习题答案第7章习题解答

第七章习题解答 一、填空 1．一个操作系统的可扩展性，是指该系统 能够跟上先进计算技术发展 的能力。 2．在引入线程的操作系统中，线程是进程的一个实体，是 进程 中实施调度和处理机分派的基本单位。 3．一个线程除了有所属进程的基本优先级外，还有运行时的 当前 优先级。 4．在Windows 2000中，具有1~15优先级的线程称为 可变型 线程。它的优先级随着时间配额的用完，会被强制降低。 5．Windows 2000在创建一个进程时，在内存里分配给它一定数量的页帧，用于存放运行时所需要的页面。这些页面被称为是该进程的“ 工作集 ”。 6．Windows 2000采用的是请求调页法和 集群 法相结合的取页策略，把页面装入到内存的页帧里的。 7．分区是磁盘的基本组成部分，是一个能够 被格式化和单独使用 的逻辑单元。 8． MFT是一个数组，是一个以数组元素为 记录 构成的文件。 9．只要是存于NTFS卷上的文件，在MFT里都会有一个 元素 与之对应。 10．在Windows 2000的设备管理中，整个I/O处理过程都是通过 I/O请求包（IRP）来驱动的。 二、选择 1．在引入线程概念之后，一个进程至少要拥有 D 个线程。 A． 4 B．3 C．2 D．1 2．在Windows 2000中，只有 A 状态的线程才能成为被切换成运行状态，占用处理器执行。 A． 备用 B．就绪 C．等待 D．转换 3．Windows 2000是采用 C 来实现对线程的调度管理的。 A． 线程调度器就绪队列表 B． 线程调度器就绪队列表、就绪位图 C． 线程调度器就绪队列表、就绪位图、空闲位图 D．线程调度器就绪队列表、空闲位图 4．在Windows 2000里，一个线程的优先级，会在 A 时被系统降低。 A． 时间配额用完 B．请求I/O C．等待消息 D．线程切换 5．在单处理机系统，当要在进程工作集里替换一页时，Windows2000实施的是 B 页面淘汰策略。 A． FIFO（先进先出） B．LRU（最近最久未用） C．LFU（最近最少用） D．OPT（最优） 6．在页帧数据库里，处于下面所列 A 状态下的页帧才可以变为有效状态。 A．初始化 B．备用 C．空闲 D．修改 7．当属性值能够直接存放在MFT的元素里时，称其为 B 。 A． 非常驻属性 B．常驻属性 C．控制属性 D．扩展属性 8．在NTFS文件系统中，文件在磁盘上存储时的物理结构是采用 C 的。 A． 连续式 B．链接式 C．索引式 D．组合式 9．在Windows 2000的设备管理中，I/O请求包（IRP）是由 D 建立的。 A．用户应用程序 B．文件系统驱动程序 C．设备驱动程序 D．I/O管理器 10．Windows2000处理机调度的对象是 B 。 A．进程 B．线程 C．程序 D．进程和线程 三、问答 1．何谓操作系统的‘微内核’设计模式？ 答：所谓操作系统的‘微内核’设计模式，其中心思想是将操作系统划分成两个部分：系统的非基本部分和系统的核心部分。系统的非基本部分以单一功能的进程形式，在用户态下运行；把最为关键的进程管理、内存管理、以及进程通信等功能，留存下来组成系统的内核，在核心态下运行。 2．用微内核模式构造的操作系统，为什么具有可扩展性、可移植性、以及更好的安全性和可靠性？ 答：用微内核模式构造操作系统，要增加新的服务时，是增加到用户空间中，而不是修改内核。当内核确实需要变动时，因为内核本身很小，因此所要做的修改也会很小。所以说，这样的操作系统能够跟上先进计算技术的发展，具有可扩展性；由于很小，因此稍加改动，就能够从一种硬件平台移到另一种硬件平台，从而具有可移植性；再有，绝大多数服务都运行在用户态，不以内核进程的面目出现，即使一种服务失败，也不会导致整个系统的崩溃或瘫痪，因此使内核具有更好的安全性和可靠性。 3．什么是对称多处理器系统（SMP）？ 