操作系統(tǒng)復(fù)習(xí)

1、第一章操作系統(tǒng)定義： 操作系統(tǒng)是控制和管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)各種硬件和軟件資源，有效地組織多道程序運(yùn)行的系統(tǒng)軟件（或程序集合），是用戶與計(jì)算機(jī)之間的接口。操作系統(tǒng)功能： (1)存儲(chǔ)管理功能：內(nèi)存分配（策略）、地址映射（轉(zhuǎn)換）、內(nèi)存保護(hù)（不干擾不越界）、內(nèi)存擴(kuò)充（邏輯擴(kuò)充：虛擬存儲(chǔ)器與置換）。(2)處理機(jī)管理功能：作業(yè)和進(jìn)程調(diào)度（創(chuàng)建進(jìn)程，算法）、進(jìn)程控制（創(chuàng)建、撤銷、喚醒、掛起等）和進(jìn)程通信（依賴和制約：同步和互斥）。(3)設(shè)備管理功能：緩沖區(qū)管理（速度匹配），設(shè)備分配（請(qǐng)求、策略），設(shè)備驅(qū)動(dòng)（通道）和設(shè)備無(wú)關(guān)性（邏輯設(shè)備名、物理設(shè)備名）。(4)文件管理功能：文件存儲(chǔ)空間的管理（分配與回收），文件操

2、作的一般管理（創(chuàng)建、刪除、打開(kāi)、關(guān)閉），目錄管理，文件的讀寫管理和存取控制（防止越權(quán)與破壞）。(5)用戶接口：命令界面:這是指由OS提供了一組聯(lián)機(jī)命令(語(yǔ)言)， 用戶可通過(guò)鍵盤輸入有關(guān)命令，來(lái)直接操縱計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。程序界面：OS提供了一組系統(tǒng)調(diào)用，用戶可在自己的應(yīng)用程序中通過(guò)相應(yīng)的系統(tǒng)調(diào)用，來(lái)操縱計(jì)算機(jī)。圖形界面：用戶通過(guò)屏幕上的窗口和圖標(biāo)來(lái)操縱計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和運(yùn)行自己的程序。并發(fā)：是指兩個(gè)或多個(gè)活動(dòng)在同一給定的時(shí)間間隔中進(jìn)行。宏觀概念。如CPU共享。共享：是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的資源被多個(gè)進(jìn)程所共用。如CPU、硬盤、內(nèi)存、數(shù)據(jù)等。 互斥地共享：某進(jìn)程申請(qǐng)資源、若空閑、分配、運(yùn)行，下一個(gè)進(jìn)程只能等待，直到

3、前一進(jìn)程釋放資源。 宏觀上同時(shí)訪問(wèn)、微觀上并發(fā)執(zhí)行的共享：如硬盤上文件的訪問(wèn)。不確定性：是指系統(tǒng)中各種事件發(fā)生順序的不可預(yù)測(cè)性。多道程序設(shè)計(jì)：基本思想是在內(nèi)存中同時(shí)存放多道程序，在管理程序的控制下交替地執(zhí)行。這些作業(yè)共享CPU和系統(tǒng)中的其他資源。分時(shí)系統(tǒng)：操作系統(tǒng)多個(gè)用戶終端，分時(shí)共享主機(jī)資源。時(shí)間片、交互性。實(shí)時(shí)系統(tǒng)：系統(tǒng)及時(shí)響應(yīng)外部事件的請(qǐng)求，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)該事件的處理，并控制所有實(shí)時(shí)任務(wù)協(xié)調(diào)一致地運(yùn)行。實(shí)時(shí)性、高可靠性。第二章進(jìn)程：進(jìn)程最根本的屬性是動(dòng)態(tài)性和并發(fā)性，指程序在并發(fā)環(huán)境中的執(zhí)行過(guò)程。進(jìn)程隊(duì)列的連接方式：線性隊(duì)列，鏈接，索引。進(jìn)程和線程的關(guān)系： 一個(gè)進(jìn)程可以有多個(gè)線程，但

