1、计算机专业基础综合（文件管理和输入 输出管理）模拟试卷 1 及答案与解析一、单项选择题1-40 小题，每小题 2 分，共 80 分。下列每题给出的四个选项中，只有一个选项是最符合题目要求的。1 设备管理的主要任务和功能包括( )。（A）按照用户的要求控制 IO 设备（B）完成用户所希望的输入输出要求（C）进行设备分配，实现真正的 IO 操作（D）以上全部2 按资源分配方式可将外设分为( )。（A）独占设备、共享设备、分时设备（B）共享设备、分时设备、虚拟设备（C）虚拟设备、独占设备、共享设备（D）虚拟设备、独占设备、分时设备3 下列关于各种设备说法中正确的是( )。（A）独占设备的分配单位是作
2、业，且当某作业占用此设备时，其他作业也可以使用该设备（B）共享设备的分配单位是作业，且当某作业占用此设备时，其他作业也可以使用该设备（C）独占设备的分配单位是进程，且当某进程占用此设备时，其他进程也可以使用该设备（D）共享设备的分配单位是进程，且当某进程占用此设备时，其他进程也可以使用该设备4 IO 操作的控制方式经历( )阶段。（A）程序直接控制方式、程序中断 IO 控制方式、DMA 控制方式、IO 通道控制方式（B）程序中断 IO 控制方式、中断 IO 控制方式、DMA 控制方式（C）程序直接控制方式、DMA 控制方式（D）IO 通道控制方式5 下列关于各阶段 CPU 和外设间进行通信的方
3、式中，说法正确的是( )。（A）程序直接控制方式中，CPIJ 需要不断测试一台设备的忙闲标志来获得外设的工作状态（B）程序中断 IO 控制方式中，CPU 需要不断测试一台设备的忙闲标志来获得外设的工作状态（C）程序直接控制方式仅当 IO 操作正常或异常结束时才中断中央处理机（D）DMA 控制方式仅当 IO 操作正常或异常结束时才中断中央处理机6 下列关于引入通道的原因中，说法正确的是( )。（A）通道方式的引入是为了加快 CPU 和内存之间交换数据的速度（B）通道方式的引入是为了加快内存和外存之间交换数据的速度（C）通道方式的引入是为了加快 CPU 和外存之间交换数据的速度（D）通道方式的引入
4、是为了减轻 CPU 的工作负担和增加计算机系统的并行性7 关于下列名词的解释中，不正确的是( )。（A）通道的指令称为通道命令（B）通道指令的集合称为通道程序（C）用来存放通道程序首地址的主存固定单元称通道地址字（D）用来存放通道状态的主存固定单元称通道状态字8 中央处理机启动外设工作的过程是( )。（A）准备阶段、中央处理机执行、通道向中央处理机汇报命令执行情况（B）准备阶段、中央处理机作出回答、通道向中央处理机汇报命令执行情况（C）准备阶段、执行通道程序规定的操作、通道向中央处理机汇报命令执行情况（D）准备阶段、中央处理机作出回答、通道向中央处理机汇报命令执行情况9 假定磁盘的存取臂现在处
5、于 8#柱面上，有如下 6 个请求者等待访问磁盘，最省时间的响应顺序是( ) 。（A）(6)(2)(4)(3)(1)(5)（B） (6)(4)(1)(3)(3)(5)（C） (6)(2)(1)(4)(3)(5)（D）(6)(4)(1)(2)(3)(5)10 设备分配策略与( ) 因素有关。IO 设备的固有属性 系统所采用的分配策略设备分配中的安全性 与设备的无关性（A），（B） ，（C） ，（D），11 在双缓冲情况下，系统对一块数据的处理时间为( )。（A）max(C ，T)（B） C（C） T（D）都不对12 下列关于 IO 接口的说法中，正确的是( )。（A）对 IO 的系统调用(如创建
6、文件、读写文件等)是由 IO 接口中的程序来完成的（B）当 IO 接口可以作为数据通信的主控设备时，它的地址总线是双向总线（C）一个 IO 接口只能连接一个外部设备（D）CPU 访问 IO 接口时要给出 IO 接口的地址13 下面关于虚拟设备的论述中，正确的是( )。（A）虚拟设备是指允许用户使用比系统中具有的物理设备更多的设备（B）虚拟设备是指允许用户以标准化方式来使用物理设备（C）虚拟设备是把一个物理设备变换成多个对应的逻辑设备（D）虚拟设备是指允许用户程序不必全部装入内存便可使用系统中的设备14 设备管理中，设备映射表(DMT)的作用是( ) 。（A）管理物理设备（B）管理逻辑设备（C）
