第8章磁盘存储器的管理
操作系统(第二版)习题答案
第1章一、填空1．计算机由硬件系统和软件系统两个部分组成，它们构成了一个完整的计算机系统。
2．按功能划分，软件可分为系统软件和应用软件两种。
3．操作系统是在裸机上加载的第一层软件，是对计算机硬件系统功能的首次扩充。
4．操作系统的基本功能是处理机（包含作业）管理、存储管理、设备管理和文件管理。
5．在分时和批处理系统结合的操作系统中引入“前台”和“后台”作业的概念，其目的是改善系统功能，提高处理能力。
6．分时系统的主要特征为多路性、交互性、独立性和及时性。
7．实时系统与分时以及批处理系统的主要区别是高及时性和高可靠性。
8．若一个操作系统具有很强的交互性，可同时供多个用户使用，则是分时操作系统。
9．如果一个操作系统在用户提交作业后，不提供交互能力，只追求计算机资源的利用率、大吞吐量和作业流程的自动化，则属于批处理操作系统。
10．采用多道程序设计技术，能充分发挥CPU 和外部设备并行工作的能力。
二、选择1．操作系统是一种B 。
A．通用软件B．系统软件C．应用软件D．软件包2．操作系统是对C 进行管理的软件。
A系统软件B．系统硬件C．计算机资源D．应用程序3．操作系统中采用多道程序设计技术，以提高CPU和外部设备的A 。
A．利用率B．可靠性C．稳定性D．兼容性4．计算机系统中配置操作系统的目的是提高计算机的B 和方便用户使用。
A．速度B．利用率C．灵活性D．兼容性5．C 操作系统允许多个用户在其终端上同时交互地使用计算机。
A．批处理B．实时C．分时D．多道批处理6．如果分时系统的时间片一定，那么D ，响应时间越长。
A．用户数越少B．内存越少C．内存越多D．用户数越多三、问答1．什么是“多道程序设计”技术？它对操作系统的形成起到什么作用？答：所谓“多道程序设计”技术，即是通过软件的手段，允许在计算机内存中同时存放几道相互独立的作业程序，让它们对系统中的资源进行“共享”和“竞争”，以使系统中的各种资源尽可能地满负荷工作，从而提高整个计算机系统的使用效率。
计算机组成原理 复习题及答案
第3章6、二进制左移一位，则数值_a____；二进制右移一位，则数值__b_____。
a)增大一倍b)减小一倍c)增大10倍b)减小10倍7、8位二进制无符号定点整数能表示的数值范围是d ，8位二进制补码定点整数能表示的数值范围是 a 。
a)-128~127 b) –127~127 c)0~127 d) 0~255 e) 0~2568、8位原码能表示的数据个数是 c ；8位补码能表示的数据个数是 d 。
a)127 b)128 c)255 d)256第4章1 DRAM地址分两次输入（行选通RAS、列选通CAS）的目的是_b________。
a)缩短读/写时间b)减少芯片引出端线数c)刷新第5章9 在指令系统中采用 b 寻址方式的指令其长度最短。
a)立即数b)寄存器c)直接d)变址10、一条指令字长16位，存储器按字节编址，在读取一条指令后，PC的值自动加__b____。
a)1 b)2 c)4 d)-111、某计算机存储器按字（16位）编址，每取出一条指令后PC值自动+1，说明其指令长度是___b_____。
a)1个字节b)2个字节c)4个字节第6章7、在取指令操作完成之后，PC中存放的是 c 。
a）当前指令的地址b）下一条实际执行的指令地址c）下一条顺序执行的指令地址PC+1d）对于微程序控制计算机，存放的是该条指令的微程序入口地址。
8、控制存储器用来存放__d_____。
a)机器指令和数据b)微程序和数据c)机器指令和微程序d)微程序第8章3、在大多数磁盘存储器中，以下正确的是_b__。
a)各个磁道的位密度相等b)内圈磁道的位密度较大c)外圈磁道的位密度较大c)磁盘读写信息的最小单位是字节4 大多数情况下，对于磁盘，以下叙述正确的是__d___。
a)依靠磁盘的旋转定位磁道b)依靠磁臂的移动定位扇区c)外圈磁道与内圈磁道的容量不同d)访问磁道的地址用盘面号、磁道号和扇区号来表示。
扇区是最小访问单元。
公司硬盘使用管理制度内容
公司硬盘使用管理制度内容制定硬盘使用管理制度时，应明确责任与权限划分。
每个部门和个人在使用硬盘资源时，必须遵守公司规定，不得越权访问或处理非授权数据。
例如，技术部门负责硬盘的日常维护和故障排查，而其他部门员工则根据工作需要合理使用存储空间，不得私自安装软件或更改设置。
要强调数据备份与恢复的重要性。
为防止数据丢失或损坏，公司应定期进行数据备份，并确保备份数据的完整性和可恢复性。
这通常包括本地备份和云备份两种方式，确保在不同情况下都能迅速恢复数据。
同时，应设立紧急响应机制，一旦发生数据安全事故，能立即采取行动，减少损失。
硬盘资源的分配应公平合理。
根据不同部门的工作性质和需求，合理划分硬盘空间，避免资源浪费或不足。
对于大型文件或不常用的数据，可以采用归档管理，将其转移至低速存储设备中，以节省高速存储资源供更频繁的数据处理任务使用。
制度中应包含硬件升级和维护的规定。
随着技术的发展和企业需求的变化，定期评估硬盘的性能是否满足当前及未来的工作要求，并根据评估结果适时进行硬件升级或更换。
