2017年中国科学技术大学计算机科学与技术学院408计算机学科专业基础综合之计算机操作系统考研强化模拟题一、综合题1 有哪几种I/O控制方式? 各适用于何种场合？【答案】I/O控制方式共有四种（1）程序I/O方式早期的计算机系统中由于无中断机构，处理机对I/O设备的控制采取程序I/O方式，或称忙-等待方式。在程序I/O方式中，由于CPU 的高速性和I/0设备的低速性，致使CPU 的绝大部分时间都处于等待I/0设备完成数据I/O的循环测试中，造成对CPU 的极大浪费，现在这种方式已基本被淘汰。（2）中断驱动I/O控制方式即当某进程要启动某个I/O设备工作时，便由CPU 向相应的设备控制器发出一条I/O命令，然后立即返回继续执行原来的任务。设备控制器于是按照该命令的要求去控制指定I/O设备。此时，CPU 与I/O设备并行操作。中断驱动方式可以成百上千倍地提高CPU 的利用率，它适用于具有中断机构的计算机系统。（3）直接存储器访问（DMA ）I/O控制方式DMA 方式较之中断驱动方式，又是成百上千倍地减少了CPU 对I/O设备的干预，进一步提高了CPU 与I/O设备的并行操作程度，它适用于具有DMA 控制器的计算机系统中。（4）I/O通道控制方式这种控制方式可实现CPU 、通道和I/O设备三者的并行操作，从而更有效地提高整个系统的资源利用率，它适用于具有通道程序的计算机系统。 2 当前可以利用哪几种方法来防止“抖动”？【答案】（1）采取局部置换策略在页面分配和置换策略中，如果采取的是可变分配方式，则为了预防发生“抖动”，可采取局部置换策略。根据这种策略，当某进程发生缺页时，只能在分配给自己的内存空间内进行置换，不允许从其它进程去获得新的物理块。（2）把工作集算法融入到处理机调度中当调度程序发现处理机利用率低下时，它将试图从外存调入一个新作业进入内存，来改善处理机的利用率。如果在调度中融入了工作集算法，则在调度程序从外存调入作业之前，必须先检查每个进程在内存的驻留页面是否足够多。如果都已足够多，此时便可以从外存调入新的作业，不会因新作业的调入而导致缺页率的増加；反之，如果有些进程的内存页面不足，则应首先为那些缺页率居高的作业增加新的物理块，此时将不再调入新的作业。（3）利用“L=S”准则调节缺页率只有当L 与S 接近时，磁盘和处理机都可达到它们的最大利用率。理论和实践都已证明，利用“L=S”准则，对于调节缺页率是十分有效的。（4）选择暂停的进程当多道程序度偏高时，已影响到处理机的利用率，为了防止发生“抖动”，系统必须减少多道程序的数目。此时应基于某种原则选择暂停某些当前活动的进程，将它们调出到磁盘上，以便把腾出的内存空间分配给缺页率发生偏高的进程。 3 为了满足不同用户的需要，媒体服务器可以提供哪几种服务质量保证？【答案】一个媒体服务器应当能够提供几种服务质量，以满足不同用户的需要。通常，可以提供如下三种服务质量保证:（1）确定型的保证。这是最高的服务质量保证，它能完全保证SRT 任务的所有截止时间。为实现这样的保证, 在接纳控制的算法中必须假定系统与实现实时性有关所有部分都是处于最坏的情况，如磁盘的寻道时间最长、磁盘旋转延迟时间最长等。（2）统计型的保证。它能以较高概率保证SRT 任务的所有截止时间。为了实现这样的保证，在接纳控制的算法中将假定系统与实现实时性有关所有部分都处于一般情况。（3）尽力而为型保证。没有为SRT 任务的截止时间提供任何保证，只是在完成对所有确定型和统计型的服务之后，如果处理机还有剩余时间，才会调度这类任务运行。 4 目前常用的外存有哪几种组织方式？【答案】（1）连续组织方式在对文件采取连续组织方式时，为每个文件分配一片连续的磁盘空间，由此所形成的文件物理结构将是顺序式的文件结构。（2）链接组织方式在对文件采取链接组织方式时，可以为每个文件分配不连续的磁盘空间，通过链接指针将一个文件的所有盘块链接在一起，由此所形成的将是链接式文件结构。（3）索引组织方式在对文件采取索引组织方式时，所形成的将是索引式文件结构。在传统的文件系统中，通常仅采用其中的一种组织方式来组织文件。在现代0S 中，由于存在着多种类型的、特别是实时类型的多媒体文件，因此，对文件可能采取了多种类型的组织形式。 5 页面缓冲算法的主要特点是什么？它是如何降低页面换进、换出的频率的？【答案】（1）页面缓冲算法的特点显著地降低了页面换进、换出的频率，使磁盘I/O的操作次数大为减少，因而减少了页面换进、换出的开销；正是由于换入换出的开销大幅度减小，才能使其采用一种较简单的置换策略，如先进先出（FIFO ）算法，它不需要特殊硬件的支持，实现起来非常简单。（2）降低页面换进、换出的频率的方法空闲页面链表实际上该链表是一个空闲物理块链表，是系统掌握的空闲物理块，用于分配给频繁发生缺页的进程，以降低该进程的缺页率。当这样的进程需要读入一个页面时，便可利用空闲物理块链表中的第一个物理块来装入该页。当有一个未被修改的页要换出时，实际上并不将它换出到外存，而是把它们所在的物理块挂在空闲链表的末尾。修改页面链表它是由己修改的页面所形成的链表。设置该链表的目的是为了减少已修改页面换出的次数。当进程需要将一个已修改的页面换出时，系统并不立即把它换出到外存上，而是将它所在的物理块挂在修改页面链表的末尾。这样做的目的是:降低将已修该页面写回磁盘的频率，降低将磁盘内容读入内存的频率。 6 智能卡可分为哪几种类型？这些是否都可用于基于用户持有物的认证技术中？【答案】智能卡分为存储器卡、微处理器卡和密码卡。（1）存储器卡没有微处理器芯片，不具有安全性，只能作为储值卡，用来存储少量金额的现金与信息；（2）微处理器卡増加了一个微处理器，增强了安全性，被广泛用作信用卡。用户可以在商场把信用卡插入读卡机后，授权进行一定数额的转账，信用卡将一段加密后的信息发送到商场，商场再将该信息转发到银行，从用户在该银行中的账户中扣除所需付出的金额；（3）密码卡增加了加密运算协处理器和RAM , 由于它能支持非对称加密体制RSA ，而且所支持的密钥长度可长达1024位，因而极大地增强了1C 卡的安全性。所以密码卡完全可以作为用户的数字身份证明。 7 试说明设备控制器的组成。【答案】由于设备控制器位于CPU 与设备之间，它既要与CPU 通信，又要与设备通信，还应具有按照CPU 所发来的命令去控制设备工作的功能，因此，现有的大多数控制器都是由以下三部分组成的（1）设备控制器与处理机的接口该接口用于实现CPU 与设备控制器之间的通信；（2）设备控制器与设备的接口在一个设备控制器上，可以连接一个或多个设备；（3）I/O逻辑组成在设备控制器中的I/O逻辑用于实现对设备的控制。 一、综合题考研试题