7、实现输入输出（D）建立逻辑设备与物理设备的对应关系15 下列关于中断屏蔽的说法中，正确的是( )。（A）中断屏蔽字改变了不同中断请求的响应优先级（B）中断屏蔽字改变了不同中断请求的处理优先级（C）一个中断请求被屏蔽，意味着它的请求在得到响应后不能执行它对应的处理程序（D）对于一个特定计算机的中断系统，它的中断屏蔽字是固定不变的二、综合应用题41-47 小题，共 70 分。16 试说明关于索引文件和索引顺序文件的检索方法。17 解释关于树形目录结构采用线性检索法的检索过程。18 空闲磁盘空间的管理常采用哪几种方式?UNIX 系统采用的是何种方式?19 试分析，在第一级磁盘容错技术和第二级磁盘容错
8、技术中，各采取了哪些容错措施?什么是写后读校验 ?20 磁带卷上记录了若干文件，假定当前磁头停在第 j 个文件的文件头标前，现要按名读出文件 i，试给出读出文件 i 的步骤。21 某操作系统的磁盘文件空间共有 500 块，若用字长为 32 位的位示图管理磁盘空间，试问：(1)位示图需多少个字？(2) 第 i 字第 j 位对应的块号是多少 ?(3)给出申请归还一块的工作流程。22 若两个用户共享一个文件系统，用户甲使用文件 A、B 、C、D 、E ，用户乙要用到文件 A、D、E、F。已知用户甲的文件 A 与用户乙的文件 A 实际上不是同一文件；甲、乙两用户的文件 D 和 E 恰是同一文件。试设计
9、一种文件系统组织方案，使得甲、乙两用户能共享该文件系统而又不致造成混乱。23 在 UNIX 中，如果一个盘块的大小为 1KB，每个盘块号占 4B，即每块可放 256个地址。请转换下列文件的字节偏移量为物理地址：(1)9999，(2)18000，(3)420000。24 简述 DMA 的工作流程。25 假定一磁盘有 200 个柱面，编号为 0199，当前存取臂的位置在 143 号柱面上，并刚刚完成 125 号柱面的服务请求，如果请求队列的先后顺序是86，147，91，177，94，150，102，175，130，试问：为完成上述请求，下列算法存取臂移动的总量是多少?并写出存取臂移动的顺序。(1)
10、 FCFS：(2)SSTF；(3)SCAN；(4)C-SCAN。26 什么是逻辑设备? 什么是物理设备 ?如何实现从逻辑设备到物理设备的变换 ?这样做有什么好处?27 简述字节多路通道、数组选择通道和数组多路通道。28 请简述 SPOOLing 系统的实现思想。计算机专业基础综合（文件管理和输入 输出管理）模拟试卷 1 答案与解析一、单项选择题1-40 小题，每小题 2 分，共 80 分。下列每题给出的四个选项中，只有一个选项是最符合题目要求的。1 【正确答案】 D【试题解析】 设备管理的基本任务是按照用户的要求控制 IO 设备操作，完成用户所希望的输入输出要求，以减轻用户编程序的负担。设备管
11、理软件的基本功能可归纳为：(1)进行设备分配；(2) 实现真正的 IO 操作；(3)实现其他功能。【知识模块】 输入/ 输出管理2 【正确答案】 C【试题解析】 按资源分配方式可将外设分为虚拟设备、独占设备、共享设备三种。【知识模块】 输入/ 输出管理3 【正确答案】 D【试题解析】 独占设备：该类设备要以用户或作业为单位分配，在该用户未退出系统之前或该作业未运行结束之前，此设备不能作其他分配。共享设备：多个进程可以“同时”从这些设备上存取信息。【知识模块】 输入/ 输出管理4 【正确答案】 A【试题解析】 IO 控制方式可以分为程序直接控制方式、程序中断 IO 控制方式、DMA 控制方式、
12、IO 通道控制方式，共 4，个阶段。【知识模块】 输入/ 输出管理5 【正确答案】 A【试题解析】 (1)程序直接控制方式：当用户进程需要输入或输出数据时，它通过 CPU 发出启动设备的指令，然后用户进程进入测试等待状态。在等待时间内，CPU 不断地用一条测试指令，通过测试一台设备的忙闲标志来获得外设的工作状态。(2)程序中断 IO 控制方式：仅当 IO 操作正常或异常结束时才中断中央处理机。(3)DMA 控制方式：在外围设备和内存之间开辟直接的数据交换通路。(4)I O 通道控制方式：一种以内存为中心，实现设备和内存直接交换数据的控制方式。【知识模块】 输入/ 输出管理6 【正确答案】 D【
