主存儲器區(qū)域進行存儲保護。存儲保護隨著主存儲器管理方式的

不同，實現(xiàn)保護的方法也有所不同，一般是操作系統(tǒng)與硬件配合來實現(xiàn)存儲保護。

在連續(xù)分配的存儲系統(tǒng)中，硬件中設置了兩個寄存器來限定用戶程序執(zhí)行

時可以訪問的空間范圍。這兩個寄存器是基址寄存器和限長寄存器，用來限定用

戶程序執(zhí)行時可以訪問的主存空間范圍。程序執(zhí)行時，系統(tǒng)對每一個訪問內(nèi)存的

地址進行核對：〃基址寄存器值W訪問地址W基址寄存器值+限長寄存器值〃成立,

則允許訪問；否則，不允許訪問。這樣就保護了該區(qū)域以外的存儲信息不受到破

壞，一旦程序執(zhí)行中出錯也不會涉及其他程序。

(7)為什么要研究操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)？

答：操作系統(tǒng)是一種程序量大且接口復雜的系統(tǒng)軟件。設計一個操作系統(tǒng)

要投入大量的人力和花費較長的時間。因而，如何保證操作系統(tǒng)能正確，高效地

工作至關重要。由于程序的結(jié)構(gòu)是影響程序質(zhì)量的內(nèi)在因素，因此，有必要對操

作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進行研究。

(8)應從哪些方面考慮操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設計？

答：操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設計應追求以下目標：

?正確性：一個結(jié)構(gòu)良好的操作系統(tǒng)不僅能保證正確性而且易于驗證其正確

性；

?高晟性：核心程序是影響計算機系統(tǒng)效率的的關鍵所在應遵循少而精的原

則，使處理既有效又靈活。

?可維護性：操作系統(tǒng)要容易維護

?可移植性：在結(jié)構(gòu)設計時，盡量減少與硬件直接有關的程序量并將其獨立

封裝

(9)操作系統(tǒng)采用層次結(jié)構(gòu)有什么優(yōu)點?

答：各種設計方法總的目標都要保證操作系統(tǒng)工作的可靠性。層次結(jié)構(gòu)法

的最大特點是把整體問題局部化，采用層次結(jié)構(gòu)不僅結(jié)構(gòu)清晰，而且便于調(diào)試，

有利于功能的增加，刪減和修改。層次結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點是有利于系統(tǒng)的設計和調(diào)