同时，维护人员应定期检查硬盘健康状况，预防潜在的硬件问题。
加强员工的硬盘使用培训同样重要。
通过培训，提高员工对数据保护意识的认识，掌握正确的数据存储、备份和处理方法。
这不仅有助于提升个人工作效率，也是保障公司数据安全的重要措施。
一个完善的公司硬盘使用管理制度应当包括责任与权限划分、数据备份与恢复、资源分配、硬件升级和维护以及员工培训等方面的内容。
通过这些规定的实施，不仅能确保公司数据的安全，还能提高工作效率，促进企业的稳定发展。
数字电路第8章存储器
说，它的存储容量为2 n×m位。
存储器的容量＝字数×位数 或门阵列来实现。
ROM的容量由
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数字电路第8章存储器
2. 4×4ROM的电路结构和简化框图
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数字电路第8章存储器
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数字电路第8章存储器
单位有位、字节、字、字长等的基本概念。
（1）位
计算机系统中，一个二进制的取值单位称为 二进制位，简称“位”，用b表示（bit的缩写），是表 示信息的最小单位。
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数字电路第8章存储器
（2）字节
通常将8个二进制位称为一个字节，即连续8个 比特，就是一个字节。简称B（Byte的缩写），是 表示的基本单元。在微型计算机中，往往以字节 为单位来表示文件或数据的长度以及存储器容量 的大小。除此之外，还可用K，M，G或T为单位。 例如，一台电脑的内存是128兆字节，就是说这台 电脑有128个百万字节的内存。
3. 4×4ROM电路的工作原理
（1）当使能控制S＝1时，A0、A1在“00～11”中 取值，W0～W3中必有一根被选中为“1”。此时，若 位线与该字线交叉点上跨接有二极管，则该二极管 导通，使相应的位线输出为“1”；若位线与字线交叉 点无二极管，则相应的位线输出为“0”。
存储器（Memory ）：是数字系统中记忆大量 信息的部件。
存储器的功能：是存放不同程序的操作指令及 各种需要计算、处理的数据，所以它相当于系统存 储信息的仓库。
典型的存储器：由数以千万计的有记忆功能的 存储单元组成，每个存储单元可存放一位二进制数 码和信息。
随着大规模集成电路制作技术的发展，半导体 存储器因其集成度高、体积小、速度快，目前广泛 应用于各种数字系统中。
《计算机组成原理》总结完整版
《计算机组成原理》总结完整版《计算机组成原理》学科复习总结★第⼀章计算机系统概论本章内容：本章主要讲述计算机系统的组成、计算机系统的分层结构、以及计算机的⼀些主要指标等需要掌握的内容：计算机软硬件的概念，计算机系统的层次结构、体系结构和计算机组成的概念、冯.诺依曼的主要思想及其特点、计算机的主要指标本章主要考点：概念1、当前的CPU由哪⼏部分组成？控制器、运算器、寄存器、cache (⾼速缓冲存储器)2、⼀个完整的计算机系统应包括哪些部分？配套的硬件设备和软件系统3、什么是计算机硬件、计算机软件？各由哪⼏部分组成？它们之间有何联系？计算机硬件是指计算机的实体部分，它由看得见摸得着的各种电⼦元器件，各类光、电、机设备的实物组成。
主要包括运算器(ALU)、控制器(CU)、存储器、输⼊设备和输出设备五⼤组成部分。
软件是计算机程序及其相关⽂档的总称，主要包括系统软件、应⽤软件和⼀些⼯具软件。
软件是对硬件功能的完善与扩充，⼀部分软件⼜是以另⼀部分软件为基础的再扩充。
4、冯·诺依曼计算机的特点●计算机由运算器、存储器、控制器、输⼊设备和输出设备五⼤部件组成●指令和数据以同等地位存于存储器内，可按地址寻访●指令和数据⽤⼆进制表⽰●指令由操作码和地址码组成，操作码⽤来表⽰操作的性质，地址码⽤来表⽰操作数在存储器中的位置●指令在存储器内按顺序存放●机器以运算器为中⼼，输⼊输出设备和存储器间的数据传送通过运算器完成5、计算机硬件的主要技术指标●机器字长：CPU ⼀次能处理数据的位数，通常与CPU 中的寄存器位数有关●存储容量：存储容量= 存储单元个数×存储字长；MAR（存储器地址寄存器）的位数反映存储单元的个数，MDR（存储器数据寄存器）反映存储字长主频吉普森法●运算速度MIPS 每秒执⾏百万条指令CPI 执⾏⼀条指令所需的时钟周期数FLOPS 每秒浮点运算次数◎第⼆章计算机的发展及应⽤本章内容：本章主要讲述计算机系统、微型计算机系统的发展过程以及应⽤。
操作系统第五版答案第8章复习题及习题解答
虚拟内存8.1 简单分页与虚拟分页有什么区别？简单分页：一个程序中的所有的页都必须在主存储器中程序才能正常运行，除非使用覆盖技术。
虚拟内存分页：不是程序的每一页都必须在主存储器的帧中来使程序运行，页在需要的时候进行读取。
8.2 解释什么是抖动。
虚拟内存结构的震动现象，在这个过程中处理器大部分的时间都用于交换块，而不是执行指令。
