第二章 - 网络操作系统基本功能（二）
发布时间：2019-12-29 14:50来源：未知
第五节 2.5 文件管理
（一）2.5.1 文件、目录和文件系统
1. 文件的定义：文件可以被解释为一组带标识的、在逻辑上有完整意义的信息项的序列，程序和数据都可以是文件。信息项构成了文件内容的基本单位。 ★
【例题】构成文件内容的基本单位是
A．字符
B．记录
C．数据块
D．信息项
【答案】D
【解析】文件可以被解释为一组带标识的、在逻辑上有完整意义的信息项的序列，程序和数据都可以是文件。信息项构成了文件内容的基本单位。所以D选项正确。
2.文件目录：为了便于对文件进行管理，设置了文件目录，用于检索系统中的所有文件。
3.文件系统：文件系统是操作系统中统一管理信息资源的一种软件，它管理文件的存储、检索、更新，提供安全可靠的共享和保护手段，并且方便用户使用。从用户的角度看，文件系统负责为用户建立文件、读写文件、修改文件、复制文件和撤销文件，还负责对文件的存取控制。
（二）2.5.2 文件结构和存取方法
1. 文件的逻辑结构：用户所看到的文件的组织形式。文件逻辑结构可以分成：
（1）字符流式文件
（2）定长记录文件
（3）不定长记录文件。
流式文件是有序字符的集合，其长度为该文件所包含的字符个数，又称为字符流式文件。基本单位是字符。记录式文件是一组有序记录的集合，在记录式文件中，构成文件的基本单位是记录。
2. 文件的物理结构：逻辑块、物理块。常用的文件物理结构有：★
（1） 顺序结构：存取快、支持顺序和随机存取；不能动态增长、不利于文件的插入和删除、容易导致碎片；
（2） 链接结构：解决存储碎片问题，有利于文件动态扩充，有利于文件的插入删除；存取速度慢，不适于随机存取文件；
（3） 索引结构：会引起较多的寻道次数和时间；索引表本身增加了存储空间开销。
3. 文件的存取方式：顺序存取、随机存取。★
【例题】文件的存取方式依赖于( )
A．文件的物理结构
B.文件的存储介质
C．用户使用文件的方式
D.用户使用文件的方式和文件所使用的存储介质
【答案】D
【解析】文件的存取方式分为顺序存取、随机存取，选择何种存取方式既取决于用户使用文件的方式，也与文件所使用的存储介质有关。所以D选项正确。
（三）2.5.3 文件系统实现
1. 存储空间的分配和回收：有三种空闲空间登记表的数据结构：★
（1）位示图
（2）空闲块表
（3）空闲块链表
【例题】位示图方法可用于（ ）
A．进程的调度
B.磁盘空间管理
C.设备管理
D.进程间通信
【答案】B
【解析】有三种空闲存储空间登记表的数据结构，其中之一就是位示图。所以B选项正确。
2. 实现文件系统的表目：
（1）系统打开文件表
（2）用户打开文件表
（3）系统打开文件表和用户打开文件表之间的关系
分别如下表/图所示：
表格 1
表格 2
3. 文件的操作：（1）建立文件（2）打开文件（3）读文件（4）写文件（5）关闭文件（6）删除文件（7）指针定位
（四）2.5.4 文件的保护与共享
1. 文件的保护：（1）建立副本（2）定期转储（3）规定文件的存取权限：采用树形目录结构、存取控制表。
2. 文件的共享：是指一个文件可以允许多个用户共同使用。 好处：节省存储空间、实现进程间通信。共享文件的两种使用情况：文件可以同时使用、文件不允许同时使用。
第六节 2.6 输入/输出管理
（一）2.6.1 输入/输出管理概述
1.输入/输出设备管理的重要性。
2.输入/输出设备分类：★
（1）按设备的使用特性分类：输入设备、输出设备、交互式设备、存储设备
（2） 按设备的信息组织方式分类：字符设备、块设备
（3） 按设备使用的可共享性分类：独占设备、共享设备、虚拟设备
3．输入/输出设备的组成：
（1）物理设备：它们构成了输入/输出设备的主体部分；
（2）接口部件：和计算机系统发生直接联系的那部分电子部件。
【例题】下列设备中不属于独占设备的是
A．打印机
B．键盘
C．磁带机
D．硬盘
【答案】D
【解析】独占设备是指在一个程序的整个运行期间都必须由单个程序独占的设备，共享设备是指能够同时让许多程序使用的设备。打印机、磁带等是独占设备，而磁盘属于共享设备，所以D选项正确。
（二）2.6.2 设备的分配与回收
1.设备分配原则
