計算機四級:作業系統整章問題及解答

問題三:
⑴ 什麼是檔案目錄、目錄檔案與當前目錄?
答:檔案控制塊的有序集合構成檔案目錄,每個目錄項即是一個檔案控制塊。
為了實現檔案目錄的管理,通常將檔案目錄以檔案的形式保存在外存空間,這個檔案就被稱為目錄檔案。目錄檔案是長度固定的記錄式檔案。
系統為用戶提供一個目前正在使用的工作目錄,稱為當前目錄。
⑵ 檔案目錄結構有哪幾種,各有什麼優缺點?
答:檔案目錄結構一般有一級目錄結構、二級目錄結構和多級目錄結構。
一級目錄結構的優點是簡單,缺點是檔案不能重名,限制了用戶對檔案的命名。
二級目錄結構實現了檔案從名字空間到外存地址空間的映射:用戶名—>檔案名稱à檔案內容。其優點是有利於檔案的管理、共享和保護;適用於多用戶系統;不同的用戶可以命名相同檔案名稱的檔案,不會產生混淆,解決了命名衝突問題。缺點是不能對檔案分類;當用檔案較多時查找速度慢。
多級目錄結構的優點是便於檔案分類,可為每類檔案建立一個子目錄;查找速度快,因為每個目錄下的檔案數目較少;可以實現檔案共享;缺點是比較複雜。
⑶ 為了提高檢索速度,對檔案目錄應做怎樣的改進?
答:可以利用目錄項分解法解決這一問題,即把目錄項(檔案控制塊)分為兩部分:
名號目錄項,包含檔案名稱以及相應的檔案內部號;
基本目錄項,包含了除檔案名稱外檔案控制塊的其他全部信息。
目錄檔案也分為名號目錄檔案和基本目錄檔案。查找一個目錄項就分成兩步:首先訪問名號目錄檔案,根據檔案名稱查找相應的檔案內部號;然後訪問基本目錄檔案,根據檔案內部號,可直接計算出相應基本目錄項所在基本目錄檔案中的相對位置和物理位置,並將它直接讀入記憶體。
目錄項分解法的優點是提高了檔案目錄檢索的速度。
問題四:
⑴ 用哪幾種方法實現檔案存儲的管理?
位示圖法、空間塊表、空閒塊鍊表
⑵ 通過哪幾種方面實現檔案的存取控制(共享、保護和保密)?要求具體闡述。
問題五:
⑴ 如何使用檔案(建立、打開、讀、寫、關閉、撤消)?
⑵ 檔案系統的安全(海量轉儲、增量轉儲)?


第六部分 設備管理
問題一:答案在題典p144
⑴ 什麼是作業系統管理的設備管理?
答:設備管理是指計算機系統中除了cpu和記憶體以外的所有輸入、輸出設備的管理。
⑵ 設備可以按照何種方式分類,每種分類方式又包括哪些?
答:1、按設備的工作特性分類
(1)存儲設備;(2)輸入輸出設備
2、按設備上數據組織方式分類
(1)塊設備;(2)字元設備
3、按資源分配的角度分類
(1)獨占設備;(2)共享設備;(3)虛擬設備
⑶ 設備管理的目標和功能是什麼?
答:設備管理的目標:
1、向用戶提供外部設備的方便、統一的接口,按照用戶的要求和設備的類型,控制設備工作,完成用戶的輸入輸入請求。
2、充分利用中斷技術、通道技術和緩衝技術,提高cpu與設備、設備與設備之間的並行工作能力,以充分利用設備資源,提高外部設備的使用效率。
3、設備管理就是要保證在多道程式環境下,當多個進程競爭使用設備時,按照一定的策略分配和管理設備,以使系統能有條不紊地工作。
設備管理的功能:
1、設備分配和回收;
2、管理輸入輸入緩衝區;
3、設備驅動,實現物理i/o操作;
4、外部設備中斷處理;
5、虛擬設備及其實現。
⑷ 外部設備的輸入、輸出方式有哪些?
答:主要有以下四種:1、循環測試i/o方式;2、中斷處理方式;3、直接記憶體存取(dma)方式;4、通道方式


