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。