13、试题解析】 通道方式进一步减轻了 CPU 的工作负担和增加了计算机系统的并行工作程度。【知识模块】 输入/ 输出管理7 【正确答案】 B【试题解析】 通道命令：通道的指令称为通道命令。通道程序：用通道命令编写的程序称为通道程序。通道地址字：用来存放通道程序首地址的主存固定单元称通道地址字。通道状态字：用来存放通道状态的主存固定单元称通道状态字。【知识模块】 输入/ 输出管理8 【正确答案】 A【试题解析】 (1)第一个过程是准备阶段。(2)第二个过程是中央处理机执行：根据通道和连接在通道上的设备工作情况用条件码向中央处理机作出回答，能接收命令并控制执行通道程序规定的操作；或者拒绝接收命令并给出
14、拒绝原因。(3)第三个过程是通道向中央处理机汇报命令执行情况。【知识模块】 输入/ 输出管理9 【正确答案】 C【试题解析】 根据题意可知，最省时间的顺序为(6)(2)(1)(4)(3)(5)。【知识模块】 输入/ 输出管理10 【正确答案】 D【试题解析】 (1)IO 设备的固有属性。该设备仅适合于某进程独占还是可供多个进程共享。(2)系统所采用的分配策略。采用先请求先分配方式还是按优先数最高者优先的方式。(3)设备分配中的安全性。不合理的设备分配有可能导致死锁的发生。(4)与设备的无关性。用户程序与实际分配的物理设备无关。【知识模块】 输入/ 输出管理11 【正确答案】 A【试题解析】 该
15、方式又称缓冲对换方式。写入者花费时间 T 将数据写满一个缓冲区后再写另一个缓冲区；读出者花费时间 M 将一个缓冲区数据送到用户区后再传送另一个缓冲区数据，运算者读出用户区进行处理。由于将数据从缓冲区传送到用户区操作必须与读用户区数据进行处理串行进行，而且它们又可以与从外存传送数据填满缓冲区的操作并行，因此耗时大约为 max(C+M，T)。考虑到 M 是内存中数据块的“搬家”耗时，非常短暂，可以省略，因此近似地认为是 max(C，T)。【知识模块】 输入/ 输出管理12 【正确答案】 B【试题解析】 此题考查 IO 接口的基本组成和基本概念。【知识模块】 输入/ 输出管理13 【正确答案】 C【
16、试题解析】 本题考查虚拟设备的概念。【知识模块】 输入/ 输出管理14 【正确答案】 D【试题解析】 本题考查设备管理中重要的数据结构的作用。既然是映射关系，必定有源和目标，能说明存在这关系的只有 D 选项。【知识模块】 输入/ 输出管理15 【正确答案】 B【试题解析】 此题考查中断屏蔽的基本概念。【知识模块】 输入/ 输出管理二、综合应用题41-47 小题，共 70 分。16 【正确答案】 (1)对索引文件进行检索时，首先根据用户(程序)提供的关键字，并利用折半查找法检索索引表，从中找到相应的表项，再利用该表项中给出的指向记录的指针值去访问对应的记录。(2)对索引顺序文件进行检索时，首先利
17、用用户(程序)提供的关键字以及某种查找方法去检索索引表，找到该记录所在记录组中的第一条记录的表项，从中得到该记录组第一个记录在主文件中的位置；然后再利用顺序查找法去查找主文件，从而找到所要求的记录。【知识模块】 文件管理17 【正确答案】 假设用户给定的文件路径名为Level 1Level 2Level n/datafile，则关于树形目录结构采用线性检索法检索该文件的基本过程为：(1)读入第一个文件分量名 Level 1，用它与根目录文件 (或当前目录文件)中各个目录项的文件名顺序地进行比较，从中找出匹配者，并得到匹配项的索引节点号，再从对应索引节点中获知 Level 1 目录文件所在的盘块
18、号，将相应盘块读入内存。(2)读入第 i 个文件分量名 Level i，用它与最新调入内存的当前目录文件中各个目录项的文件名顺序地进行比较，从中找出匹配者，并得到匹配项的索引节点号，再从对应索引节点中获知 Level i 目录文件所在的盘块号，将相应盘块读入内存。(3)读入最后一个文件分量名即 datafile，用它与第 n 级目录文件中各个目录项的文件名进行比较，从而得到该文件对应的索引节点号，进而找到该文件物理地址，目录查找操作成功结束。如果在上述查找过程中发现任何一个文件分量名未能找到，则停止查找并返回“ 文件未找到 ”的出错信息。【知识模块】 文件管理18 【正确答案】 空闲磁盘空间的