答：一个计算机系统是所谓的“对称多处理器系统（SMP）”，即该系统具有多个处理器，每个处理器都运行同一个操作系统的拷贝，这些拷贝根据需要可以互相通信。 4．何谓“处理机饥饿”线程？为何要极大地提升它的优先级？ 答：所谓“处理机饥饿”，是指在就绪队列里长期等待而一直没有得到运行机会的那种线程。由于它长时间的等待，得不到CPU，这显然是不公平的。为了平衡线程间的这种关系，Windows 2000就专门有一个系统线程，定时检查是否存在这样的线程（比如，它们在就绪队列里已经超过了300个时钟中断间隔，相当3~4秒钟）。如果有，就把该线程的优先级一下提升到15，分配给它长度为正常值两倍的时间配额。在它用完这个时间配额后，其优先级立即衰减到它原来的基本优先级。 5．何为“置页策略”？Windows 2000具体是怎么做的？ 答：当缺页中断时，系统必须确定把虚拟页面放入到物理内存的什么地方。这就是所谓的“置页策略”。 在Windows 2000，内存中可分配的页帧对象，只能从页帧号数据库的初始化帧链表、空闲帧链表、后备帧链表和修改帧链表里得到。具体的做法是： （1）在要求存储分配时，如果需要的是一个零初始化的页帧，那么系统首先试图从初始化帧链表中得到一个可分配的页帧；如果这个链表为空，则从空闲帧链表中选取一帧并将其初始化；如果空闲帧链表也为空，那么就改为从后备帧链表中选取一帧并将其初始化；如此等等。 （2）如果所需要的并不是一个零初始化页帧，那么首先去查看空闲帧链表；如果空，则去查看后备帧链表。在决定要把后备帧链表里记录的一帧分配出去之前，必须从该元素回溯，找到进程页表里相关的表项，清除其里面的“页帧号”，断绝这个页表项与该页帧的联系。这样，才能保证分配的安全。 （3）如果必须要把一个处于修改状态的页帧分配出去，那么首先要将该页帧的内容写入磁盘，然后将它链到后备帧链表里去，以便使用。 6．为什么要把一个磁盘划分为若干个分区： 答：把磁盘格式化为若干个分区，主要的目的有三个：第一，使磁盘初始化，以便将其格式化后用于存储数据；第二，通过一个个分区，可以将不同的操作系统分开，以保证多个操作系统可以在同一个磁盘上得到正常的运行；第三，便于更好地对磁盘进行管理，达到充分利用磁盘空间的目的。 7．什么是NTFS文件系统中的VCN和LCN？ 答：在NTFS文件系统中，簇是文件存储的分配单位。系统按照簇的尺寸来划分文件的虚拟空间，这样形成的顺序号，称为虚拟簇号，即VCN；把整个卷中所有的簇从头到尾进行顺序编号，称为逻辑簇号，即LCN。 8．在NTFS中是如何实现其可恢复性的？ 答：为了实现可恢复性，NTFS在主控文件表（MFT）里设置了一个日志文件。在系统运行过程中，随时向日志文件里存储更新记录，定时地向日志文件里存储检查点记录、事务表记录以及脏页表记录。为系统的恢复积累所需要的信息。 在系统崩溃而重新启动时，NTFS将对日志文件进行分析扫描、重做扫描和撤消扫描，完成重做和撤消，使系统恢复到发生崩溃之前。 9．Windows 2000为什么采用两级中断处理方式？ 答：Windows 2000采用的是中断服务程序（ISR）和延迟过程调用程序（DPC）两级处理中断。之所以这样，是为了提高系统的并行工作能力，防止因中断服务程序占用较长的处理机时间，引起不必要的阻塞。因此，中断服务程序（ISR）部分执行尽可能少的关键性操作，并运行在高中断请求级上；余下的中断处理部分称为延迟过程调用程序（DPC），运行在低中断请求级上。 四、计算 1．FAT16文件系统的簇号应该用多少个二进制位标识？如果一簇的尺寸最大为16KB，那么这种卷的尺寸最多为多少？ 答：由FAT16表明，这种文件系统的簇号应该用16个二进制位来标识。也就是说，这种卷最多可以含216（=65536）个簇。题目中给出一个簇的最大尺寸为16KB，因此这种卷的最大尺寸为216*16KB=1GB。