8.3 为什么在使用虚拟内存时，局部性原理是至关重要的？可以根据局部性原理设计算法来避免抖动。
总的来说，局部性原理允许算法预测哪一个当前页在最近的未来是最少可能被使用的，并由此就决定候选的替换出的页。
8.4 哪些元素是页表项中可以找到的元素？简单定义每个元素。
帧号：用来表示主存中的页来按顺序排列的号码。
存在位（P）：表示这一页是否当前在主存中。
修改位（M）：表示这一页在放进主存后是否被修改过。
8.5 转移后备缓冲器的目的是什么？转移后备缓冲器（TLB）是一个包含最近经常被使用过的页表项的高速缓冲存储器。
它的目的是为了减少从磁盘中恢复一个页表项所需的时间。
8.6 简单定义两种可供选择的页读取策略。
在请求式分页中，只有当访问到某页中的一个单元时才将该页取入主存。
在预约式分页中，读取的并不是页错误请求的页。
8.7 驻留集管理和页替换策略有什么区别？驻留集管理主要关注以下两个问题：（1）给每个活动进程分配多少个页帧。
（2）被考虑替换的页集是仅限在引起页错误的进程的驻留集中选择还是在主存中所有的页帧中选择。
页替换策略关注的是以下问题：在考虑的页集中，哪一个特殊的页应该被选择替换。
8.8 FIFO和Clock页替换算法有什么区别？时钟算法与FIFO算法很接近，除了在时钟算法中，任何一个使用位为一的页被忽略。
8.9 页缓冲实现的是什么？（1）被替换出驻留集的页不久又被访问到时，仍在主存中，减少了一次磁盘读写。
（2）被修改的页以簇的方式被写回，而不是一次只写一个，这就大大减少了I/O操作的数目，从而减少了磁盘访问的时间。
计算机操作系统 第八章_文件管理
例如：*.c,*.for,*.f,*DBF,*.OBJ
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2) 按操作保护分类
① 只读文件，-r② 可读可写文件， -rw③ 可执行文件：允许文件主及被核准的用户去调用执行该文件而 不允许读和写文件，标记为： -x各个操作系统的保护方法和级别有所不同。DOS操作系统三种保护： 系统、隐藏、可写；UNIX或Linux操作系统有九个级别的保护
件形式，即流式文件。其长度以字节为单位。对流式文件的访问，则 是采用读写指针来指出下一个要访问的字符。也可以把流式文件看作
是记录式文件的一个特例。
在UNIX系统中，所有的文件都被看作是流式文件；即使是有结构文件， 也被视为流式文件；系统不对文件进行格式处理。
好处：提供很大的灵活性
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索引文件的组织
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四 索引顺序文件
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五 直接文件和哈希文件
1、直接文件
可根据给定的记录键值，直接获得指定记录的物理地址。
换言之，记录键值本身就决定了记录的物理地址。这种由记
录键值到记录物理地址的转换被称为键值转换。组织直接文
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一 文件逻辑结构的类型
1 有结构文件 • • • 定长记录 变长记录 顺序文件
• 索引文件
• 索引顺序文件
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2. 无结构（流式）文件
流式文件是相关信息的有序集合，或者说是有一定意义的字符流。
对大量的源程序、可执行文件、库函数等，所采用的就是无结构的文
3) 按使用情况分类
汤子瀛《计算机操作系统》章节题库(磁盘存储器的管理)【圣才出品】
第8章磁盘存储器的管理一、选择题1．假定盘块的大小为1KB，对于1.2MB的软盘，FAT需占用（）的存储空间。
A．1KBB．15KBC．1.8KBD．2.4KBE．3KB【答案】C【解析】1.2MB/1KB＝1.2K个表项，由于每个FAT表项占12位，（12/8）*1.2K＝1.8KB。
2．对于100MB的硬盘，FAT需占用（）的存储空间。
A．100KBB．150KBC．200KBD．250KBE．300KB【答案】A【解析】100MB/1KB＝100K。
3．从下面的描述中选出一条错误的描述（）A．一个文件在同一系统中、不同的存储介质上的拷贝，应采用同一种物理结构B．文件的物理结构不仅与外存的分配方式相关，还与存储介质的特性相关，通常在磁带上只适合使用顺序结构C．采用顺序结构的文件既适合进行顺序访问，也适合进行随机访问D．虽然磁盘是随机访问的设备，但其中的文件也可使用顺序结构【答案】A【解析】文件结构分为两种，有结构文件和无结构文件。
4．从下面关于顺序文件和链接文件的论述中，选出一条正确的论述（）A．顺序文件适合于建立在顺序存储设备上，而不适合于建立在磁盘上B．在显式链接文件中是在每个盘块中设置一链接指针，用于将文件的所有盘块都链接起来C．顺序文件必须采用连续分配方式，而链接文件和索引文件则可采用离散分配方式D．在MS-DOS中采用的是隐式链接文件结构【答案】C【解析】文件分配对应于文件的物理结构，是指如何为文件分配磁盘块。