試，正確性容易得到保證，也提高了可維護性和可移植性。

(10)用戶怎樣使用操作系統(tǒng)提供的接口？

答：用戶是通過操作系統(tǒng)來使用計算機系統(tǒng)的，操作系統(tǒng)為用戶提供兩種

類型的使用接口：

操作員接口：用戶可以用作業(yè)控制語言寫出控制作業(yè)執(zhí)行步驟的“作業(yè)說明

書”，也可以從鍵盤上輸入操作控制命令或從''命令菜單''中選擇命令指出作業(yè)的

執(zhí)行步驟。

程序員接口：操作系統(tǒng)提供了許多不同功能的子程序-系統(tǒng)功能調(diào)用，用戶

可以在程序中調(diào)用這些子程序。

(11)操作系統(tǒng)為什么要提供〃系統(tǒng)調(diào)用〃？

答：在用戶編寫的源程序i級，用戶使用程序設計語言描述算題任務的邏

輯要求，有一些要求的實現(xiàn)只有通過操作系統(tǒng)的功能程序才能完成。操作系統(tǒng)編

制了許多不同功能的子程序，用戶程序在執(zhí)行中可以調(diào)用這些子程序。由操作系

統(tǒng)提供的這些子程序稱為〃系統(tǒng)功能調(diào)用”程序，簡稱〃系統(tǒng)調(diào)用"。系統(tǒng)調(diào)用是操

作系統(tǒng)提供給用戶程序的服務接口。

第三章外理器管理

1、什么是多道程序設計？

答：讓多個計算問題同時裝入一個計算機系統(tǒng)的主存儲器并行執(zhí)行，這種

設計技術(shù)稱“多道程序設計”，這種計算機系統(tǒng)稱“多道程序設計系統(tǒng)”或簡

稱“多道系統(tǒng)”。

2、多道程序設計怎樣提高系統(tǒng)效率？

答：多道程序設計利用了系統(tǒng)與外圍設備的并行工作能力，從而提高工作

效率。具體表現(xiàn)為：

?提高了處理器的利用率；

?充分利用外圍設備資源：計算機系統(tǒng)配置多種外圍設備，采用多道程序設

計并行工作時，可以將使用不同設備的程序搭配在一起同時裝入主存儲

器，使得系統(tǒng)中各外圍設備經(jīng)常處于忙碌狀態(tài)，系統(tǒng)資源被充分利用；

?發(fā)揮了處理器與外圍設備以及外圍設備之間的并行工作能力；

從總體上說，采用多道程序設計技術(shù)后，可以有效地提高系統(tǒng)中資源的利

用率，增加單位時間內(nèi)的算題量，從而提高了吞吐率。

3、多道程序設計一定能提高系統(tǒng)效率嗎？

答：多道程序設計對算題量和算題時間的影響。采用多道程序設計能改變

系統(tǒng)資源的使用情況，提高系統(tǒng)效率。但是應注意以下兩個問題：

?可能延長程序的執(zhí)行時間；

?并行工作道數(shù)與系統(tǒng)效率不成正比。從表面上看，增加并行工作道數(shù)就可

提高系統(tǒng)效率，但實際上并行工作道數(shù)與系統(tǒng)效率是不成正比，因為并行

的道數(shù)要根據(jù)系統(tǒng)配置的資源和用戶對資源的要求而定：

(1)主存儲器的大小限制了可同時裝入的程序數(shù)量；

(2)外圍設備的數(shù)量也是一個制約條件；

(3)多個程序同時要求使用同一資源的情況也會經(jīng)常發(fā)生。

總之，多道程序設計能提高系統(tǒng)資源的使用效率，增加單位時間的算題量;

但是對每個計算問題來說，從算題開始到全部完成所需要的時間可能延

長，另外在確定并行工作道數(shù)時應綜合系統(tǒng)的資源配置和用戶對資源的要

求。

4、操作系統(tǒng)中為什么要引入“進程”？

答：程序是具有特定功能的一組指令或語句的集合，它指出了處理器執(zhí)行

操作的步驟。在多道程序設計的系統(tǒng)中，可能有多個程序同時運行，而同一個程

序也可能多次并行執(zhí)行，僅用程序的概念不能正確反映出程序執(zhí)行時的活動規(guī)律

和狀態(tài)變化，為了從變化的角度動態(tài)研究程序的執(zhí)行，就需要引入“進程”的概

念。

進程是指一個程序在一個數(shù)據(jù)集合上的一次執(zhí)行（三個“一”）0程序是靜

止的，進程是動態(tài)的（執(zhí)行），進程包括程序和程序處理的對象，進程能夠得到程

序處理的結(jié)果。

5、可再入程序有什么特性？

答：可再入程序是指一個能夠被多個用戶同時調(diào)用的程序。（可以再次調(diào)

入）。它的特性有兩點：（1）可再入程序必須是純代碼，在執(zhí)行時自身不改變；

（2）

一個可再入程序要求調(diào)用者提供工作區(qū)，以保證程序以同樣方式為各用戶

服務。

6、進程有哪些基本狀態(tài)？它們的變化關系是怎樣的？

答:通常，根據(jù)進程執(zhí)行過程中不同時刻的狀態(tài)，可歸納為三種基本狀態(tài)：

?等待態(tài)：等待某個事件的完成；

?就緒態(tài)：等待系統(tǒng)分配處理器以便運行；

?運行態(tài)：占有處理器正在運行。

進程在執(zhí)行中狀態(tài)會不斷地改變，每個進程在任何時刻總是處于上述三種

基本狀態(tài)的某一種基本狀態(tài).

運行態(tài)一等待態(tài)往往是由于等待外設，等待主存等資源分配或等待人工干

預而引起的。

等待態(tài)一就緒態(tài)則是等待的條件已滿足，只需分配到處理器后就能運行。

運行態(tài)f就緒態(tài)

不是由于自身原因，而是由外界原因使運行狀態(tài)的進程讓出處理器，這時

候就變成就緒態(tài)。例如時間片用完，或有更高優(yōu)先級的進程來搶占處理器等。

就緒態(tài)f運行態(tài)系統(tǒng)按某種策略選中就緒隊列中的一個進程占用處理器，

此時就變成了運行態(tài)。

7、闡述進程控制塊的作用？

答：進程控制塊（ProcessControl

Block,簡稱PCB）,是操作系統(tǒng)為進程分配的用于標志進程，記錄各進程執(zhí)