4、至少要有一個(gè)線程；而一個(gè)線程只能在一個(gè)進(jìn)程的地址空間內(nèi)活動(dòng)。 資源分配給進(jìn)程，同一進(jìn)程的所有線程共享該進(jìn)程的所有資源。 處理機(jī)分配給線程，即真正在處理機(jī)上運(yùn)行的是線程。 線程在執(zhí)行過(guò)程中需要協(xié)作同步。不同進(jìn)程的線程間要利用消息通信的辦法實(shí)現(xiàn)同步。進(jìn)程的同步：同步進(jìn)程通過(guò)共享資源來(lái)協(xié)調(diào)活動(dòng)，在執(zhí)行時(shí)間的次序上有一定約束。在協(xié)調(diào)動(dòng)作的情況下，多個(gè)進(jìn)程可以共同完成一項(xiàng)任務(wù)。雖然彼此不直接知道對(duì)方的名字，但知道對(duì)方的存在和作用。進(jìn)程的互斥：邏輯上這兩個(gè)進(jìn)程本來(lái)完全獨(dú)立，不知對(duì)方的存在，毫無(wú)關(guān)系，只是由于競(jìng)爭(zhēng)同一個(gè)物理資源而相互制約。信號(hào)量：用于解決進(jìn)程同步、互斥問(wèn)題的通用工具。PV操作的含義：PV操作

5、由P操作原語(yǔ)和V操作原語(yǔ)組成（原語(yǔ)是不可中斷的過(guò)程），對(duì)信號(hào)量進(jìn)行操作，具體定義如下： P（S）：將信號(hào)量S的值減1，即S=S-1； 如果S0，則該進(jìn)程繼續(xù)執(zhí)行；否則該進(jìn)程置為等待狀態(tài)，排入等待隊(duì)列。 V（S）：將信號(hào)量S的值加1，即S=S+1； 如果S0，則該進(jìn)程繼續(xù)執(zhí)行；否則釋放隊(duì)列中第一個(gè)等待信號(hào)量的進(jìn)程。什么是信號(hào)量？信號(hào)量（semaphore）的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為一個(gè)值和一個(gè)指針，指針指向等待該信號(hào)量的下一個(gè)進(jìn)程。信號(hào)量的值與相應(yīng)資源的使用情況有關(guān)。當(dāng)它的值大于0時(shí)，表示當(dāng)前可用資源的數(shù)量；當(dāng)它的值小于0時(shí)，其絕對(duì)值表示等待使用該資源的進(jìn)程個(gè)數(shù)。注意，信號(hào)量的值僅能由PV操作來(lái)改變。 一般來(lái)

6、說(shuō)，信號(hào)量S0時(shí)，S表示可用資源的數(shù)量。執(zhí)行一次P操作意味著請(qǐng)求分配一個(gè)單位資源，因此S的值減1；當(dāng)S0時(shí)，表示已經(jīng)沒(méi)有可用資源，請(qǐng)求者必須等待別的進(jìn)程釋放該類資源，它才能運(yùn)行下去。而執(zhí)行一個(gè)V操作意味著釋放一個(gè)單位資源，因此S的值加1；若S0，表示有某些進(jìn)程正在等待該資源，因此要喚醒一個(gè)等待狀態(tài)的進(jìn)程，使之運(yùn)行下去?！纠?】生產(chǎn)者-消費(fèi)者問(wèn)題在多道程序環(huán)境下，進(jìn)程同步是一個(gè)十分重要又令人感興趣的問(wèn)題，而生產(chǎn)者-消費(fèi)者問(wèn)題是其中一個(gè)有代表性的進(jìn)程同步問(wèn)題。下面我們給出了各種情況下的生產(chǎn)者-消費(fèi)者問(wèn)題，深入地分析和透徹地理解這個(gè)例子，對(duì)于全面解決操作系統(tǒng)內(nèi)的同步、互斥問(wèn)題將有很大幫助。（1）一個(gè)