常用的磁盘空间分配方法有三种：连续分配、链接分配和索引分配。
顺序分配：顺序分配方法要求每个文件在磁盘上占有一组连续的块。
隐式链接分配：每个文件对应一个磁盘块的链表；磁盘块分布在磁盘的任何地方，除最后一个盘块外，每一个盘块都有指向下一个盘块的指针，这些指针对用户是透明的。
显式链接分配：是指把用于链接文件各物理块的指针，显式地存放在内存的一张链接表中。
该表在整个磁盘仅设置一张，每个表项中存放链接指针，即下一个盘块号。
操作系统教学大纲
《操作系统》课程教学大纲一、课程基本信息课程名称：《操作系统》总学时与学分：72学时 4学分课程性质：专业必修课授课对象：计算机科学与技术专业二、课程教学目标与任务操作系统原理是一门专业基础课程，是涉及考研等进一步进修的重要课程，是计算机体系中必不可少的组成部分。
本课程的目的和任务是使学生通过本课程的学习，理解操作系统的基本概念和主要功能，掌握操作系统的使用和一般的管理方法，从而为学生以后的学习和工作打下基础。
三、学时安排课程内容与学时分配表章节内容学时第一章操作系统引论5第二章进程管理12第三章处理机调度与死锁12第四章存储管理12第五章设备管理10第六章文件管理8第七章操作系统接口4第八章网络操作系统3第九章系统安全性3第十章UNIX操作系统3四、课程教学内容与基本要求第一章操作系统引论教学目标：通过本章的学习，使学生掌握操作系统的概念，操作系统的作用和发展过程，知道操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对计算机系统的首次扩充，是现代计算机系统必须配置的软件。
基本要求：掌握操作系统的目标和作用、发展过程、基本特征及主要功能；了解操作系统的结构设计本章重点：操作系统的概念、作用，操作系统的基本特征以及操作系统的主要功能。
本章难点：操作系统基本特征的理解，操作系统主要功能的体现。
教学方法：讲授与演示相结合1．操作系统的目标和作用：操作系统的目标、作用、推动操作系统发展的主要动力。
2. 操作系统的发展过程：无操作系统的计算机系统、批处理系统、分时系统、实时系统、微机操作系统的发展。
3．操作系统的基本特征：并发性和共享性、虚拟和异步性。
4. 操作系统的主要功能：处理机管理功能、存储器管理功能、设备管理功能、文件管理功能。
5. OS结构设计。
第二章进程管理教学目标：通过本章的学习使学生了解在现代的操作系统中程序并不能独立运行，作为资源分配和独立运行的基本单位都是进程。
操作系统所具有的四大特征也都是基于进程而形成的，并可以从进程的观点来研究操作系统。
《操作系统原理》 第8章 设备管理
1、缓冲技术的实现原理
当某个进程进行数据输出操作时，先将数据 送入缓冲区，当缓冲区满时再将缓冲区的内容送 到输出设备上；反之，当一个进程完成输入操作 时，先将输入设备上的数据送入缓冲区，当缓冲 区满时，再由CPU将数据取走。在缓冲管理中必 须建立缓冲区，缓冲区的设定有两种方式：可以 采用专门的硬件方法来实现缓冲，但会增加硬件 成本，除了在关键的地方采用少量必要的硬件缓 冲器外，在许多操作系统中都采用另一种称为软 件缓冲的方式，即从主存空间中划定出一个特殊 的内存区域作为缓冲区。
8.1.2
设备管理子系统的主要功能
设备管理属于操作系统中最烦琐、 最具复杂性的部分。为了有效的提高系统 中设备的效率，在设备管理中不仅涉及了 I/O中断、缓冲及通道技术,而且还包括了 各种类型设备的分配、启动以及虚拟设备 等多方面的管理。为了对物理特性各异的 设备,在调用时具有统一的格式和界面，以 方便用户,在设备管理中应追求如下的目标：
3.从资源分配角度进行划分 1)独占设备（Independence Device）：一 次只允许分给一个用户作业使用的设备。 设备一旦被分出去后，在作业的整个执行 期间都被单独占用，别的作业不能与之共 用，必须等占用释放后才可再用。而且， 这类设备如果分配不当，可能会造成死锁。 多数是一些慢速设备，如磁卡机、打印机、 A/D、D/A转换器等。
3．多缓冲及缓冲池管理
双缓冲技术提高了I/O设备的并行度，但由于 在计算机系统中，CPU的速度总是比外设快得多， 真正要实现CPU与外设的并行操作，双缓冲技术还 不能达到要求，为此，在计算机中都采用多缓冲或 缓冲池结构。多缓冲是把主存中的多个缓冲区组织 成两部分，一部分用于做输入缓冲区，另一部分作 为输出缓冲区。缓冲池则是将多个缓冲区连接成一 个完整的区域，其中每个区既可以作为输入又可以 作为输出用。多缓冲及缓冲池是系统中的共享资源， 可供各进程使用，由系统统一分配和管理。它的使 用必须互斥地进行。
《操作系统》课程教学大纲