行情況的。進程控制塊是進程存在的標志，它記錄了進程從創(chuàng)建到消亡動態(tài)變化

的狀況，進程隊列實際也是進程控制塊的鏈接。操作系統(tǒng)利用進程控制塊對進程

進行控制和管理。

進程控制塊的作用有：

?（1）記錄進程的有關信息，以便操作系統(tǒng)的進程調(diào)度程序?qū)M程進行調(diào)度。

這些信息包括標志信息、說明信息、現(xiàn)場信息和管理信息等；

?（2）標志進程的存在，進程控制塊是進程存在的唯標志

8、進程能否訪問自己的進程控制塊內(nèi)容？

進程控制塊是系統(tǒng)為程序建立的用于標志進程，記錄各進程執(zhí)行情況的。

進程本身不能訪問或者修改自己的進程控制塊的內(nèi)容，但父進程可以訪問或修改

其子孫進程的進程控制塊內(nèi)容，以便對它的子孫進程進行必要的管理和控制。

9、處理器為什么要區(qū)分“目態(tài)”和“管態(tài)”兩種操作模式？

答：硬件提供的指令系統(tǒng)中有一部分不允許用戶程序直接使用，這些不允

許用戶程序使用的指令稱特權(quán)指令，特權(quán)指令只允許操作系統(tǒng)進行調(diào)度、控制或

啟動外圍設備的程序使用。為了避免錯誤地使用特權(quán)指令，處理器分為兩種操作

模式：目態(tài)-只能執(zhí)行特權(quán)指令以外的指令、管態(tài)-可執(zhí)行指令系統(tǒng)中的?切指令。

若程序處于"目態(tài)”操作模式，一旦出現(xiàn)特權(quán)指令，處理器就能識別出程序

非法使用指令，形成程序性中斷事件，終止程序的執(zhí)行。在計算機系統(tǒng)中往往把

用戶程序置于目態(tài)下運行，已保證計算機系統(tǒng)的安全可靠。

10、中斷裝置發(fā)現(xiàn)中斷事件后應做哪些事？

答：中斷裝置發(fā)現(xiàn)了中斷事件后，由操作系統(tǒng)的中斷處理程序?qū)χ袛嗍录?/p>

進行處理，中斷處理程序的主要工作有：

?保護被中斷進程的現(xiàn)場信息把中斷時的通用寄存器，控制寄存器內(nèi)容及

舊PSW保存到被中斷進程的進程控制塊中。

?分析中斷原因根據(jù)舊PSW的中斷碼可知發(fā)生該中斷的具體原因。

?處理發(fā)生的中斷事件一般只做一些簡單處理，在多數(shù)情況下把具體的處

理交給其他程序模塊去做。

11、說明中斷屏蔽的作用？

答：中斷優(yōu)先級只是規(guī)定了中斷裝置響應同時出現(xiàn)的中斷的次序，當中斷

裝置響應了某個中斷后中斷處理程序在進行處理時，中斷裝置也可能去響應另一

個中斷事件。因此會出現(xiàn)優(yōu)先級低的中斷事件的處理打斷優(yōu)先級高的中斷事件的

處理，使得中斷事件的處理順序與響應順序不一致，而且會形成多重嵌套處理，

使多現(xiàn)場保護、程序返回等工作變的復雜。

中斷屏蔽技術(shù)就是為了解決上述問題而提出的，在一個中斷處理沒有結(jié)束

之前不響應其他中斷事件，或者只響應比當前級別高的中斷事件。于是，當中斷

裝置檢查到有中斷事件后，便去查看PSW中中斷屏蔽標志，如果沒有屏蔽就響應

該中斷；否則，暫時不響應該中斷，待屏蔽標志消除后再響應

12、為什么不能屏蔽自愿中斷事件?

答：自愿中斷事件是正在運行程序所期待中的事件，它是正在運行程序為

請求調(diào)用操作系統(tǒng)的某個功能服務而執(zhí)行一條“訪管指令”所引起的中斷。當處

理器執(zhí)行到訪管指令時就產(chǎn)生一個中斷，因而進程自愿中斷的斷點是確定的。自

愿中斷不同于強迫性中斷，強迫中斷不是當前進程所期待的，而是由于外部請求

或意外而被迫打斷當前進程的。自愿中斷是用戶程序訪問系統(tǒng)功能的手段，在進

程中是確定的，因而不能屏蔽。

13、哪些中斷事件一定會引起進程狀態(tài)的變化？哪些中斷事件可能引起進

程狀態(tài)變化？有不引起進程狀態(tài)變化的中斷事件嗎？

笑笑提供的答案：

一定會引起進程狀態(tài)變化的中斷事件：硬件故障中斷、輸入輸出中斷、自

愿中斷；可能會引起變化的中斷事件：外部性中斷事件、程序性中斷事件，例

如定點溢出及除數(shù)為“0”等，不同的用戶可以有不同的處理要求，所以有

可能改變也有可能不改變；

有不引起變化的中斷事件：外部性中斷事件。引起外部中斷的原因很多，

因此處理方法也就截然不同。例如時鐘中斷也是一種外部中斷，但大多數(shù)情況下,

時鐘中斷不改變進程的狀態(tài).以上只是個人理解,希望大家多跟我討論,謝謝!

14、在一個單處理器的多道程序設計系統(tǒng)中，現(xiàn)有兩道作業(yè)同時執(zhí)行，其

中以運算為主，另一道以輸入輸出為主，你將怎樣賦予作業(yè)進程占有處理器的

優(yōu)先數(shù)？解釋為什么？

答：賦于輸入輸出作業(yè)以較高的優(yōu)先權(quán)。確定作業(yè)的優(yōu)先數(shù)一般從任務的

緊迫性和系統(tǒng)效率等方面考慮。交互式作業(yè)進程的優(yōu)先數(shù)大于批處理作業(yè)進程的

優(yōu)先數(shù)。

15、假定就緒隊列中的進程按優(yōu)先數(shù)自大到小順序排列，當即有進程要加

入就緒隊列時，應將它的優(yōu)先數(shù)排入相應的位置，試就單向鏈接的方式寫出實

現(xiàn)進程入隊的程序。

解：這就是一個單向鏈表的插入操作，用類C語言描述如下：

procedureInsert(QueueReadyQue,PointerP)

{//ReadyQue是就緒隊列指針，P是要插入隊列進程指針

//P中的priority指示其進程的優(yōu)先數(shù)

//P中的Next指示其后繼進程指針

PointerPl=ReadyQue,P2=ReadyQue;

〃P1指示比P優(yōu)先數(shù)小的第一個進程指針

//P2指示比P優(yōu)先數(shù)大的第一個進程指針

while(P->priority<Pl->priority&&Pl->Next)

{〃查找要插入位置的前后結(jié)點

P2=P1;

Pl=Pl->Next;

)

〃查到后將?P插入到就緒隊列中

P->Next=Pl;

P2->Next=P;

}//EndProcedure

16、當進程調(diào)度選中一個進程后，怎樣才能讓它占用處理器?