7、生產(chǎn)者，一個(gè)消費(fèi)者，公用一個(gè)緩沖區(qū)。定義兩個(gè)同步信號(hào)量：empty表示緩沖區(qū)是否為空，初值為1。 full表示緩沖區(qū)中是否為滿，初值為0。生產(chǎn)者進(jìn)程while(TRUE)生產(chǎn)一個(gè)產(chǎn)品; P(empty); 產(chǎn)品送往Buffer; V(full);消費(fèi)者進(jìn)程while(True)P(full); 從Buffer取出一個(gè)產(chǎn)品; V(empty); 消費(fèi)該產(chǎn)品; （2）一個(gè)生產(chǎn)者，一個(gè)消費(fèi)者，公用n個(gè)環(huán)形緩沖區(qū)。定義兩個(gè)同步信號(hào)量：empty表示緩沖區(qū)是否為空，初值為n。full表示緩沖區(qū)中是否為滿，初值為0。 設(shè)緩沖區(qū)的編號(hào)為1n-1，定義兩個(gè)指針in和out，分別是生產(chǎn)者進(jìn)程和消費(fèi)者進(jìn)程使用的指

8、，指向下一個(gè)可用的緩沖區(qū)。生產(chǎn)者進(jìn)程while(TRUE) 生產(chǎn)一個(gè)產(chǎn)品; P(empty); 產(chǎn)品送往buffer（in）； in=(in+1)mod n； V(full);消費(fèi)者進(jìn)程while(TRUE) P(full); 從buffer（out）中取出產(chǎn)品； out=(out+1)mod n； V(empty); 消費(fèi)該產(chǎn)品; （3）一組生產(chǎn)者，一組消費(fèi)者，公用n個(gè)環(huán)形緩沖區(qū) 在這個(gè)問(wèn)題中，不僅生產(chǎn)者與消費(fèi)者之間要同步，而且各個(gè)生產(chǎn)者之間、各個(gè)消費(fèi)者之間還必須互斥地訪問(wèn)緩沖區(qū)。定義四個(gè)信號(hào)量：empty表示緩沖區(qū)是否為空，初值為n。full表示緩沖區(qū)中是否為滿，初值為0。mutex1生產(chǎn)

9、者之間的互斥信號(hào)量，初值為1。mutex2消費(fèi)者之間的互斥信號(hào)量，初值為1。 設(shè)緩沖區(qū)的編號(hào)為1n-1，定義兩個(gè)指針in和out，分別是生產(chǎn)者進(jìn)程和消費(fèi)者進(jìn)程使用的指針，指向下一個(gè)可用的緩沖區(qū)。生產(chǎn)者進(jìn)程while(TRUE) 生產(chǎn)一個(gè)產(chǎn)品; P(empty); P(mutex1)； 產(chǎn)品送往buffer（in）； in=(in+1)mod n； V(mutex1); V(full);消費(fèi)者進(jìn)程while(TRUE) P(full) P(mutex2)； 從buffer（out）中取出產(chǎn)品； out=(out+1)mod n； V（mutex2）； V(empty); 消費(fèi)該產(chǎn)品; 需要注意的

10、是無(wú)論在生產(chǎn)者進(jìn)程中還是在消費(fèi)者進(jìn)程中，兩個(gè)P操作的次序不能顛倒。應(yīng)先執(zhí)行同步信號(hào)量的P操作，然后再執(zhí)行互斥信號(hào)量的P操作，否則可能造成進(jìn)程死鎖?！纠?】讀者寫者問(wèn)題：（1）讀者優(yōu)先。對(duì)于讀者優(yōu)先，應(yīng)滿足下列條件：如果新讀者到：無(wú)讀者、寫者，新讀者可以讀；有寫者等待，但有其它讀者正在讀，則新讀者也可以讀；有寫者寫，新讀者等待。如果新寫者到：無(wú)讀者，新寫者可以寫；有讀者，新寫者等待；有其它寫者，新寫者等待。設(shè)置兩個(gè)信號(hào)量：讀互斥信號(hào)量rmutex和寫互斥信號(hào)量wmutex。另外設(shè)立一個(gè)讀計(jì)數(shù)器readcount，它是一個(gè)整型變量。rmutex：用于讀者間互斥地訪問(wèn)讀者計(jì)數(shù)的公用變量readcou