19、管理常采用以下几种方法：(1)空闲表法：属于连续分配方式，它与内存管理中的动态分区分配方式相似。(2)空闲链表法：将所有空闲盘区链接成一条空闲链。根据构成链的基本元素不同，可分为空闲盘块链和空闲盘区链。(3)位示图法。利用二进制的一位来表示磁盘中每一个盘块的使用情况，磁盘上的所有盘块都有一个二进制位与之对应，从而由所有盘块所对应的位构成一个集合，即位示图。(4)成组链接法。结合空闲表法和空闲链表法而形成。UNIX 系统采用的是成组链接法。【知识模块】 文件管理19 【正确答案】 在第一级磁盘容错技术中，包括以下容错措施：(1)双份目录和双份文件分配表。在磁盘上存放的文件目录和文件分配表 FAT
20、 均为文件管理所用的重要数据结构，所以为之建立备份。(2)在系统每次加电启动时都要对两份目录和两份 FAT 进行检查，以验证它们的一致性。在第二级磁盘容错技术中，包括以下容错措施：(1)磁盘镜像。在同一磁盘控制器下增设一个完全相同的磁盘驱动器，在每次向文件服务器的主磁盘写入数据后，都要采用写后读校验方式将数据再同样地写到备份磁盘上，使两者具有完全相同的位像图。(2)磁盘双工。将两台磁盘驱动器分别接到两个磁盘控制器上，同样使这两台磁盘机镜像成对，从而在磁盘控制器发生故障时起到数据保护的作用。在磁盘双工时，由于每一个磁盘都有自己的独立通道，故可以同时(并行)地将数据写入磁盘。在读入数据时，可采用分
21、离搜索技术，从响应快的通道上取得数据，因而加快了对数据的读取速度。(3)热修复重定向和写后读校验。两者均用于防止将数据写入有缺陷的盘块中。就热修复重定向而言，系统将一定的磁盘容量作为热修复重定向区，用于存放当发现盘块有缺陷时的待写数据，并对写入该区的所有数据进行登记，方便将来对数据进行访问。而写后读校验则是为了保证所有写入磁盘的数据都能写入到完好的盘块中，故在每次从内存缓冲区向磁盘中写入一个数据块后，应立即从磁盘上读出该数据块并送至另一缓冲区中，再将该缓冲区中内容与原内存缓冲区中在写后仍保留的数据进行比较。若两者一致，便认为此次写入成功，可继续写入下一个盘块：否则，则重写。若重写后两者仍不一致
22、，则认为该盘块有缺陷，此时便将应写入该盘块的数据写入热修复重定向区中，并将该损坏盘块的地址记录在坏盘块表中。【知识模块】 文件管理20 【正确答案】 由于磁带卷上的文件用“带标” 隔开，每个文件的文件头标前后都使用了三个带标。 正常情况磁头应停在文件头标的前面，所以只要计算带标的个数，就可找到所要的文件。 (1)当 ij时，要正走磁带 步骤 1，组织通道程序正走磁带，走过“带标” 个数为 3(i-j)个。 步骤 2，组织通道程序读文件 i 的文件头标。 步骤 3，根据文件 i 的文件头标信息，组织读文件信息。 (2)当 ij 时，要反走磁带 步骤 1，组织通道程序反走磁带，走过“ 带标” 个数
23、为 3(j 一 i)+1 个。 步骤 2，组织通道程序读文件 i 的文件头标。 步骤 3，根据文件 i 的文件头标信息，组织读文件信息。【知识模块】 文件管理21 【正确答案】 (1)位示图占用字数为 50032=16(向上取整)个字。(2)第 i 字第 j 位对应的块号 N=32i+j。(3)申请时自上至下、自左至右扫描位示图跳过为 1 的位，找到第一个遇到的 0位，根据它是第 i 字第位算出对应块号，并分配出去。归还时已知块号，块号 32算出第 i 字第 j 位并把位示图相应位清零。【知识模块】 文件管理22 【正确答案】 可以采用二级目录或树形目录结构来解决难题。例如：【知识模块】 文件
24、管理23 【正确答案】 (1)将逻辑文件的字节偏移量转换为文件的逻辑块号和块内偏移。方法是：将逻辑文件的字节偏移量除以盘块大小，商为文件的逻辑块号，余数是块内偏移。(2)将文件的逻辑块号转换为物理块号。使用多重索引结构，在索引节点中根据逻辑块号通过直接索引或间接索引找到对应物理块号。9999L1=INT(9999，1024)=9 B1=MOD(9999，1024)=783，其逻辑块号为 9，故直接索引 addr8可找到物理块号。18000L2=INT(18000，1024)=17 B2=MOD(18000，1024)=592，其逻辑块号为 17通过一次间接索引 addr10可找到物理块号。42
