操作系统第六章
操作系统慕课版第六章
操作系统慕课版第六章首先，第六章介绍了进程的概念和特征。
进程是程序在执行过程中的实体，它包括了程序的代码、数据和执行状态等信息。
进程具有独立性、动态性和并发性等特征。
独立性指的是每个进程都拥有独立的地址空间，不会相互干扰；动态性指的是进程的创建、执行和终止都是动态的过程；并发性指的是多个进程可以同时执行，通过时间片轮转等调度算法进行切换。
其次，第六章介绍了进程的状态和状态转换。
进程可以处于就绪、执行和阻塞三种状态之一。
就绪状态表示进程已经具备执行的条件，等待系统调度执行；执行状态表示进程正在执行指令；阻塞状态表示进程由于等待某些事件而暂时无法执行。
进程在不同状态之间的转换是由操作系统进行调度和管理的。
第三，第六章介绍了进程的创建和终止。
进程的创建是通过fork()系统调用来实现的，它会创建一个与父进程相同的子进程，但是子进程有自己独立的地址空间。
进程的终止可以通过exit()系统调用来实现，它会释放进程所占用的资源，并通知父进程。
此外，第六章还介绍了进程的执行顺序和进程控制块等相关内容。
第四，第六章介绍了进程调度的算法和策略。
进程调度是操作系统中非常重要的一项功能，它决定了进程的执行顺序和分配时间片的方式。
常见的进程调度算法有先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、最高优先级调度（HPF）、时间片轮转调度（RR）等。
不同的调度算法有不同的优缺点，可以根据实际情况选择合适的调度策略。
第五，第六章还介绍了进程同步和互斥的概念。
在多进程环境中，进程之间可能会共享资源，为了避免竞争条件和死锁等问题，需要进行进程同步和互斥的操作。
常见的同步和互斥机制有信号量、互斥锁、条件变量等。
这些机制可以保证进程之间的有序执行和资源的合理分配。
总结起来，第六章主要介绍了进程管理的相关内容，包括进程的概念和特征、进程的状态和状态转换、进程的创建和终止、进程调度的算法和策略，以及进程同步和互斥的概念。
通过学习这些内容，我们可以更好地理解和掌握操作系统中的进程管理机制，提高系统的性能和资源利用率。
操作系统第6章 进程互斥与同步
Co-begin void Producer_i( ) (i=1,2…k) { item next_p; while(1){ produce an item in next_p P(empty); P(s); add next_p to buffer V(s); V(full); } } void consumer_j( ) (j=1,2…m) { item next_c; while(1){ P(full); P(s); remove an item from buffer to next_c V(s); V(empty); consume the item in next_c}} Co-end
• 进入临界段之前要申请，获得批准方可进入； • 退出临界段之后要声明，以便其他进程进入。
用程序描述： While(1){ entry_section; critical_section; exit_section; remainder_section; }
解决临界段问题的软件算法必须遵循：
准则1:不能虚设硬件指令或假设处理机数目。 准则2:不能假设n个进程的相对速度。 准则3:当一个进程未处于其临界段时，不应阻止 其他进程进入临界段。 准则4:当若干进程欲进入临界段时，应在有限时 间内选出一个进程进入其临界段。 用准则3，4不难推出下面原则 协调各进程入临界段的调度原则： • 当无进程处于临界段时，允许一个进程立即进入临界段。
3.实现临界段的硬件方法
利用处理机提供的特殊指令实现临界区加锁。 常见硬件指令有: ⑴ “Test_and_Set”指令 该指令功能描述为： int *target ( 限定为0,1） int Test_and_Set (int *target) { int temp; temp = *target ； *target = 1; return temp; }