11、nt（臨界資源） ，初值為1。readcount初值為0。wmutex：用于保證一個(gè)寫者與其他讀者或?qū)懻呋コ獾卦L問(wèn)共享資源，初值為1。讀者Readers: while(TRUE) P(rmutex); /開(kāi)始對(duì)rc共享變量進(jìn)行互斥訪問(wèn) readcount=readcount+1; /來(lái)了一個(gè)讀進(jìn)程，讀進(jìn)程數(shù)加1 if(readcount=1) /如是第一個(gè)讀進(jìn)程，判斷是否有寫進(jìn)程在臨界區(qū) P(wmutex); /若有，讀進(jìn)程等待，若無(wú)，阻塞寫進(jìn)程 V(rmutex); /結(jié)束對(duì)rc共享變量的互斥訪問(wèn) 執(zhí)行讀操作； P(rmutex); /開(kāi)始對(duì)rc共享變量的互斥訪問(wèn) readcount=rea

12、dcount-1; /一個(gè)讀進(jìn)程讀完，讀進(jìn)程數(shù)減1 if(readcount=0)/最后一個(gè)離開(kāi)臨界區(qū)的讀進(jìn)程需要判斷是否有寫進(jìn)程 V(wmutex); /需要進(jìn)入臨界區(qū)，若有，喚醒一個(gè)寫進(jìn)程進(jìn)臨界區(qū) V(rmutex); /結(jié)束對(duì)rc共享變量的互斥訪問(wèn) 其他使用讀取的數(shù)據(jù) 寫者Writers： while(TRUE) P(wmutex); /無(wú)讀進(jìn)程，進(jìn)入寫進(jìn)程；若有讀進(jìn)程，寫進(jìn)程等待 執(zhí)行寫操作 V(wmutex); /寫進(jìn)程完成；判斷是否有讀進(jìn)程需要進(jìn)入臨界區(qū)， /若有，喚醒一個(gè)讀進(jìn)程進(jìn)臨界區(qū) P(wmutex); /無(wú)讀進(jìn)程，進(jìn)入寫進(jìn)程；若有讀進(jìn)程，寫進(jìn)程等待 執(zhí)行寫操作； V(wmu

13、tex); /寫進(jìn)程完成；判斷是否有讀進(jìn)程需要進(jìn)入臨界區(qū)， /若有，喚醒一個(gè)讀進(jìn)程進(jìn)臨界區(qū) 讀者出讀者進(jìn)同步機(jī)制的原則：空閑讓進(jìn)，忙則等待，有限等待，讓權(quán)等待。第三章死鎖的定義： 是指兩個(gè)或兩個(gè)以上的進(jìn)程在執(zhí)行過(guò)程中，因爭(zhēng)奪資源而造成的一種互相等待的現(xiàn)象，若無(wú)外力作用，它們都將無(wú)法推進(jìn)下去。產(chǎn)生死鎖的根本原因：資源有限，且操作不當(dāng)產(chǎn)生死鎖的四個(gè)必要條件：互斥條件，占有且等待條件，不可搶占條件，循環(huán)等待條件安全狀態(tài)：在當(dāng)前分配狀態(tài)下，進(jìn)程的安全序列P1,P2, Pn是這樣組成的：若對(duì)于每一個(gè)進(jìn)程Pi（1in），它需要的附加資源可被系統(tǒng)中當(dāng)前可用資源與所有進(jìn)程Pj（ ji）當(dāng)前占有資源之和所滿足，

14、則P1, P2, Pn為一個(gè)安全序列。這時(shí)系統(tǒng)處于安全狀態(tài)。安全序列：針對(duì)當(dāng)前分配狀態(tài)來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)至少能夠按照某種次序分配資源(直至最大需求)，并且使它們依次成功地運(yùn)行完畢，這種進(jìn)程序列P1,P2,Pn就是安全序列*存在安全序列時(shí)不會(huì)死鎖；但系統(tǒng)進(jìn)入不安全狀態(tài)也未必產(chǎn)生死鎖；死鎖是不安全狀態(tài)的特例；銀行家算法：p82三級(jí)調(diào)度各指的什么： 作業(yè)調(diào)度（高級(jí)調(diào)度）:從用戶工作流程的角度。從輸入的一批作業(yè)中選出若干作業(yè)，為其分配必要的內(nèi)存，建立相應(yīng)的用戶進(jìn)程和系統(tǒng)進(jìn)程，然后將程序和數(shù)據(jù)調(diào)入內(nèi)存，等待進(jìn)程調(diào)度。時(shí)間上通常是分鐘、小時(shí)或天。作業(yè)狀態(tài) 提交狀態(tài) 后備狀態(tài) 執(zhí)行狀態(tài) 完成狀態(tài)作業(yè)調(diào)度功能： 記錄