答：當進程調(diào)度選中一個進程后，把選中進程的進程控制塊中有關的現(xiàn)場

信,息，如通用寄存器、控制寄存器和程序狀態(tài)字寄存器的內(nèi)容送入處理器相應的

寄存器中，處理器就按該進程的要求工作，達到了進程占用處理器的目的。

17、在分級調(diào)度算法中，為什么對不同就緒隊列中的進程規(guī)定使用不同長

度的時間片？

答：在分級調(diào)度算法中，對不同就緒隊列中的進程，可規(guī)定使用不同長度

的時間片一，一般來說，第一級就緒隊列的時間片短一些，以的各級就緒隊列的時

間片逐級延長，最后一級就緒隊列的時間片最長，這樣運行時間短的里程只需經(jīng)

過前面幾級隊列就能得到結(jié)果，且它們被優(yōu)先調(diào)度，有利于提高系統(tǒng)的吞吐率。

而對運行時間長的進程在進入了低級就緒隊列后可得到較長的時間片，以減少調(diào)

度次數(shù)來保證系統(tǒng)效率。對經(jīng)常使用外圍設備的進程來說，每次等待外圍設備傳

輸結(jié)束后總是排入第一級就緒隊列，它們會被優(yōu)先調(diào)度，有利于處理器與外圍設

務以及外圍設備之間的并行工作，從而提高資源的使用效率。

18、有5個進程PLP2,P3,P4,P5它們同時依次進入就緒隊列,它們的

優(yōu)先數(shù)和所需要的處理器時間如表

3-1所示

進程處理器時間優(yōu)先數(shù)

P1103

P211

P323

P414

P552

忽略進行調(diào)度等所花費的時間，請回答下列問題

a、寫出分別采用“先來先服務”和“非搶占式的優(yōu)先數(shù)”調(diào)度算法選中

進程執(zhí)行的順序。

b、分別計算出上述兩種算法使進程在就緒隊列中的等待時間以及兩種算

法下的平均等待時間。

解：a）采用先來先服務法的執(zhí)行順序是PlfP2-P3fp4-P5。這是由其進

入的順序所確定的。

采用“非搶占式的優(yōu)先數(shù)”調(diào)度算法時，各進程的執(zhí)行順序是

Pl-p4fp3fp5fp2.

b）如表所示：先來先服務法：

進程等待時間運行時間

P1010

P2101

P3112

P4131

P5145

平均等待時間(0+10+11+13+14)/5=9.6

非搶占式的優(yōu)先數(shù)調(diào)度算法:

進程等待時間運行時間

P1010

P4101

P3112

P5135

P2181

平均等待時間(0+10+11+13+18)/5=10.4

四章復習題

題號：12345678910

1、解釋下列術(shù)語：邏輯地址、絕對地址、重定位、程序浮動、存儲保護

答：邏輯地址：用戶程序中使用的從“0”地址開始的連續(xù)地址。

絕對地址：主存儲器以字節(jié)為單位編址單位，每個字節(jié)都有一個地址與其

對應，這些主存儲器的地址編號就是絕對地址。

重定位：為了保證作業(yè)的正確執(zhí)行，必須根據(jù)分配給作業(yè)的主存區(qū)域?qū)ψ?/p>

業(yè)中指令和數(shù)據(jù)的存放進行重定位，這種把邏輯地址轉(zhuǎn)換成絕對地址的工作稱為

“重定位”或“地址轉(zhuǎn)換”。重定位的方式有“靜態(tài)重定位”和“動態(tài)重定位”

兩種。

存儲管重定

特征地址轉(zhuǎn)換存儲保護

理方式位

除操作系統(tǒng)占用的一部分存儲空間外，其余的用戶區(qū)域

單分區(qū)作為?個連續(xù)的分區(qū)分配給用戶使用靜態(tài)上存最大地址2絕對地

界限寄存器值+邏輯地址一絕對地址

管理不需要硬件轉(zhuǎn)換機構(gòu)方式址2界限地址

適用于單道系統(tǒng)

分區(qū)數(shù)目、大小固定

固定分

設置上、下限寄存器靜態(tài)下限地址W絕對地址W

區(qū)的管邏輯地址+下限地址f絕對地址。

不需要硬件轉(zhuǎn)換機構(gòu)方式上限地址

理

適用了多道系統(tǒng)

可變分區(qū)管理方式不是把作業(yè)裝入到已經(jīng)劃分好的分區(qū)