操作系统第六章复习资料
第六章文件管理一、选择题1.文件系统最基本的目标是（A），它主要是通过（B）功能实现的，文件系统所追求的最重要的目标是（C）。
A，C：（1）按名存取；（2）文件共享；（3）文件保护；（4）提高对文件的存取速度；（5）提高I/O 速度；（6）提高存储空间利用率。
B：（1）存储空间管理；（2）目录管理；（3）文件读写管理；（4）文件安全性管理2.在文件系统中可命名的最小数据单位是（A），用户以（B）为单位对文件进行存取、检索等，对文件存储空间的分配则以（C）为单位。
A,B,C：（1）字符串；（2）数据项；（3）记录；（4）文件；（5）文件系统。
3.按逻辑结构可把文件分为（A）和（B）两类，UNIX系统中的文件系统采用（B）。
A,B：（1）读、写文件；（2）只读文件；（3）索引文件；（4）链式文件；（5）记录式文件；（6）流式文件。
4.假定盘块的大小为1KB，对于1.2MB的软盘，FAT需占用（A）的存储空间；对于100MB的硬盘，FAT需占用（B）的存储空间。
A：（1）1KB；（2）1.5KB；（3）1.8KB；（4）2.4KB；（5）3KB。
B：（1）100KB；（2）150KB；（3）200KB；（4）250KB；（5）300KB。
5.从下面的描述中选出一条错误的描述。
（1）一个文件在同一系统中、不同的存储介质上的拷贝，应采用用一种物理结构。
（2）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。
（3）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。
（4）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。
6.从下面关于顺序文件和链接文件的叙述中，选出一条正确的叙述。
（1）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。
（2）显式链接文件将分配给文件的下一个物理盘块的地址登记在该文件的前一个物理盘块中。
（3）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的分配方式。
操作系统第6章(设备管理习题与解答)
第6章设备管理习题与解答6.1 例题解析例6.2.1 何谓虚拟设备？请说明SPOOLing系统是如何实现虚拟设备的。
解本题的考核要点是虚拟设备的实现方法。
虚拟设备是指利用软件方法，比如SPOOLing系统，把独享设备分割为若干台逻辑上的独占的设备，使用户感受到系统有出若干独占设备在运行。
当然，系统中至少一台拥有物理设备，这是虚拟设备技术的基础。
SPOOLing系统又称“假脱机I/O系统”，其中心思想是，让共享的、高速的、大容量外存储器（比如，磁盘）来模拟若干台独占设备，使系统中的一台或少数几台独占设备变成多台可并行使用的虚拟设备。
SPOOLing系统主要管理外存上的输入井和输出井，以及内存中的输入缓冲区和输出缓冲区。
其管理进程主要有输入和输出进程，负责将输入数据装入到输入井，或者将输出井的数据送出。
它的特点是：提高了 I/O操作的速度；将独占设备改造为共享设备；实现了虚拟设备功能。
例 6.2.2 有关设备管理要领的下列叙述中，( )是不正确的。
A．通道是处理输入、输出的软件B．所有外围设备都由系统统一来管理C．来自通道的I/O中断事件由设备管理负责处理D．编制好的通道程序是存放在主存贮器中的E．由用户给出的设备编号是设备的绝对号解本题的考核要点是设备管理的基本概念。
(1) 通道是计算机上配置的一种专门用于输入输出的设备，是硬件的组成部分。
因此A是错误的。
(2) 目前常见I/O系统其外部设备的驱动和输入输出都由系统统一管理。
因此B是对的。
(3) 设备管理模块中的底层软件中配有专门处理设备中断的处理程序。
通道中断属于设备中断的一种。
因此C是对的。
(4) 通道设备自身只配有一个简单的处理装置（CPU），并不配有存储器，它所运行的通道程序全部来自内存。
因此D是对的。
