2016計算機四級操作系統整章問題及解答
問題一：
⑴ 用哪幾種方法實現文件存儲的管理?
位示圖法、空間塊表、空閑塊鏈表
⑵ 通過哪幾種方面實現文件的存取控制(共享、保護和保密)?要求具體闡述。
問題二：
⑴ 什么是文件目錄、目錄文件與當前目錄?
答：文件控制塊的有序集合構成文件目錄，每個目錄項即是一個文件控制塊。
為了實現文件目錄的管理，通常將文件目錄以文件的形式保存在外存空間，這個文件就被稱為目錄文件。目錄文件是長度固定的記錄式文件。
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 文件目錄結構有哪幾種，各有什么優缺點?
答：文件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，缺點是文件不能重名，限制了用戶對文件的命名。
二級目錄結構實現了文件從名字空間到外存地址空間的映射：用戶名—>文件名à文件內容。其優點是有利于文件的管理、共享和保護;適用于多用戶系統;不同的用戶可以命名相同文件名的文件，不會產生混淆，解決了命名沖突問題。缺點是不能對文件分類;當用文件較多時查找速度慢。
多級目錄結構的優點是便于文件分類，可為每類文件建立一個子目錄;查找速度快，因為每個目錄下的文件數目較少;可以實現文件共享;缺點是比較復雜。
⑶ 為了提高檢索速度，對文件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(文件控制塊)分為兩部分：
名號目錄項，包含文件名以及相應的文件內部號;
基本目錄項，包含了除文件名外文件控制塊的其他全部信息。
目錄文件也分為名號目錄文件和基本目錄文件。查找一個目錄項就分成兩步：首先訪問名號目錄文件，根據文件名查找相應的文件內部號;然 后訪問基本目錄文件，根據文件內部號，可直接計算出相應基本目錄項所在基本目錄文件中的相對位置和物理位置，并將它直接讀入內存。
目錄項分解法的優點是提高了文件目錄檢索的速度。
問題三：
⑴ 如何使用文件(建立、打開、讀、寫、關閉、撤消)?
⑵ 文件系統的安全(海量轉儲、增量轉儲)?
第四部分 設備管理
問題一：答案在題典P144
⑴ 什么是操作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和內存以外的所有輸入、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)字符設備
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么?
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、通道技術和緩沖技術，提高CPU與設備、設備與設備之間的并行工作能力，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序環境下，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、管理輸入輸入緩沖區;
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、直接內存存取(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件機構，相當于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，通道就可以獨立于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，一個通道可以連接多個控制器，而一個控制器又可以連接若干臺同類型的外部設備。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采用何種連接方式?其優點是什么?
答：一般設備的連續采用交*連接，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、提高設備的并行性：對于同一個設備，當與它相連的某一條通路中的控制器或通道被占用時，可以選擇另一條空閑通路，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：字節多路通道;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么?
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么?
設備的獨立性：不能因物理設備的更換而影響用戶程序的正常運行;
系統的安全性：設備分配不能導致死鎖現象發生。
⑶ 什么是設備的獨立性?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)。以磁盤為例，有哪些優化調度算法?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，而不是指定某一臺具體的設備，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 一個空閑設備并將其分配給申請進程，這稱作設備的獨立性。
磁盤調度一般可采用以下幾種算法：
1、先來先服務磁盤調度算法(FCFS)
2、最短尋道時間優先磁盤調度算法(SSTF)
3、掃描算法(SCAN)
設計磁盤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，應采用怎樣的數據結構?
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
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