中，而是在作業(yè)要求裝入主存儲器時，根據(jù)作業(yè)需要的

可變分主存量和當時的主存情況決定是否可以裝入該作業(yè)。動態(tài)

邏輯地址+基址寄存器的值一絕對地基址值W絕對地址W基

區(qū)的管分區(qū)數(shù)目大小不定重定

址。址值+限長值

理設置基址、限長寄存器位

適用于多道程序系統(tǒng)

需要硬件地址轉(zhuǎn)換機構(gòu)

主存儲器分為大小相等的"塊"

程序中的邏輯地址進行分頁，頁的大小與塊的大小

動態(tài)邏輯地址的頁號部分f頁表中對應由頁表中的標志位驗證

頁式存一致。

重定頁號的起始地址f與邏輯地址的頁存取是否合法，根據(jù)頁表

儲管理用頁表登記塊頁分配情況

位內(nèi)地址部分拼成絕對地址。長度判斷是否越界

需要硬件的支持

適用于多道系統(tǒng)

程序分段

動態(tài)由段表中的標志位驗證

段存儲每一段分配一個連續(xù)的主存區(qū)域，作業(yè)的各段可被邏輯地址中的段號一查段表得到本

重定存取是否合法，根據(jù)段表

管理裝到不相連的兒個區(qū)域中。段起始地址十段內(nèi)地址f絕對地址

位長度判斷是否越界

設置段表記錄分配情況

需要硬件機構(gòu)

適用于多道系統(tǒng)

類似頁式管理：

邏輯地址的頁號部分f頁表中

頁式虛類似頁式管理將作業(yè)信息保存在磁盤上部分裝入主存動態(tài)

對應頁號的起始地址f與邏輯地址

擬存儲需要硬件支持重定類似頁式管理

的頁內(nèi)地址部分拼成絕對地址。

管理適用于多道系統(tǒng)位

若該頁對應標志為0,則硬件

形成〃缺頁中斷"先將該頁調(diào)入主存

段式虛類似段式管理將作業(yè)信息保存在磁盤上.部分裝入主存動態(tài)

擬存儲需要硬件支持重定類似段式管理類似段式管理

管理適用于多道系統(tǒng)位

程序浮動：若作業(yè)執(zhí)行時，被改變了存放區(qū)域仍能正確執(zhí)行，則稱程序是

可浮動的。采用動態(tài)重定位的系統(tǒng)支持“程序浮動”

存儲保護：存儲管理中為了防止各作業(yè)相互干擾和保護各區(qū)域內(nèi)的信息不

被破壞而采取的對各作業(yè)的存儲區(qū)域進行保護的措施。

2、比較各種存儲管理方式的特征（包括主存空間的分配方式、是否要有

硬件的地址轉(zhuǎn)換機構(gòu)作支撐、適合單道或多道系統(tǒng)等）、重定位方式、地址轉(zhuǎn)

換的實現(xiàn)（操作系統(tǒng)和硬件怎樣配合）、存儲保護的實現(xiàn)（操作系統(tǒng)和硬件各

自做些什么工作）。

答:

3、在可變分區(qū)管理方式下，采用移動技術(shù)有什么特點？移動一道作業(yè)時

操作系統(tǒng)要做哪些工作？

答：采用移動技術(shù)的主要優(yōu)點是：

1）可以使分散的空閑區(qū)集中起來，可以容納新的作業(yè)，提高主存空間的利

用率

2）方便作業(yè)執(zhí)行過程中擴充主存空間，一道作業(yè)在執(zhí)行中要求增加主存量

時，只要移動鄰近作業(yè)就可以增加它所點的分區(qū)長度。

移動一道作業(yè)時操作系統(tǒng)要進行的處理：

1）判斷被移動的作業(yè)是否在與外圍設備交換信息，如是則不能移動，否則

可以移動。

2）操作系統(tǒng)在移動作業(yè)信息時先移動作業(yè)信息的存儲位置。

3）修改主存分配表中和保存在進程控制塊中的分區(qū)起始地址和長度信息。

4）采取必要措施，盡量減少移動的作業(yè)數(shù)和信息量，提高系統(tǒng)效率。

4、解釋頁式存儲管理中為什么要設置頁表和快表？

答：在頁式存儲管理中，主存被分成大小相等的若干塊，同時程序邏輯地

址也分成與塊大小一致的若干頁，這樣就可以按頁面為單位把作業(yè)的信息放入主

存，并且可以不連續(xù)存放，為了在作業(yè)執(zhí)行過程中準確地查表邏輯地址與絕對地

址的的對應關系，就需要為每個作業(yè)建立一張頁表，表示邏輯地址中的頁號與主

存中塊號的對應關系。

頁表一般存放在主存中，當要按給定的邏輯地址訪問主存時，要先訪問頁

表，計算出絕對地址，這樣兩次訪主存延長了指令執(zhí)行周期，降低了執(zhí)行速度，

而設置一個高速緩沖寄存器將頁表中的一部分存放進去，這部分頁表就是快表，

訪問主存時二者同時進行，由于快表存放的是經(jīng)常使用的頁表內(nèi)容，訪問速度很

快，這樣可以大大加快查找速度和指令執(zhí)行速度。

5、什么叫虛擬存儲器？怎樣確定虛擬存儲器的容量？

虛擬存儲器是為“擴大”主存容量而采用的一種設計技巧，它利用作業(yè)在

只裝入部分信息時就可以執(zhí)行的特性和程序執(zhí)行中表現(xiàn)出來的局部性特性，借助

于大容量的輔助存儲器實現(xiàn)小主存空間容納大邏輯地址空間的作業(yè)。

虛擬存儲器的容量由計算機的地址結(jié)構(gòu)(地址總線位數(shù))決定。如計算機的

地址總線位數(shù)為32位,則最大的虛存容量為2-4294967296B=4GB

6、敘述頁式虛擬存儲器的基本原理。

答：頁式虛擬存儲器是在頁式存儲的基礎上實現(xiàn)虛擬存儲器的，其工作原

理是：

?首先把作業(yè)信息作為副本存放在磁盤上，作業(yè)執(zhí)行時，把作業(yè)信息的部分

頁面裝入主存，并在頁表中對相應的頁面是否裝入主存作出標志。

?作業(yè)執(zhí)行時若所訪問的頁面已經(jīng)在主存中，則按頁式存儲管理方式進行地

址轉(zhuǎn)換，得到絕對地址，否則產(chǎn)生“缺頁中斷”由操作系統(tǒng)把當前所需的

頁面裝入主存。

?若在裝入頁面時主存中無空閑塊，則由操作系統(tǒng)根據(jù)某種“頁面調(diào)度”算

法選擇適當?shù)捻撁嬲{(diào)出主存換入所需的頁面。

7、用可變分區(qū)方式管理主存時，假定主存中按地址順序依次有五個空閑

區(qū)，空閑區(qū)的大小依次為32K、10K、5K,228K,100K.現(xiàn)有五個作業(yè)JI,J2,

J3,J4,J5.它們各需主存IK,10K,108K,28K和115K.若采用最先適應分配算法能

把這五個作業(yè)按J1-J5的次序全部裝入主存?你認為按怎樣的次序裝入這五個

作業(yè)可使主存空間利用率最高？

答：按最先適應算法時32K空閑區(qū)可裝入JI、J2,剩下21K。228K空閑區(qū)

中裝入J3,J4,剩下92K,結(jié)果是J5無法裝入。仍按最先適應算法，若調(diào)整作業(yè)

裝入次序為J4、JI、J2、J3、J5o即在32K空閑區(qū)中依次裝入J4(28K),JI(1K)(或

先J1再J4),剩下3K,在10K空閑區(qū)中裝入J3剛好，在228K空閑區(qū)中裝入J3

和J5,

剩下5Ko這時的主存空間利用率最高。

8、某采用頁式虛擬存儲管理的系統(tǒng)，一個共7頁的作業(yè)，作業(yè)執(zhí)行時依

次訪問的頁為1,2,3,4,2,1,5,6,2,1,2,3,7,6,3,2,1,2,3,

6。若采用最近最少使用（LRU算法），作業(yè)得到兩塊主存和四塊主存空間時各

會產(chǎn)生多少次中斷？如果采用先進先出（FIFO）算法又會怎樣的結(jié)果？

答：當采用LRU算法兩塊主存空間時（紅色為所缺頁）

2342156212376321236

當前頁

1234215621237632123

調(diào)出頁1234215612376：｝12

缺頁中斷共16次

LRU算法時四塊主存空間時:

12342156212376321236

1234215621237632123

當前頁

123121566123763312

11342155612276661

調(diào)出頁345617

缺頁中斷共6次

當采用FIFO算法兩塊主存空間時:

訪問頁12342156212376321236

12342156211376321136

當前頁

12：＞4215622137632213

調(diào)出頁1234215621376321

缺頁中斷共16次

采用FIFO算法四塊主存空間時:

訪問頁12342156212376321236

12344456211376621133

1233345622137762211

當前頁

122234566213376622

11123455621137766

調(diào)出頁1234562137

缺頁中斷共10次

9、有一個程序要把100*100數(shù)組置初值“0”，現(xiàn)假定有兩個主存塊可用

來存放數(shù)組信息，主存塊的大小為可存放200個數(shù)組元素，數(shù)組中的元素按行

編址。兩個主存塊的初始狀態(tài)都為空，若程序編制如下：

(a)VarA:array[1..100]ofarray[1..100]ofinteger;

forj:=1to100do

fori:=1to100do

A[i,j]=0

(b)VarA:array[1..100]ofarray[1.100]ofinteger;