《操作系统》课程教学大纲一、课程基本情况课程代码：10411290课程名称（中/英文）：操作系统/Operating System课程类别：专业基础课学分：3.5总学时：56理论学时：48实验/实践学时：8适用专业：数据科学与大数据技术适用对象：本科先修课程：计算机组成与系统结构、java程序设计、数据结构教学环境：多媒体开课学院：计算机与信息工程学院二、课程简介《操作系统》是高校软件工程专业的一门专业核心课，是后续专业课程的理论基础，本课程讲述操作系统的基本原理，主要偏重于操作系统功能与结构的理论分析，对其中的重要算法辅以实验,以加深对理论知识的理解和掌握。
主要内容包括操作系统概论；进程的概念、进程的描述与控制、进程的同步与互斥以及进程管理的常用算法；处理机调度的策略和处理死锁的方法；存储器管理的方案和分配算法以及存储保护和共享；文件系统的运行机制及关键的数据结构；设备与系统的结合方式，设备驱动程序的结构及加载机制。
通过该课程的学习要求学生理解和掌握操作系统的原理和实现方法，培养分析、比较操作系统实现方法优劣的基本能力，加深对操作系统的理解，提高深入编程和借鉴操作系统的设计思想和算法的能力。
本课程主要讲述操作系统的原理，使学生不仅能够从操作系统内部了解操作系统的工作原理，而且可以学到软件设计的思想方法和技术方法。
主要内容包括：操作系统的概论；操作系统的作业管理；操作系统的文件管理原理；操作系统的进程概念、进程调度和控制、进程同步和互斥等；操作系统的各种存储管理方式以及存储保护和共享；操作系统的设备管理原理。
三、课程教学目标2.课程教学目标及其与毕业要求指标点、主要教学内容的对应关系四、教学内容第一章操作系统引论1.主要内容：阐述操作系统的目标和作用；操作系统的发展过程；操作系统基本特性；操作系统主要功能；操作系统的结构设计。
2.基本要求：掌握操作系统的定义；理解操作系统目标、作用和功能；。
3.重点：操作系统的定义与功能。
第8章 计算机的发展与信息技术与答案
第8章计算机的发展与信息技术单项选择题1．世界上第一台计算机ENIAC是在美国研制成功的，其诞生的年份是（ B ）。
A）1943 B）1946 C）1949 D）1950 2．世界上第一台电子数字计算机ENIAC是1946年研制成功的，其诞生的国家是（ A ）。
A）美国B）英国C）法国D）瑞士3．世界上第一台计算机是1946年美国研制成功的，该计算机的英文缩写名为（ B ）。
A）MARK-II B）ENIAC C）EDSAC D）EDVAC 4．下列关于世界上第一台电子计算机ENIAC的叙述中，错误的是（ C ）。
A）它是1946年在美国诞生的B）它主要采用电子管和继电器C）它是首次采用存储程序控制使计算机自动工作D）它主要用于弹道计算5．计算机的四个发展阶段以（ B ）为依据进行划分的。
A）计算机应用领域B）计算机的主要元器件C）计算机的处理速度D）计算机的系统软件6．第二代电子计算机所采用的电子元件是（ B ）。
A）继电器B）晶体管C）电子管D）集成电路7．第三代计算机采用的电子元件是（ B ）。
A）晶体管B）中、小规模集成电路C）大规模集成电子集成电路D）电子管8．当代微型机中所采用的电子元器件是（ D ）。
A）电子管B）晶体管C）小规模集成电路D）大规模和超大规模集成电路9．按电子计算机传统的分代方法，第一代至第四代计算机依次是（ C ）。
A）机械计算机，电子管计算机，晶体管计算机，集成电路计算机B）晶体管计算机，机械计算机，电子管计算机，集成电路计算机C）电子管计算机，晶体管计算机，中小规模集成电路计算机，大规模集成电路计算机D）手摇机械计算机，电子管计算机，晶体管计算机，集成电路计算机10．计算机应用的领域主要有：科学计算，过程控制，辅助设计以及（ D ）。
A）文字处理B）图形处理C）工厂自动化D）数据处理11．计算机数据处理指的是（ C ）。
A）数据的录入和打印B）数据的计算C）数据的收集、加工、存储和传递的过程D）数据库12．目前计算机广泛应用于财务管理、数据统计、办公自动化、情报检索等，这些应用可统称为（A）。
计算机操作系统第四版-汤小丹-教案第八章
第八章
磁盘存储器的管理
连续组织方式的主要缺点如下：
(1) 要求为一个文件分配连续的存储空间。 (2) 必须事先知道文件的长度。 (3) 不能灵活地删除和插入记录。 (4) 对于那些动态增长的文件。
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第八章
磁盘存储器的管理
8.1.2 链接组织方式
如果可以将文件装到多个离散的盘块中，就可消除连续 组织方式的上述缺点。在采用链接组织方式时，可为文件分
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第八章
磁盘存储器的管理
3. 盘块的回收
盘块的回收分两步： (1) 将回收盘块的盘块号转换成位示图中的行号和列号。 转换公式为： i = (b - 1)DIV n + 1
j = (b - 1)MOD n + 1
(2) 修改位示图。令map[i, j] = 0。
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第八章
磁盘存储器的管理
8.2.3 成组链接法
