計算機等級考試四級：操作系統(tǒng)整章問題及解答

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(gòu)成文件目錄，每個目錄項即是一個文件控制塊。
   為了實現(xiàn)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(tǒng)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(jié)構(gòu)有哪幾種，各有什么優(yōu)缺點？

答：文件目錄結(jié)構(gòu)一般有一級目錄結(jié)構(gòu)、二級目錄結(jié)構(gòu)和多級目錄結(jié)構(gòu)。
　一級目錄結(jié)構(gòu)的優(yōu)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(jié)構(gòu)實現(xiàn)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(nèi)容。其優(yōu)點是有利于文件的管理、共享和保護；適用于　　　　　   多用戶系統(tǒng)；不同的用戶可以命名相同文件名的文件，不會產(chǎn)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(jié)構(gòu)的優(yōu)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(shù)目較少；可以實現(xiàn)文件共享；缺點是比較復(fù)雜。

⑶ 為了提高檢索速度，對文件目錄應(yīng)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(yīng)的文件內(nèi)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(jù)文件名查找相應(yīng)的文件內(nèi)部號；然　　　　后訪問基本目錄文件，根據(jù)文件內(nèi)部號，可直接計算出相應(yīng)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(nèi)存。
   目錄項分解法的優(yōu)點是提高了文件目錄檢索的速度。

問題二：

⑴ 用哪幾種方法實現(xiàn)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(xiàn)文件的存取控制（共享、保護和保密）？要求具體闡述。

問題三：

⑴ 如何使用文件（建立、打開、讀、寫、關(guān)閉、撤消）？

⑵ 文件系統(tǒng)的安全(海量轉(zhuǎn)儲、增量轉(zhuǎn)儲)？

第四部分  設(shè)備管理

問題一：答案在題典P144

⑴ 什么是操作系統(tǒng)管理的設(shè)備管理？

答：設(shè)備管理是指計算機系統(tǒng)中除了CPU和內(nèi)存以外的所有輸入、輸出設(shè)備的管理。

⑵ 設(shè)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(shè)備的工作特性分類
   （1）存儲設(shè)備；（2）輸入輸出設(shè)備
　　2、按設(shè)備上數(shù)據(jù)組織方式分類
   （1）塊設(shè)備；（2）字符設(shè)備
　　3、按資源分配的角度分類
   （1）獨占設(shè)備；（2）共享設(shè)備；（3）虛擬設(shè)備

⑶ 設(shè)備管理的目標和功能是什么？

答：設(shè)備管理的目標：
   1、向用戶提供外部設(shè)備的方便、統(tǒng)一的接口，按照用戶的要求和設(shè)備的類型，控制設(shè)備工作，完成用戶的輸入輸入請求。
   2、充分利用中斷技術(shù)、通道技術(shù)和緩沖技術(shù)，提高CPU與設(shè)備、設(shè)備與設(shè)備之間的并行工作能力，以充分利用設(shè)備資源，提高外部設(shè)備的使用效率。
   3、設(shè)備管理就是要保證在多道程序環(huán)境下，當多個進程競爭使用設(shè)備時，按照一定的策略分配和管理設(shè)備，以使系統(tǒng)能有條不紊地工作。
   設(shè)備管理的功能：
   1、設(shè)備分配和回收；
   2、管理輸入輸入緩沖區(qū)；
   3、設(shè)備驅(qū)動，實現(xiàn)物理I/O操作；
   4、外部設(shè)備中斷處理；
   5、虛擬設(shè)備及其實現(xiàn)。

⑷ 外部設(shè)備的輸入、輸出方式有哪些？

答：主要有以下四種：1、循環(huán)測試I/O方式；2、中斷處理方式；3、直接內(nèi)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(jié)構(gòu)。

答：通道是一個用來控制外部設(shè)備工作的硬件機構(gòu)，相當于一個功能簡單的處理機。
   在一般大型計算機系統(tǒng)中，主機對外部設(shè)備的控制可以分成三個層次來實現(xiàn)，即通道、控制器和設(shè)備。
   一旦CPU發(fā)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(shè)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(shè)備。最終，設(shè)備在控制器控制下執(zhí)行操作。

⑵ 簡述通道控制的設(shè)備采用何種連接方式？其優(yōu)點是什么？

答：一般設(shè)備的連續(xù)采用交*連接，其好處是：
   1、提高系統(tǒng)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(shè)備的并行性：對于同一個設(shè)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(shè)備因等待通路所需要花費的時間。

⑶ 通道按傳送數(shù)據(jù)的工作方式可以分哪幾類？

答：字節(jié)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(shè)備分配的任務(wù)是什么？

答：設(shè)備分配的任務(wù)是按照一定的策略為申請設(shè)備的進程分配合適的設(shè)備、控制器和通道。

⑵ 設(shè)備分配應(yīng)堅持的原則是什么？

設(shè)備的獨立性：不能因物理設(shè)備的更換而影響用戶程序的正常運行；
系統(tǒng)的安全性：設(shè)備分配不能導(dǎo)致死鎖現(xiàn)象發(fā)生。

⑶ 什么是設(shè)備的獨立性？根據(jù)設(shè)備的類型，設(shè)備的分配策略有哪些？(獨占設(shè)備、共享設(shè)備、虛擬設(shè)備與SPOOLing系統(tǒng))。以磁盤為例，有哪些優(yōu)化調(diào)度算法？應(yīng)考慮哪些因素？

答：進程申請設(shè)備時，應(yīng)當指定所需設(shè)備的類別，而不是指定某一臺具體的設(shè)備，系統(tǒng)根據(jù)當前請求以及設(shè)備分配情況在相應(yīng)類別的設(shè)備中選擇　　　一個空閑設(shè)備并將其分配給申請進程，這稱作設(shè)備的獨立性。

磁盤調(diào)度一般可采用以下幾種算法：
先來先服務(wù)磁盤調(diào)度算法（FCFS）
2、最短尋道時間優(yōu)先磁盤調(diào)度算法（SSTF）
3、掃描算法（SCAN）

設(shè)計磁盤調(diào)試算法應(yīng)考慮兩個基本因素：
公平性  2、高效性

⑷ 為實現(xiàn)設(shè)備的有效管理，應(yīng)采用怎樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)？

答：為實現(xiàn)設(shè)備、控制器、通道資源的分配與回收，系統(tǒng)需要記錄有關(guān)的信息。通常設(shè)備管理要建立以下數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以實施有效的管理。
   1、設(shè)備控制塊
   2、控制器控制塊
   3、通道控制塊
   4、系統(tǒng)設(shè)備表