fori:=1to100do

forj:=1to100do

A[i,j]=0

當采用LRU頁面調(diào)度算法時各會產(chǎn)生多少次缺頁中斷？

答：由于主存地址是連續(xù)的，二維數(shù)組按行的順序進行排列，在每個主存

塊可以存放二行數(shù)組，初始狀態(tài)下主存中有兩頁、四行數(shù)組。

(a)方案編制的程序，第一次訪問的是A[l,1],即第一個單元;第二次訪問

的是在主存中也就是訪問第101個單元，這樣，第一次調(diào)入的兩個頁只

能命中四次，當訪問[5,1]時就產(chǎn)生缺頁中斷，這時調(diào)入一個頁面，包括兩行，

則訪問[6,1]時命中。依次下去當訪問[7,1],[9,1]...[99,1]時均產(chǎn)生缺頁中斷。

內(nèi)循環(huán)結(jié)束后，進入外循環(huán),訪問口,2]...[100,2]...直到訪問完每個數(shù)據(jù)。每

隔一次訪問均產(chǎn)生一次中斷。因此本方案的總的缺頁中斷次數(shù)是：

50*100-2=4998次。

（B）方案時,因為在主存中按[1,1],[1,2],[1,3]...[1,100]的順序訪問,

則第一次訪問的四行均沒有中斷，訪問到[5,1]時，產(chǎn)生一次中斷，調(diào)入一頁，

依此類推,訪問到[7,1],[9,1]...[99,1]時產(chǎn)生中斷，總共的中斷次數(shù)為：

100/2-2=48次

（根據(jù)LRU算法，每次調(diào)入的頁面是?個頁面）

10、某采用段式存儲管理的系統(tǒng)為裝入主存的一個作業(yè)建立如表4-1所示

的段表。

段號段長主存起始地址

06602219

11403300

210090

35801237

49601959

回答下列問題:a、計算該作業(yè)訪問[0,432],[1,10],[2,500],[3,400]

時（方括號中第一元素為段號，第二元素為段內(nèi)地址）的絕對地址。

b、總結(jié)段式存儲管理的地址轉(zhuǎn)換過程。

答：a、[0,432]—（432<660）2219+432=2651

[1,10]-（10<140）3300+10=3310

[2,500]-（因500>100所以地址越界，產(chǎn)生中斷）

[3,400]-（400<580）1237+400=1637

（事實上，最后這個轉(zhuǎn)換不再進行下去，因為程序非法操作被中止運行）

總結(jié)段式存儲管理的地址轉(zhuǎn)換過程如下：

1）從邏輯地址中取出段號和段內(nèi)地址

2）根據(jù)段號，從段表中取出該段在主存中的始址和段長

3）比較段內(nèi)地址和段長，如段內(nèi)地址W段長，則繼續(xù)下一步，否則產(chǎn)生越

界中段，程序中斷（非法操作）。

4）計算本段始址+段內(nèi)地址，得到絕對地址。

第五章￡習題

1、什么叫文件？

答：文件是邏輯上具有完整意義的信息集合。

2、敘述下述術(shù)語并說明它們之間的關系：存儲介質(zhì)、卷、塊、文件和記

錄。

答：存儲介質(zhì)是指可用來記錄信息的磁帶、硬磁盤組、軟磁盤片、卡片等。

存儲介質(zhì)的物理單位定義為“卷”。

存儲介質(zhì)上存放的連續(xù)信息所組成的區(qū)域稱為“塊”，塊是存儲設備與主

存儲器之間進行信息交換的物理單位。

邏輯上具有完整意義的信息集合稱為“文件”。

記錄是指用戶對文件內(nèi)的信息按邏輯上獨立的含義劃分的信息單位，每個

單位為一個邏輯記錄。

3、怎樣確定文件的存取方式？

答：文件的存取方式包括順序存取和隨機存取兩種，采用哪種存取方式，

主要取決于兩方面的因素：

(1)怎樣使用文件。

文件的性質(zhì)決定了文件的使用，也就決定了存取方式的選擇。對于由順序

字符或其他數(shù)據(jù)組成的文件，按照順序存取的方式進行。對于按邏輯記錄方式組

織的文件，則采用隨機存取的方式。

(2)存儲介質(zhì)的特性。磁帶機是適合順序存取的存儲設備。而磁盤機則

既可采用順序方式，也可采用隨機方式。

4、文件系統(tǒng)應由哪些部分組成？簡述各部分的主要工作？

答：文件系統(tǒng)由以下各部分組成：

(1)目錄管理：文件目錄是實現(xiàn)按名存取的一種手段，用戶要求建立的新

文件，目錄管理的工作是把與該文件有關的屬性登記在目錄用戶要求讀文件時，

應從文件目錄中查找指定的文件并核對是否有權(quán)使用。目錄結(jié)構(gòu)應既能方便文件

的檢索，乂能保證文件系統(tǒng)的安全。

(2)文件的組織：文件組織包括文件的物理組織和文件的邏輯組織，而文

件系統(tǒng)的這部分工作就是要能夠在用戶存取文件時把文件的邏輯組織和物理組

織進行轉(zhuǎn)換。

(3)文件存儲的空間管理：對文件使用存儲空間的情況進行登記和管理,

保證文件存儲在空閑塊中，并在文件刪除時收回該文件所用的空間。

（4）文件操作：文件操作是文件系統(tǒng)提供給用戶使用文件的一組接口，包

括建立文件、打開文件、讀文件、寫文件、關閉文件和刪除文件等。

（5）文件的共享、保護和保密：文件共享允許多個用戶使用同一個文件,

但是要注意共享文件的保護和保密，即防止文件被破壞和被未經(jīng)授權(quán)的用戶剽

竊。

5、為了實現(xiàn)按名存取，文件目錄應包含哪些內(nèi)容?