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第八章
磁盘存储器的管理
1. 隐式链接
在采用隐式链接组织方式时，在文件目录的每个目录项 中，都须含有指向链接文件第一个盘块和最后一个盘块的指 针。
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第八章
磁盘存储器的管理
图8-2 磁盘空间的链接式分配
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第八章
磁盘存储器的管理
2. 显式链接
这是指把用于链接文件各物理块的指针显式地存放在内 存的一张链接表中。该表在整个磁盘中仅设置一张，如图83所示。
存放下一个盘块号，它实际上是用于盘块之间的链接的指针， 通过它可以将一个文件的所有的盘块链接起来，而将文件的
第一个盘块号放在自己的FCB中。
13
第八章
磁盘存储器的管理
图8-4 MS-DOS的文件物理结构
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第八章
磁盘管理操作步骤
磁盘管理操作步骤
磁盘管理操作步骤主要包括以下三步：
1. 分区：由于硬盘不能直接使用，所以对硬盘进行分割，便于管理。
分区主要有主分区和扩展分区（有且只有一个，用它来实现多个分区），扩展分区里是逻辑分区（信息在扩展分区找个位置存）。
2. 格式化：将分区格式化成不同的文件系统。
磁盘分区后，必须经过格式化才能正式使用。
3. 挂载：将一个设备挂接到一个已存在的目录上。
我们要访问磁盘里的文件，必须将文件所在分区挂载到一个已存在的目录上，然后通过访问这个目录来访问储存设备。
挂载分为开机自动挂载和临时挂载（不进行编辑）。
以上步骤仅供参考，建议咨询计算机领域专业人士获取更多指导。
操作系统概念复习资料【8-13章】
结果分析：多分配一个物理块可有效减少缺页次数。
(3)分配给该作业3个物理块时，采用最佳页面替换算法， 进程执行过程中页面臵换如下表:
1 4 3 5 4 3 4 4 3 3 1 5 缺页次数为7，缺页中断率为：7/12。 f(2) f(1)
4 4
3 4 3
2 4 3 2
2 2 3 5 f(4)
1 5 1 3 5 f(2)
（2）分配给该作业4个物理块时，采用FIFO页面替换算 法，进程执行过程中页面臵换如下表:
4 4 3 4 3 2 4 3 2 1 4 3 2 1 4 3 5 5 3 2 1 f(4) 4 5 4 2 1 f(3) 3 5 4 3 1 f(2) 2 5 4 3 2 f(1) 1 1 4 3 2 f(5) 5 1 5 3 2 f(4)
2.在采用页式存储管理的系统中，某作业J的逻 辑地址空间为4页（每页2KB），且已知该作业 的页面映像表（即页表）如下所示。
页号 0 1 2
块号 2 4 6
3
8
试借助地址变换图（即要求 画出地址变换图）求出有效 逻辑地址4865所对应的物理 地址。
解：在本题中，一页大小 为2KB，即2048字节，则 逻辑地址4865的页号及 页内位移为： 页号： 4865/2048=2 页内位移： 48652048*2=769 通过页表可知页面2存放 在物理块6中，将物理块 号与逻辑地址中的页内 位移进行拼接，形成物 理地址，即： 6*2048+769=13057
综合分析计算题
1.个请求分页系统中，采用FIFO、最近最久未使用、 最佳页面臵换算法时，假如一个作业的页面走向为4、 3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5，当分配给该作业 的物理块数M分别为3和4时，试计算在访问过程中所 发生的缺页次数和缺页率。并比较所得结果。
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第八章
磁盘存储器的管理
2. 空闲链表法 1) 空闲盘块链 这是将磁盘上的所有空闲空间以盘块为单位拉成一条链，其中 的每一个盘块都有指向后继盘块的指针。 2) 空闲盘区链 这是将磁盘上的所有空闲盘区(每个盘区可包含若干个盘块)拉
成一条链。在每个盘区上除含有用于指示下一个空闲盘区的指针外，
还应有能指理
图8-4 MS-DOS的文件物理结构
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第八章
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2) 以簇为单位的FAT12文件系统 稍加分析便可看出，如果把每个盘块(扇区)的容量增大n倍，则磁 盘的最大容量便可增加n倍。但要增加盘块的容量是不方便和不灵活的。 为此，引入了簇(cluster)的概念。
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3. 文件的组织 在NTFS中，以卷为单位，将一个卷中的所有文件信息、目录 信息以及可用的未分配空间信息，都以文件记录的方式记录在一 张主控文件表MFT(Master File Table)中，该表是NTFS卷结构的