15、系統(tǒng)中各個(gè)作業(yè)的情況。 按照某種調(diào)度算法從后備作業(yè)隊(duì)列中挑選作業(yè)。 為選中的作業(yè)分配內(nèi)存和外設(shè)等資源。（通常由存儲(chǔ)管理與外設(shè)管理程序完成） 為選中的作業(yè)建立相應(yīng)的進(jìn)程，并把該進(jìn)程放入就緒隊(duì)列中。 作業(yè)結(jié)束后進(jìn)行善后處理工作。 進(jìn)程掛起與對(duì)換（中級(jí)調(diào)度）:從存儲(chǔ)器資源的角度。將進(jìn)程的部分或全部換出到外存上，將當(dāng)前所需部分換入到內(nèi)存。(指令和數(shù)據(jù)必須在內(nèi)存里才能被CPU直接訪問(wèn)。) 進(jìn)程調(diào)度（低級(jí)調(diào)度）:指根據(jù)一定的算法，將CPU分派給就緒隊(duì)列中的一個(gè)進(jìn)程，獲得CPU的控制權(quán)。先來(lái)先服務(wù)算法（FCFS）：非搶占式優(yōu)先級(jí)算法：采用非搶占式優(yōu)先算法時(shí)，最先來(lái)到的是進(jìn)程P1，所以最先處理進(jìn)程P1直到它結(jié)

16、束，由于其他進(jìn)程不能搶占P1的進(jìn)程，所以只能等待P1完成，假設(shè)這些等待進(jìn)程（注意，是等待中的進(jìn)程，還未到達(dá)的進(jìn)程不能參與比較，到達(dá)時(shí)間非常重要！）中P4的優(yōu)先數(shù)最高，所以當(dāng)P1執(zhí)行完成后，先執(zhí)行進(jìn)程P4，以此類推。更多列題見(jiàn)p129（8&9）。時(shí)間片法：主要用于分時(shí)系統(tǒng)中的進(jìn)程調(diào)度。中斷：指當(dāng)出現(xiàn)需要時(shí)，CPU暫時(shí)停止當(dāng)前程序的執(zhí)行轉(zhuǎn)而執(zhí)行處理新情況的程序和執(zhí)行過(guò)程。即在程序運(yùn)行過(guò)程中，系統(tǒng)出現(xiàn)了一個(gè)必須由CPU立即處理的情況，此時(shí)，CPU暫時(shí)中止程序的執(zhí)行轉(zhuǎn)而處理這個(gè)新的情況的過(guò)程就叫做中斷。第五章邏輯地址：用戶程序經(jīng)編譯之后的每個(gè)目標(biāo)模塊都以0為基地址順序編址，其余指令中的地址都相對(duì)于首地

17、址而編址。這種地址稱為相對(duì)地址或邏輯地址；物理地址：內(nèi)存中各物理存儲(chǔ)單元的地址是從統(tǒng)一的基地址開(kāi)始順序編址的，這種地址稱為絕對(duì)地址或物理地址。地址重定位：把作業(yè)地址空間中使用的邏輯地址變換成內(nèi)存空間中的物理地址的過(guò)程。又稱地址映射。動(dòng)態(tài)地址重定位：在程序運(yùn)行過(guò)程中要訪問(wèn)數(shù)據(jù)時(shí)再進(jìn)行地址變換。由地址變換機(jī)構(gòu)進(jìn)行的地址變換，硬件上需要重定位寄存器的支持。優(yōu)點(diǎn)：OS可以將一個(gè)程序分散存放于不連續(xù)的內(nèi)存空間，可以移動(dòng)程序。有利于實(shí)現(xiàn)共享。它是虛擬存儲(chǔ)的基礎(chǔ)。缺點(diǎn)：需要硬件支持（通常是CPU），OS實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜。碎片：經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的分配回收后，內(nèi)存中存在很多很小的空閑塊。它們每一個(gè)都很小，不足以滿足分配要