問題二:
⑴ 簡述通道及通道控制結構。
答:通道是一個用來控制外部設備工作的硬體機構,相當於一個功能簡單的處理機。
在一般大型計算機系統中,主機對外部設備的控制可以分成三個層次來實現,即通道、控制器和設備。
一旦cpu發出啟動通道的指令,通道就可以獨立於cpu工作。通道控制控制器工作,控制器用來控制設備的電路部分。這樣,一個通道可以連線多個控制器,而一個控制器又可以連線若干台同類型的外部設備。最終,設備在控制器控制下執行操作。
⑵ 簡述通道控制的設備採用何種連線方式?其優點是什麼?
答:一般設備的連續採用交*連線,其好處是:
1、提高系統的可*性:當某條通路因控制器或通道故障而斷開時,可使用其他通路。
2、提高設備的並行性:對於同一個設備,當與它相連的某一條通路中的控制器或通道被占用時,可以選擇另一條空閒通路,減少了設備因等待通路所需要花費的時 間。
⑶ 通道按傳送數據的工作方式可以分哪幾類?
答:位元組多路通道;選擇通道;成組多路通道
⑷ 簡述通道的工作原理(分五個階段)。p516
答:書p238
問題三:
⑴ 設備分配的任務是什麼?
答:設備分配的任務是按照一定的策略為申請設備的進程分配合適的設備、控制器和通道。
⑵ 設備分配應堅持的原則是什麼?
設備的獨立性:不能因物理設備的更換而影響用戶程式的正常運行;
系統的安全性:設備分配不能導致死鎖現象發生。
⑶ 什麼是設備的獨立性?根據設備的類型,設備的分配策略有哪些?(獨占設備、共享設備、虛擬設備與spooling系統)。以磁碟為例,有哪些最佳化調度算法?應考慮哪些因素?
答:進程申請設備時,應當指定所需設備的類別,而不是指定某一台具體的設備,系統根據當前請求以及設備分配情況在相應類別的設備中選擇一個空閒設備並將其分配給申請進程,這稱作設備的獨立性。


磁碟調度一般可採用以下幾種算法:
1、先來先服務磁碟調度算法(fcfs)
2、最短尋道時 間優先磁碟調度算法(sstf)
3、掃描算法(scan)
設計磁碟調試算法應考慮兩個基本因素:
1、公平性 2、高效性
⑷ 為實現設備的有效管理,應採用怎樣的數據結構?
答:為實現設備、控制器、通道資源的分配與回收,系統需要記錄有關的信息。通常設備管理要建立以下數據結構,以實施有效的管理。
1、設備控制塊
2、控制器控制塊
3、通道控制塊
4、系統設備表

問題三:
⑴ 什麼是檔案目錄、目錄檔案與當前目錄?
答:檔案控制塊的有序集合構成檔案目錄,每個目錄項即是一個檔案控制塊。
為了實現檔案目錄的管理,通常將檔案目錄以檔案的形式保存在外存空間,這個檔案就被稱為目錄檔案。目錄檔案是長度固定的記錄式檔案。
系統為用戶提供一個目前正在使用的工作目錄,稱為當前目錄。
⑵ 檔案目錄結構有哪幾種,各有什麼優缺點?
答:檔案目錄結構一般有一級目錄結構、二級目錄結構和多級目錄結構。
一級目錄結構的優點是簡單,缺點是檔案不能重名,限制了用戶對檔案的命名。
二級目錄結構實現了檔案從名字空間到外存地址空間的映射:用戶名—>檔案名稱à檔案內容。其優點是有利於檔案的管理、共享和保護;適用於多用戶系統;不同的用戶可以命名相同檔案名稱的檔案,不會產生混淆,解決了命名衝突問題。缺點是不能對檔案分類;當用檔案較多時查找速度慢。
多級目錄結構的優點是便於檔案分類,可為每類檔案建立一個子目錄;查找速度快,因為每個目錄下的檔案數目較少;可以實現檔案共享;缺點是比較複雜。
⑶ 為了提高檢索速度,對檔案目錄應做怎樣的改進?
答:可以利用目錄項分解法解決這一問題,即把目錄項(檔案控制塊)分為兩部分:
名號目錄項,包含檔案名稱以及相應的檔案內部號;
基本目錄項,包含了除檔案名稱外檔案控制塊的其他全部信息。
目錄檔案也分為名號目錄檔案和基本目錄檔案。查找一個目錄項就分成兩步:首先訪問名號目錄檔案,根據檔案名稱查找相應的檔案內部號;然後訪問基本目錄檔案,根據檔案內部號,可直接計算出相應基本目錄項所在基本目錄檔案中的相對位置和物理位置,並將它直接讀入記憶體。
目錄項分解法的優點是提高了檔案目錄檢索的速度。
問題四:
⑴ 用哪幾種方法實現檔案存儲的管理?
位示圖法、空間塊表、空閒塊鍊表
⑵ 通過哪幾種方面實現檔案的存取控制(共享、保護和保密)?要求具體闡述。
問題五:
⑴ 如何使用檔案(建立、打開、讀、寫、關閉、撤消)?
⑵ 檔案系統的安全(海量轉儲、增量轉儲)?