(5) 系统在初启时为每台物理设备赋予一个绝对号，设备绝对号是相互独立的。
由用户给出的设备号只能是逻辑编号，由系统将逻辑号映射为绝对号。
因此E是错误的。
第六章 Windows操作系统
第六章 Windows操作系统
(3) 右键操作。右键也称菜单键。单击可打开该对象所对应的快捷菜单。 (4) 滚轮。可用于在支持窗口滑块滚动的应用程序中实现滚动查看窗口中内容的功能。滚轮并非鼠标 的标准配置部件。 3．鼠标的设置 根据个人习惯不同，用户可打开“控制面板”→“鼠标”，在“鼠标 属性”对话框中根据需要设置 鼠标。 6.2.3 键盘 键盘是最早使用的输入设备之一，现在也仍然是输入文本和数字的标准输入设备。键盘样式多种多 样，但基本操作键的布局和功能基本相同。 6.2.4 桌面 桌面是系统的屏幕工作区，也是系统与用户交互的平台。桌面一般包括桌面图标、桌面背景、开始 按钮与任务栏。
第六章 Windows操作系统
外存除了硬盘之外，还有软盘、光盘、U盘等，这些连入计算机也有对应的盘符。通常，软盘驱动器 的盘符为A或者B，其它驱动器的盘符紧跟硬盘分区的盘符。
硬盘在出厂时已经进行了低级格式化，即在空白硬盘上划分柱面与磁道，再将磁道划分为若干扇区。 这里所说的硬盘格式化是高级格式化，即清除硬盘数据，初始化分区并创建文件系统。硬盘上不同的分 区相互独立，经过格式化后可以各自支持独立的与其它分区不同的文件系统。
第六章 Windows操作系统
6.2.5 窗口 窗口是Windows最基本的用户界面。通 常，启动一个应用程序就会打开它的窗口， 而关闭应用程序的窗口也就关闭了应用程序。 Windows 7中每个窗口负责显示和处理一类 信息。用户可随意在不同窗口间切换，但只 会有一个当前工作窗口。 1．窗口的基本组成 如图6-3所示，窗口由控制按钮、地址栏、 搜索栏、菜单栏、工具栏、资源管理器、滚 动条、工作区、状态栏、边框等组成。
第六章 Windows操作系统
(1) 控制按钮。窗口左上角的控制按钮可以打开控制菜单，右上角的控制按钮可以最小化、最大化/ 还原和关闭窗口。
操作系统第六章练习题
操作系统第六章练习题一、选择题1. 在操作系统中，下列关于进程状态的描述，错误的是（）。
A. 运行态是指进程正在占用CPUB. 阻塞态是指进程因等待某事件而暂时停止运行C. 就绪态是指进程已经具备运行条件，等待CPU调度D. 空闲态是指进程已经执行完毕，等待被系统回收2. 在操作系统中，下列关于进程调度算法的描述，正确的是（）。
A. 先来先服务（FCFS）调度算法可能导致饥饿现象B. 短作业优先（SJF）调度算法是非抢占式的C. 优先级调度算法中，优先级高的进程一定能立即获得CPUD. 时间片轮转调度算法适用于分时系统3. 在操作系统中，下列关于进程同步与互斥的描述，错误的是（）。
A. 临界区是指进程中访问共享资源的代码段B. 信号量是一种用于实现进程同步与互斥的机制C. Peterson算法可以保证两个进程互斥进入临界区D. 生产者消费者问题可以通过信号量机制解决二、填空题1. 在操作系统中，进程的五大状态包括：____、____、____、____和____。
2. 在进程同步与互斥中，信号量的值表示了____资源的使用情况。
3. 在操作系统中，死锁产生的四个必要条件是：____、____、____和____。
三、简答题1. 请简述进程与线程的区别。
2. 请说明进程调度的主要目标。
3. 请阐述银行家算法的基本思想及其应用场景。
四、编程题1. 编写一个程序，实现进程的创建、撤销和切换。
2. 编写一个程序，使用信号量机制解决生产者消费者问题。
3. 编写一个程序，模拟进程的优先级调度算法。
五、案例分析题进程最大需求量已分配资源量P1 R1=3, R2=2 R1=1, R2=0P2 R2=2, R3=2 R2=1, R3=1P3 R3=2, R4=2 R3=1, R4=0P4 R1=4, R4=3 R1=2, R4=2（1）系统当前可用资源为：R1=1, R2=1, R3=1, R4=1（2）系统当前可用资源为：R1=0, R2=1, R3=1, R4=12. 假设有一个系统采用时间片轮转调度算法，时间片长度为50ms。