根据设备特性、用户要求和系统配置情况决定的。其总原则是：（1）要充分发挥设备的使用效率，（2）尽可能地让设备忙碌，（3）避免由于不合理的分配方法造成进程死锁。
设备分配方式：静态、动态分配：
（1） 静态分配方式是在用户作业开始执行之前，由系统一次分配该作业所要求的全部设备、控制器。这种方式不会出现死锁，但设备使用效率较低。
（2） 动态分配在进程执行过程中根据执行需要进行，这种方式有利于提高设备的利用率，但如果方法不当可能造成死锁。
2.设备分配策略：
（1）独占设备的分配：静态分配；动态分配
（2）共享设备的分配：先请求先分配；优先级高者先分配
（三）2.6.3 缓冲和假脱机技术 ★
1.缓冲技术的作用：（1）匹配输入/输出设备与CPU之间的处理速度；（2）减少外部中断次数和CPU处理中断所花费的时间；（3）解决DMA或通道方式中可能出现的瓶颈问题。
2.虚设备技术 ★
l 虚设备技术又称为SPOOLing技术，是多道程序设备系统中处理独占I/O设备的一种方法，它可以提高设备利用率并缩短单个程序的响应时间。也称为假脱机技术。
l SPOOLing系统主要包括：（1）输入程序模块、（2）输出程序模块、（3）作业调度程序
l 输入井指预先输入的后援存储器，如磁盘等。输出井指是专门用于存放将要输出信息的磁盘等。
【例题】在设备管理中，采用SPOOLing技术的目的是( )
A.提高独占设备利用率
B.提高共享设备利用率
C.加快文件的存取
D.节省磁盘空间
【答案】A
【解析】SPOOLing技术，是多道程序设备系统中处理独占I/O设备的一种方法，它可以提高设备利用率并缩短单个程序的响应时间，所以A选项正确。
（四）2.6.4 磁盘调度
l 磁盘的物理地址具有如下的形式：柱面号（磁道号）；磁头号（盘面号）；扇区号。
l 执行一次输入/输出所花的时间有：（1）寻道时间；（2）延迟时间；（3）传送时间。
l 磁盘调度策略也称为驱动调度。分为：
（1）移臂调度：移臂调度是根据访问者指定的柱面位置来决定执行次序的调度，其目的是尽可能减少操作中的寻道时间，常用的算法有：先来先服务调度算法、最短寻找时间优先调度算法、电梯调度算法、单向扫描调度算法
（2）旋转调度
（一）2.5.1 文件、目录和文件系统
1. 文件的定义：文件可以被解释为一组带标识的、在逻辑上有完整意义的信息项的序列，程序和数据都可以是文件。信息项构成了文件内容的基本单位。 ★
【例题】构成文件内容的基本单位是
A．字符
B．记录
C．数据块
D．信息项
【答案】D
【解析】文件可以被解释为一组带标识的、在逻辑上有完整意义的信息项的序列，程序和数据都可以是文件。信息项构成了文件内容的基本单位。所以D选项正确。
2.文件目录：为了便于对文件进行管理，设置了文件目录，用于检索系统中的所有文件。
3.文件系统：文件系统是操作系统中统一管理信息资源的一种软件，它管理文件的存储、检索、更新，提供安全可靠的共享和保护手段，并且方便用户使用。从用户的角度看，文件系统负责为用户建立文件、读写文件、修改文件、复制文件和撤销文件，还负责对文件的存取控制。
（二）2.5.2 文件结构和存取方法
1. 文件的逻辑结构：用户所看到的文件的组织形式。文件逻辑结构可以分成：
（1）字符流式文件
（2）定长记录文件
（3）不定长记录文件。
流式文件是有序字符的集合，其长度为该文件所包含的字符个数，又称为字符流式文件。基本单位是字符。记录式文件是一组有序记录的集合，在记录式文件中，构成文件的基本单位是记录。
2. 文件的物理结构：逻辑块、物理块。常用的文件物理结构有：★
（1） 顺序结构：存取快、支持顺序和随机存取；不能动态增长、不利于文件的插入和删除、容易导致碎片；
（2） 链接结构：解决存储碎片问题，有利于文件动态扩充，有利于文件的插入删除；存取速度慢，不适于随机存取文件；
（3） 索引结构：会引起较多的寻道次数和时间；索引表本身增加了存储空间开销。
3. 文件的存取方式：顺序存取、随机存取。★
【例题】文件的存取方式依赖于( )
A．文件的物理结构
B.文件的存储介质
C．用户使用文件的方式
D.用户使用文件的方式和文件所使用的存储介质
【答案】D
【解析】文件的存取方式分为顺序存取、随机存取，选择何种存取方式既取决于用户使用文件的方式，也与文件所使用的存储介质有关。所以D选项正确。
（三）2.5.3 文件系统实现