18、求；但其總和滿足分配要求。這些空閑塊被稱為碎片。 在一個(gè)分區(qū)內(nèi)部出現(xiàn)的碎片（即被浪費(fèi)的空間）稱做內(nèi)部碎片，如固定分區(qū)法會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部碎片。 在所有分區(qū)之外新增的碎片稱做外部碎片。拼湊：移動(dòng)某些已分配區(qū)的內(nèi)容，使所有進(jìn)程的分區(qū)緊挨在一起，而把空閑區(qū)留在另一端。這種技術(shù)稱為緊縮（或拼湊）內(nèi)存管理保護(hù)措施：防止地址越界&防止操作越權(quán)分頁(yè)技術(shù)（地址轉(zhuǎn)換的計(jì)算）： 內(nèi)存快 頁(yè)面頁(yè)號(hào)塊號(hào)0213283645p=INT A/L d=A MOD LA為邏輯地址L為頁(yè)面大小頁(yè)號(hào)p / 頁(yè)內(nèi)地址d例題：某作業(yè)J的邏輯地址空間為5個(gè)頁(yè)，每頁(yè)2048字節(jié)，且已知該作業(yè)的頁(yè)表如右圖請(qǐng)畫(huà)出地址轉(zhuǎn)換圖，求出有效邏輯地址4865

19、B所對(duì)應(yīng)的物理地址。A=4865B,L=2048B,則 P=2, d=769.則物理地址為17153B分段技術(shù)（地址轉(zhuǎn)換的技術(shù)）：段號(hào)s段內(nèi)地址d邏輯地址：例題：已知段表如圖所示，將下面的邏輯地址轉(zhuǎn)化為物理地址段號(hào)基址長(zhǎng)度合法0 / 非法10219600 01230014 0290100 131327580 04195296 0(0，430),(1,10),(1,11),(2,500),(3,400),(4,112)219+430=649虛擬存儲(chǔ)器：借助于外存空間，允許一個(gè)進(jìn)程在其運(yùn)行過(guò)程中部分裝入內(nèi)存。虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)將內(nèi)存和外存有機(jī)結(jié)合在一起，從而得到一個(gè)容量相當(dāng)于外存，速度接近于內(nèi)存的存儲(chǔ)體

20、系。請(qǐng)求分頁(yè)原理：請(qǐng)求分頁(yè)存儲(chǔ)管理技術(shù)是在單純分頁(yè)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，二者的根本區(qū)別在于請(qǐng)求分頁(yè)提供虛擬存儲(chǔ)器?；舅枷胧牵寒?dāng)一個(gè)進(jìn)程的部分頁(yè)面在內(nèi)存時(shí)就可調(diào)度它運(yùn)行；在運(yùn)行過(guò)程中若用到的頁(yè)面尚未在內(nèi)存，則把它們動(dòng)態(tài)換入內(nèi)存。頁(yè)面走向： 0100，0432，0101，0612，0102，0103，0104，0101，0611，0102，0103，0104，0101，0610，0102，0103，0104，0101，0609，0102，0105 若每頁(yè)100個(gè)字節(jié)，則頁(yè)面走向簡(jiǎn)化為：1，4，1，6，1，6，1，6，1，6，1以下為缺頁(yè)率計(jì)算的圖示-先進(jìn)先出法FIFO：最佳置換法OPT：最近最少