中心，从逻辑上讲，卷中的每个文件作为一条记录，在MFT表中
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8.1.3 FAT技术
1. FAT12 1) 早期的FAT12文件系统
FAT12是以盘块为基本分配单位的。由于FAT是文件系统中最
重要的数据结构，为了安全起见，在每个分区中都配有两张相同 的文件分配表FAT1和FAT2。在FAT的每个表项中存放下一个盘块 号，它实际上是用于盘块之间的链接的指针，通过它可以将一个 文件的所有的盘块链接起来，而将文件的第一个盘块号放在自己 的FCB中。
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2. 空闲盘块的分配与回收 当系统要为用户分配文件所需的盘块时，须调用盘块分配过程 来完成。该过程首先检查空闲盘块号栈是否上锁，如未上锁，便从
栈顶取出一空闲盘块号，将与之对应的盘块分配给用户，然后将栈
顶指针下移一格。 若该盘块号已是栈底，即S.free(0)，这是当前栈中最后一个可 分配的盘块号。由于在该盘块号所对应的盘块中记有下一组可用的 盘块号，因此，须调用磁盘读过程，将栈底盘块号所对应盘块的内 容读入栈中，作为新的盘块号栈的内容，并把原栈底对应的盘块分 配出去(其中的有用数据已读入栈中)。
链指针将各索引块按序链接起来。
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图8-7 两级索引分配
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3. 增量式索引组织方式 1) 增量式索引组织方式的基本思想 为了能较全面地照顾到小、中、大及特大型作业，可以 采取多种组织方式来构成文件的物理结构。如果盘块的大小 为1 KB或4 KB，对于小文件(如1 KB～10 KB或4 KB～
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事实上，在打开某个文件时，只需把该文件占用的盘块的编号调 入内存即可，完全没有必要将整个FAT调入内存。为此，应将每个文件 所对应的盘块号集中地放在一起。 索引分配方法就是基于这种想法所形成的一种分配方法。它为每
个文件分配一个索引块(表)，再把分配给该文件的所有盘块号都记录在
40 KB)而言，最多只会占用10个盘块，为了能提高对数量
众多的小型作业的访问速度，最好能将它们的每一个盘块地 址都直接放入文件控制块FCB(或索引结点)中，这样就可以
直接从FCB中获得该文件的盘块地址。
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2) UNIX System V的组织方式
在UNIX System V的索引结点中设有13个地址项，即
假定找到的其值为“0”的二进制位位于位示图的第i行、第j列，则
其相应的盘块号应按下式计算： b = n(i - 1) + j 式中，n代表每行的位数。 (3) 修改位示图，令map[i, j] = 1。
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3. 盘块的回收 盘块的回收分两步： (1) 将回收盘块的盘块号转换成位示图中的行号和列号。转 换公式为：
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8.1.2 链接组织方式
如果可以将文件装到多个离散的盘块中，就可消除连续组织方 式的上述缺点。为文件分配多个不连续的盘块，再通过每个盘块上 的链接指针，将同属于一个文件的多个离散的盘块链接成一个链表， 由此所形成的物理文件称为链接文件。 链接组织方式的主要优点是： (1) 消除了磁盘的外部碎片，提高了外存的利用率。 (2) 对插入、删除和修改记录都非常容易。 (3) 能适应文件的动态增长，无需事先知道文件的大小。
i = (b - 1)DIV n + 1
j = (b - 1)MOD n + 1 (2) 修改位示图。令map[i, j] = 0。
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8.2.3 成组链接法
1. 空闲盘块的组织 (1) 空闲盘块号栈，用来存放当前可用的一组空闲盘块的盘块号( 最多含100个号)，以及栈中尚有的空闲盘块(号)数N。顺便指出，N 还兼作栈顶指针用。
作为当前可供分配的空闲盘块号。
(5) 最末一组只有99个盘块，其盘块号分别记入其前一组的 S.free(1)～S.free(99)中，而在S.free(0)中则存放“0”，作为空闲盘
块链的结束标志。(注：最后一组的盘块数应为99，不应是100，因为
这是指可供使用的空闲盘块。其编号应为(1～99)，0号中放空闲盘块 链的结尾标志。)
成的文件结构称为顺序文件结构，此时的物理文件称为顺序文件。