1. 存储空间的分配和回收：有三种空闲空间登记表的数据结构：★
（1）位示图
（2）空闲块表
（3）空闲块链表
【例题】位示图方法可用于（ ）
A．进程的调度
B.磁盘空间管理
C.设备管理
D.进程间通信
【答案】B
【解析】有三种空闲存储空间登记表的数据结构，其中之一就是位示图。所以B选项正确。
2. 实现文件系统的表目：
（1）系统打开文件表
（2）用户打开文件表
（3）系统打开文件表和用户打开文件表之间的关系
分别如下表/图所示：
表格 1
| FCB主部 | 文件号 | 共享计数 | 修改标志 |
| 文件描述符 | 打开方式 | 读写指针 | 系统打开文件表入口 |
 |
3. 文件的操作：（1）建立文件（2）打开文件（3）读文件（4）写文件（5）关闭文件（6）删除文件（7）指针定位
（四）2.5.4 文件的保护与共享
1. 文件的保护：（1）建立副本（2）定期转储（3）规定文件的存取权限：采用树形目录结构、存取控制表。
2. 文件的共享：是指一个文件可以允许多个用户共同使用。 好处：节省存储空间、实现进程间通信。共享文件的两种使用情况：文件可以同时使用、文件不允许同时使用。
第六节 2.6 输入/输出管理
（一）2.6.1 输入/输出管理概述
1.输入/输出设备管理的重要性。
2.输入/输出设备分类：★
（1）按设备的使用特性分类：输入设备、输出设备、交互式设备、存储设备
（2） 按设备的信息组织方式分类：字符设备、块设备
（3） 按设备使用的可共享性分类：独占设备、共享设备、虚拟设备
3．输入/输出设备的组成：
（1）物理设备：它们构成了输入/输出设备的主体部分；
（2）接口部件：和计算机系统发生直接联系的那部分电子部件。
【例题】下列设备中不属于独占设备的是
A．打印机
B．键盘
C．磁带机
D．硬盘
【答案】D
【解析】独占设备是指在一个程序的整个运行期间都必须由单个程序独占的设备，共享设备是指能够同时让许多程序使用的设备。打印机、磁带等是独占设备，而磁盘属于共享设备，所以D选项正确。
（二）2.6.2 设备的分配与回收
1.设备分配原则
根据设备特性、用户要求和系统配置情况决定的。其总原则是：（1）要充分发挥设备的使用效率，（2）尽可能地让设备忙碌，（3）避免由于不合理的分配方法造成进程死锁。
设备分配方式：静态、动态分配：
（1） 静态分配方式是在用户作业开始执行之前，由系统一次分配该作业所要求的全部设备、控制器。这种方式不会出现死锁，但设备使用效率较低。
（2） 动态分配在进程执行过程中根据执行需要进行，这种方式有利于提高设备的利用率，但如果方法不当可能造成死锁。
2.设备分配策略：
（1）独占设备的分配：静态分配；动态分配
（2）共享设备的分配：先请求先分配；优先级高者先分配
（三）2.6.3 缓冲和假脱机技术 ★
1.缓冲技术的作用：（1）匹配输入/输出设备与CPU之间的处理速度；（2）减少外部中断次数和CPU处理中断所花费的时间；（3）解决DMA或通道方式中可能出现的瓶颈问题。
2.虚设备技术 ★
l 虚设备技术又称为SPOOLing技术，是多道程序设备系统中处理独占I/O设备的一种方法，它可以提高设备利用率并缩短单个程序的响应时间。也称为假脱机技术。
l SPOOLing系统主要包括：（1）输入程序模块、（2）输出程序模块、（3）作业调度程序
l 输入井指预先输入的后援存储器，如磁盘等。输出井指是专门用于存放将要输出信息的磁盘等。
【例题】在设备管理中，采用SPOOLing技术的目的是( )
A.提高独占设备利用率
B.提高共享设备利用率
C.加快文件的存取
D.节省磁盘空间
【答案】A
【解析】SPOOLing技术，是多道程序设备系统中处理独占I/O设备的一种方法，它可以提高设备利用率并缩短单个程序的响应时间，所以A选项正确。
（四）2.6.4 磁盘调度
l 磁盘的物理地址具有如下的形式：柱面号（磁道号）；磁头号（盘面号）；扇区号。
l 执行一次输入/输出所花的时间有：（1）寻道时间；（2）延迟时间；（3）传送时间。
l 磁盘调度策略也称为驱动调度。分为：
（1）移臂调度：移臂调度是根据访问者指定的柱面位置来决定执行次序的调度，其目的是尽可能减少操作中的寻道时间，常用的算法有：先来先服务调度算法、最短寻找时间优先调度算法、电梯调度算法、单向扫描调度算法
（2）旋转调度
