北航操作系统课程-20200427课堂小测-设备管理之磁盘
2020-04-27-课堂小测-设备管理之磁盘
北京航空航天大学计算机学院-2020春操作系统课程
以下题目作者为北航计算机学院操作系统课程组，客观题答案由课程组给出，解析及主观题答案均为博主原创，水平有限，如有错误敬请批评指正。
1. 磁盘是一种：（单选）
A. 块设备
B. 字符设备
答：A
磁盘是一种块设备，以数据块为单位存储、传输信息，传输速率较高、可寻址（随机读写）。
2. 以下说法正确的是（单选）
A. 磁盘比磁带具有更大的容量
B. 磁盘比磁带具有更好的随机访问性能
C. 硬盘通常可以实现存储介质和驱动器分离
D. 一个硬盘的多个磁头彼此可以独立寻道
答：B
磁盘诞生前磁带时主要的外存设备，单一直沿用至今，其容量其实一般是大于磁盘的，但磁盘具有更好的随机访问性能，A错误，B正确。磁盘现代磁盘驱动器可以看做一个一维的逻辑块的数组，驱动器在磁盘介质上，并未实现分离，C错误。如图所示，磁盘的设计中磁头是需要一起移动的，无法实现多个磁头分别独立寻道，D错误。
3. 设一个硬盘的转速为7200RPM，则其平均旋转延迟为：（单选）
A. 2.08ms
B. 4.17ms
C. 8.33ms
D. 16.7ms
答：B
硬盘的转速7200转每秒，则每一转需要的时间是1/7200秒=8.35毫秒。假设所寻找的数据分布在每个扇区概率相同，则平均旋转延迟为每一转时间的一半，约为4.17毫秒.
4. 对于以下说法正确的是：（单选）
A. FCFS调度算法会引起“饥饿”现象
B. 当IO请求间隔比较大时，SSTF算法比FCFS算法具有更短的寻道延迟
C. SCAN算法每次扫描需要碰到柱面边界才开始反向扫描
D. SCAN算法对于所有柱面的访问机会是均等的
答：C
先来先服务算法对于每个请求都按照先后顺序满足，并不会产生饿死，但容易造成磁头不必要的反复移动，效率不高，A错误。当IO请求间隔较大时，最短寻道时间优先将退化为先来先服务，二者性能类似，B错误。SCAN算法在以两个方向扫描整个磁盘的柱面，遇到柱面边界则反向，C正确。SCAN算法对于两侧的柱面扫描机会少于中间的柱面，D错误。
5. 以下说法错误的是：（单选）
A. CSCAN算法只在一个扫描方向上处理IO请求
B. CLOOK算法只在一个扫描方向上处理IO请求
C. SCAN算法对磁盘两端磁道上数据请求不利
D. 引入C-SCAN算法的目的是解决SCAN算法引起的“饥饿”问题
答：D
CSCAN算法相对SCAN改进之处在于只在一个方向上处理IO请求，到达边界后立即返回0号柱面，其优势在于解决了SCAN算法两端请求相对中间的请求不利的问题，并不解决饥饿问题，事实上SCAN算法已经很好地解决了饥饿问题，A正确，C正确，D错误。CLOOK算法又是对CSCAN的改进，其改进之处在于遇到相对最外侧的请求，处理完后即返回，而不是必须到达最外侧的柱面才返回，与CSCAN一样，CLOOK也只在一个扫描方向上处理IO请求，B正确。
6. 以下可以提高磁盘IO性能的手段是：（多选）
A. 采用更高转数的磁盘
B. 采用Flash替代旋转式磁盘
C. 增大磁盘控制器上的缓存
D. 消除文件碎片
答：A、B、C、D
转速更高的磁盘显然寻道时间更短，性能更好，A正确。Flash的性能优于旋转式磁盘，使用Flash也可以提升IO性能，B正确。A、B均属于使用性能更优的磁盘来实现提高IO性能。增大磁盘的缓存可以使得访问部分数据无需复杂的寻道，节省了时间提升了性能，C正确。消除文件碎片的意义在于读每个文件的时候可以利用磁盘的块设备性质，用尽可能少的次数读出文件的全部内容，D正确。
7. 以下说法错误的是：（单选）
A. NAND型Flash支持按字节读写
B. NAND型Flash写操作性能比读操作差
C. 如果要在NAND型Flash上修改已经写过的页面，需要先对整个存储块进行擦除
D. FTL负责实现存储块的重定位和磨损均衡
答：A
8. 假设磁盘平均损坏时间是100000小时，采用2块这样磁盘组成RAID 0阵列，其平均损坏时间是：（单选）
A. 200000小时
B. 100000小时
C. 50000小时
D. 25000小时
答：C
RAID是一种把多块独立的硬盘（物理硬盘）按照不同方式组合起来形成一个硬盘组（逻辑硬盘），从而提供比单个硬盘更高的存储性能和提供数据冗余的技术。RAID 0是最低级别的RAID，该级别该级仅提供了并行交叉存取，它虽然有效提高了磁盘IO速度，但并无冗余校验功能。其2块磁盘的平均损坏时间将是单个磁盘的一半。
9. 以下说法正确的是：（单选）
A. RAID 1阵列可以提高数据写入性能
B. 组成RAID 5阵列至少需要3块磁盘
C. RAID 4阵列每次读取数据都要所有磁盘参与
D. RAID 6阵列可以容忍同时3块磁盘故障
答：B
RAID 1是镜像磁盘冗余阵列，将每一数据块重复存入镜像磁盘，以改善磁盘机的可靠性。镜像盘也称拷贝盘，使有效容量下降了一半，成本较高，并不提高写入性能，A错误。RAID 4是并行处理磁盘阵列：一种独立传送磁盘阵列，采用数据块交叉，用一个校验盘。将数据按块交叉存储在多个磁盘上，其访问数据的方法和冗余代价都与RAID 3相同，不同之处在于使用较少的磁盘参与操作，以使磁盘阵列可以并行进行多个数据的磁盘操作，并不需要每次读取数据都要所有磁盘参与，C错误。RAID 5是一种独立传送感盘阵列，采用数据块交叉和分布的冗余校验，将数据和校验都分布在各个感盘中，没有专门的奇偶校验驱动器，其最少需要三块磁盘参与，B正确。RAID 6是双维校验独立存取盘阵列，数据以块（块大小可变） 交叉方式存于各盘，检、纠错信息均匀分布在所有磁盘上，最多容忍同时2盘出错，D错误。
10. 在Windows2000中，动态盘多分区卷的配置信息保存在：（单选）
A. Windows注册表中
B. 磁盘上的LDM数据库中
答：B
Windows2000的动态盘多分区卷的配置信息保存在磁盘上的LDM数据库中。