21、使用置換法LRU：抖動(dòng)：在虛存中，頁(yè)面在內(nèi)存與外存之間頻繁調(diào)度，以至于調(diào)度頁(yè)面所需時(shí)間比進(jìn)程實(shí)際運(yùn)行的時(shí)間還多，此時(shí)系統(tǒng)效率急劇下降，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。這種現(xiàn)象為“抖動(dòng)或顛簸”。第六章文件系統(tǒng)的功能： 文件管理。創(chuàng)建、刪除、讀寫、執(zhí)行等。 目錄管理。每個(gè)文件創(chuàng)建一個(gè)目錄項(xiàng)，若干目錄項(xiàng)構(gòu)成一個(gè)目錄文件。可進(jìn)行文件檢索和權(quán)限限制。 文件存儲(chǔ)空間管理。對(duì)文件存儲(chǔ)空間的分配與回收、文件邏輯地址與物理地址的映射。 文件的共享和保護(hù)。共享、保護(hù)、轉(zhuǎn)儲(chǔ)、恢復(fù)。 提供方便的接口。用戶觀點(diǎn)（方便、可靠、共享、保護(hù)）、系統(tǒng)的觀點(diǎn)（存儲(chǔ)空間組織、分配、信息傳輸?shù)龋?。文件系統(tǒng)目錄的作用：為了加快對(duì)文件的檢索，往往將文

22、件控制塊集中在一起進(jìn)行管理。這種文件控制塊的有序集合稱為文件目錄。文件控制塊就是其中的目錄項(xiàng)。完全由目錄項(xiàng)構(gòu)成的文件稱為目錄文件。文件目錄實(shí)現(xiàn)文件名與存放盤塊之間的映射。UNIX系統(tǒng)中目錄分解的意義（課后題會(huì)計(jì)算）：【課后題】在實(shí)現(xiàn)文件系統(tǒng)時(shí)，為加快文件目錄的檢索速度，可利用“文件控制塊分解法”。假設(shè)目錄文件存放在磁盤上，每個(gè)盤塊512字節(jié)。文件控制塊占64字節(jié)，其中文件名占8字節(jié)。通常將文件控制塊分解成兩部分，第1部分占10字節(jié)（包括文件名和文件內(nèi)部號(hào)），第2部分占54字節(jié)（包括文件內(nèi)部號(hào)和文件其他描述信息）。（1）假定某一目錄文件共有254個(gè)文件控制塊，試分別給出采用分解法前和分解法后，查

23、找該目錄的某一個(gè)文件控制塊的平均訪問(wèn)磁盤次數(shù)。（2）一般地，若目錄文件分解前占用n個(gè)盤塊，分解后改用m個(gè)盤塊存放文件名和文件內(nèi)部號(hào)，請(qǐng)給出訪問(wèn)磁盤次數(shù)減少的條件。答：（1）采用分解法前，一個(gè)盤塊存放5l2/64=8目錄項(xiàng)，254個(gè)目錄項(xiàng)需要32個(gè)盤塊，查找一個(gè)文件的平均訪問(wèn)的盤塊數(shù)：(1+32)/2=16.5次； 采用分解法后，一個(gè)盤塊存放5l2/10=51目錄項(xiàng)，254個(gè)目錄項(xiàng)需要5個(gè)盤塊，查找一個(gè)文件的第1部分平均訪問(wèn)的盤塊數(shù)：(1+5)/2=3次；查找第2部分需要訪問(wèn)磁盤1次，故查找一個(gè)文件控制塊的平均訪問(wèn)磁盤次數(shù)是314次。（2）訪問(wèn)磁盤次數(shù)減少的條件為：（n1）/2（m1）/21 即 mn2第七章按使用性質(zhì)對(duì)設(shè)備的分類： 存儲(chǔ)設(shè)備：計(jì)算機(jī)用來(lái)存儲(chǔ)信息的主要設(shè)備。 輸入/輸出設(shè)備：字符設(shè)備。SPOOLING系統(tǒng)概念：SPOOLing實(shí)現(xiàn)過(guò)程：SPOOLing技術(shù)的特點(diǎn):(1)提高了I/O速度.從對(duì)低速I/O設(shè)備進(jìn)行的I/O操作變?yōu)閷?duì)輸入井或輸出井的操作,如同脫機(jī)操作一樣,提高了I/O速度,緩和了CPU與低速I/O設(shè)備速度不