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图8-1 磁盘空间的连续组织方式
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连续组织方式的主要优点有： (1) 顺序访问容易。 (2) 顺序访问速度快。
连续组织方式的主要缺点如下：
(1) 要求为一个文件分配连续的存储空间。 (2) 必须事先知道文件的长度。 (3) 不能灵活地删除和插入记录。 (4) 对于那些动态增长的文件。
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8.1 外存的组织方式 8.2 文件存储空间的管理 8.3 提高磁盘I/O速度的途径 8.4 提高磁盘可靠性的技术 8.5 数据一致性控制
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8.1 外存的组织方式
文件的物理结构直接与外存的组织方式有关。 对于不同的外存组织方式，将形成不同的文件物理 结构。目前常用的外存组织方式有： (1) 连续组织方式。
由所有盘块所对应的位构成一个集合，称为位示图。
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图8-10 位示图
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2. 盘块的分配 根据位示图进行盘块分配时，可分三步进行： (1) 顺序扫描位示图，从中找出一个或一组其值为“0”的二进 制位(“0”表示空闲时)。 (2) 将所找到的一个或一组二进制位转换成与之相应的盘块号。
二组的盘块号为301～400；第一组为201～300，如图所示。 (3) 将每一组含有的盘块总数N和该组所有的盘块号记入其前一组
的第一个盘块的S.free(0)～S.free(99)中。这样，由各组的第一个盘块
可链成一条链。
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(4) 将第一组的盘块总数和所有的盘块号记入空闲盘块号栈中，
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图8-11 空闲盘块的成组链接法
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(2) 文件区中的所有空闲盘块被分成若干个组，比如，将每100个 盘块作为一组。假定盘上共有10000个盘块，每块大小为1 KB，其中 第201～7999号盘块用于存放文件，即作为文件区，这样，该区的最
末一组盘块号应为7901～7999；次末组为7801～7900，…，倒数第
(2) 链接组织方式。
(3) 索引组织方式。
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8.1.1 连续组织方式
连续组织方式又称连续分配方式，要求为每一个文件分配一组 相邻接的盘块。例如，第一个盘块的地址为b，则第二个盘块的地址 为b+1，第三个盘块的地址为b+2，…。在采用连续组织方式时，可
把逻辑文件中的记录顺序地存储到邻接的各物理盘块中，这样所形
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2) 存储空间的分配与回收 空闲盘区的分配与内存的分区(动态)分配类似，同样是采用首 次适应算法和最佳适应算法等，它们对存储空间的利用率大体相当，
都优于最坏适应算法。在系统为某新创建的文件分配空闲盘块时，
先顺序地检索空闲表的各表项，直至找到第一个其大小能满足要求 的空闲区，再将该盘区分配给用户(进程)，同时修改空闲表。
同，它为每个文件分配一块连续的存储空间。即系统也为外存
上的所有空闲区建立一张空闲表，每个空闲区对应于一个空闲 表项，其中包括表项序号、该空闲区的第一个盘块号、该区的 空闲盘块数等信息。再将所有空闲区按其起始盘块号递增的次 序排列，形成空闲盘块表，如图所示。
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图8-9 空闲盘块表
占有一行，其中还包括MFT自己的这一行。每行大小固定为1 KB， 每行称为该行所对应文件的元数据(metadata)，也称为文件控制 字。
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8.1.5 索引组织方式
1. 单级索引组织方式
链接组织方式虽然解决了连续组织方式所存在的问题(即不便于 随机访问)，但又出现了另外两个问题，即：① 不能支持高效的直接 存取，要对一个较大的文件进行存取，须在FAT中顺序地查找许多盘 块号；② FAT需占用较大的内存空间，由于一个文件所占用盘块的盘 块号是随机地分布在FAT中的，因而只有将整个FAT调入内存，才能 保证在FAT中找到一个文件的所有盘块号。