答：文件目錄應包括的內(nèi)容有：

?有關文件存取控制信息。例如用戶名、文件名、文件類型、文件屬性（可

讀寫、只讀、只執(zhí)行等）

?有關文件結(jié)構(gòu)的信息。例如文件的邏輯結(jié)構(gòu)、物理結(jié)構(gòu)、記錄個數(shù)和在存

儲介質(zhì)上的位置等。

.有關文件管理的信息。例如文件建立的日期、修改日期、保留期限等。

6、用戶A有名為Wl,W2和W3的三個私有文件，用戶B有名為JI,J2的

兩個私有文件，這兩個用戶需要使用共享文件幾文件系統(tǒng)對所有用戶提供按名

存取功能，為保證存取的正確性，文件系統(tǒng)應設置合理的目錄結(jié)構(gòu)，請畫出文

件系統(tǒng)設計的目錄結(jié)構(gòu)。

解：如圖所示:

7、假定磁帶的記錄密度為每英寸800個字符，每一個邏輯記錄長為160

個字符，塊與

塊之間的間隙為0.6英寸，現(xiàn)有1000個邏輯記錄需要存儲到磁帶上，分

別回答下列問題：

a.不采用成組操作時磁帶空間的利用率

b.采用以5個邏輯記錄為一組的成組操作時磁帶空間的利用率。

c.為了使磁帶空間的利用率大于50%,采用記錄成組時其塊因子至少為多

少？

答：a.不采用成組操作時，磁帶空間利用率為：

(160X1000)/(160000+800X0.6X1000)=0.25=25%

b.采用5個邏輯記錄一組時，磁帶空間利用率為：

(160X1000)/(160000+800X0.6X1000/5)=62.5%

c.設塊因子為x,利用率為50%,則有得：

160000/(160000+4800007x)=0.5解之得:x=3

即塊因子至少為3才可以使磁帶空間利用率大于50%o

8、解釋順序文件、鏈接文件和索引文件。

答：這三種文件均是指物理文件：

順序文件：就是在磁盤上的按順序結(jié)構(gòu)組織的文件，按邏輯文件記錄本身

的順序在磁盤上按序存放在連續(xù)的塊中。讀取時也從第一個記錄開始順序進行，

這樣的文件組織就是順序文件。在文件目錄中要指出文件名，存放的起始塊號和

占用塊數(shù)。

順序文件的最大優(yōu)點是存取速度快（可以連續(xù)訪問）。而問題主要是存儲

空間利用率不高、輸出文件時難以估計需要多少磁盤塊、影響文件擴展。

2）鏈接文件：如果將邏輯文件中的各個邏輯記錄任意存放到一些磁盤塊中，

再用指針把各個塊按邏輯記錄的順序鏈接起來，在文件目錄中只記錄第一塊的地

址和最后一塊的地址，讀取時從第一塊開始，根據(jù)每塊中的指針訪問到下一塊直

到最后一塊，這種文件組織就是鏈接文件。

鏈接結(jié)構(gòu)解決了順序結(jié)構(gòu)中的所有問題，所有空閑塊都可以被利用，在順

序讀取時效率較高但需要隨機存取時效率低下（因為要從第一個記錄開始讀取查

找）。止匕外，對于鏈接結(jié)構(gòu)，也有一些問題要注意：由于塊中要存放指針信息，

因此一部分空間被占用；讀出信息時要把指針信息分離出來；還要防止指針丟失

或破壞造成的混亂，所以又要增加一些管理的信息。總之鏈式結(jié)構(gòu)會使用于存放

文件信息的空間減少。

3）索引文件：按索引方式組織的文件結(jié)構(gòu)，文件的邏輯記錄任意存放在磁

盤中，通過一張“索引表”指示每個邏輯記錄存放位置。訪問時根據(jù)索引表中的

項來查找磁盤中的記錄，索引結(jié)構(gòu)的文件既適合順序存取記錄，也可以方便地隨

機存取記錄，并且容易實現(xiàn)記錄的增刪和插入，所以索引結(jié)構(gòu)被廣泛應用。

9、假定某文件系統(tǒng)把文件存儲到磁盤上采用鏈接結(jié)構(gòu)，磁盤的分塊大小

為512字節(jié)，而邏輯記錄的大小為250個字符?，F(xiàn)有一個名為ABC的文件，共

10個邏輯記錄，回答下列問題：

a.怎樣才能有效地利用磁盤空間

b.畫出文件ABC在磁盤上的鏈接結(jié)構(gòu)（磁盤塊號自定）

c.若用戶要求讀包含第1425個字符的邏輯符號，請寫出用戶要求

的主要工作步驟。

答：a.可以將兩個記錄成組寫在一個磁盤塊上，正好占用500個字符，余

下的12個字符（每個字符一個字節(jié)，共12個字節(jié)）位置用來存放下一塊的指針。

這時的磁盤利用率為：

250*10/(512*5)=97.7