25、0000L3=INT(420000，1024)=410 B3=MOD(420000，1024)=160，其逻辑块号为 410，通过二次间接索引 addr11可找到物理块号。【知识模块】 文件管理24 【正确答案】 以从磁盘读入数据为例来说明 DMA 方式的工作流程：当 CPU要从磁盘读入一数据块时，便向磁盘控制器发送一条读命令，该命令被送入 DMA控制器的命令寄存器 CR 中。同时，还须发送本次要将数据读入的内存起始目标地址，该地址被送入 DMA 控制器的内存地址寄存器 MAR 中；本次要读的字(节)数则送至 DMA 控制器的数据计数器 DC 中。另外，还须将磁盘中数据读取的源地址直接送到 D
26、MA 控制器的 IO 控制逻辑上。然后，启动 DMA 控制器进行数据传送。此后，CPU 便可去处理其他任务，而整个数据传送便由 DMA 控制器负责控制。当 DMA 控制器已从磁盘中读入一个字(节)的数据，并送入 DMA 控制器的数据寄存器 DR 后，再挪用一个存储器周期，将该字 (节)传送到 MAR 所指示的内存单元中。接着，便对 MAR 内容加 1 和将 DC 内容减 1。若 DC 内容减 1 后不为0，表示传送未完，便准备再传送下一个字(节)，否则，由 DMA 控制器发出中断请求。【知识模块】 输入/ 输出管理25 【正确答案】 (1)565 即 143861479117794150102
27、175130(2)162 即 1431471501301029491186V175177(3)169 即 143147V1501751771301029491186(4)386 即 1431471501751771990869194102130【知识模块】 输入/ 输出管理26 【正确答案】 逻辑设备：逻辑设备特性是用户程序中所涉及的该类物理设备特性的抽象。物理设备：实际使用的设备。从逻辑设备到物理设备的变换：(1)使用作业控制语言中的一个语句(DD 语句) ，建立逻辑设备和物理设备之间的对应关系。(2)使用系统设置的逻辑设备和物理设备映像表，实现从逻辑设备到物理设备名的转换。在进程执行时利用
28、该类设备中的任一物理设备，而不必仅限于使用某一个。这不仅有利于改善资源利用率，而且对可适应性和可扩展性都有很大好处。【知识模块】 输入/ 输出管理27 【正确答案】 (1)字节多路通道含有许多非分配型子通道并分别连接在低速、中速 IO 设备上，子通道按时间片轮转方式共享，按字节方式进行数据传送。具体而言，当第一个子通道控制其 IO 设备完成一字节的交换后，便立即腾出字节多路通道(主通道) 给第二个子通道使用；当第二个子通道也交换完一字节后，又把主通道让给第三个子通道使用。以此类推。转轮一周后，重又返回由第一个子通道去使用主通道。(2)数组选择通道只含有一个分配型子通道，一段时间内只能执行一道通
29、道程序、控制一台设备按数组方式进行数据传送。通道被某台设备占用后便一直处于独占状态，直至设备数据传输完毕释放该通道，故通道利用率较低。因此这种方式主要用于连接多台高速设备。(3)数组多路通道是将数组选择通道传输速率高和字节多路通道能使各子通道分时并行操作的优点相结合而形成的一种新通道。其含有多个非分配型子通道并分别连接在高速、中速 IO 设备上，子通道按时间片轮转方式共享主通道，按数组方式进行数据传送，因而既具有很高的数据传输速率，又能获得令人满意的通道利用率。【知识模块】 输入/ 输出管理28 【正确答案】 “ 预输入程序 ”把作业流中作业信息传送到 “输入井”保存。作业被选中执行时不必再启动输入机，而是从磁盘上输入井区域中读取信息。作业执行中产生的结果也可暂时先存放在“输出井” 中，待作业执行结束后由 “缓输出程序”把作业执行结果打印输出。“ 预输入程序 ”和“缓输出程序”的执行都是在计算机控制下进行的。【知识模块】 输入/ 输出管理