操作系统第6章 文件管理(文件目录与目录文件)
具有相似的结构，它由用户所有文件的文件控制块组成。此外，
在系统中再建立一个主文件目录MFD(Master File Directory)； 在主文件目录中，每个用户目录文件都占有一个目录项，其目录 项中包括用户名和指向该用户目录文件的指针。如图2所示：
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一 文件目录管理
图2
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●缺点：查找速度慢；文件不能重名。不便于实现文件共享。
文件名 文件名 1 文件名 2 … 物理地址 文件说明 状态位
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表1 单级目录
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一 文件目录管理
【七】二级目录
●为了克服单级目录所存在的缺点，可以为每一个用户建立一个单 独的用户文件目录UFD(User File Directory)。这些文件目录
二级目录结构示意图
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一 文件目录管理
●两级目录结构基本上克服了单级目录的缺点，并具有以下优点：
1) 提高了检索目录的速度。如果在主目录中有n个子目录，采用两 级目录可使检索效率提高n/2倍。
2) 在不同的用户目录中，可以使用相同的文件名。
3) 不同用户还可使用不同的文件名来访问系统中的同一个共享文件。 但当多个用户之间要相互合作去完成一个大任务，且一用户又需 去访问其他用户的文件时，这种隔离便成为一个缺点，因为这种 隔离会使诸用户之间不便于共享文件。
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一 文件目录管理
●当文件被打开时，要将磁盘索引结点拷贝到内存的索引结点中，便于
以后使用。在内存索引结点中又增加了以下内容： 1. 索引结点编号，用于标识内存索引结点。 2. 状态，指示i结点是否上锁或被修改。 3. 访问计数，每当有一进程要访问此i结点时，将该访问计数加1， 访问完再减1。 4. 文件所属文件系统的逻辑设备号。 5. 链接指针。设置有分别指向空闲链表和散列队列的指针。
计算机操作系统第三版第六章详解
| |
和管理的软
件集合
基本 I/O 管理程序（文件组织模块）
青
基本文件系统（物理 I/O 层）
岛
理 工 大 学 文件、目录、磁盘
(带)存储空间
I/O 控制层（设备驱动程序） 对象及其属性说明
第六章 文件管理
计 算
6.1 文件和文件系统
机
操
6.1.3 文件操作
作
系
1.最基本的文件操作
统 |
★创建文件
工
读写文件
大
学
第六章 文件管理
6.1 文件和文件系统 计对文件存储空间的管理、对文件
算目录的管理、用于将文件的逻辑
机操地文址件转的换读6为和.物 写1.理的2 地管文址理件的以类机及型制对、文和对件文件系统模型
作的共享2.与文保件护系统模型
命令接口、程序接口
系
文件系统接口
统
|
对对象操纵
逻辑文件系统
|
★删除文件
|
★读文件
青
岛
★写文件
理
★截断文件
工
大
★设置文件的读/写位置
学
第六章 文件管理
计 算
6.1 文件和文件系统
机
操 6.1.3 文件操作
作
系 2.文件的“打开”和“关闭”操作
统 |
步骤：
|
① 检索文件目录找到指定文件的属性及其在
|
外存上的位置；
青
② 对文件实施相应的操作。
岛
理 3.其它文件操作
岛 理 工 大
其目件用的，户是即选物择理一文逻结种件辑构良。好的、设备物结利理构用率高系的统物理 文件结构。系统按此结构和外部设备交换信息。
第6章操作系统安全技术
传递性: 传递性: 若a≤b且b≤c,则a≤c 且 , 非对称性: 非对称性 若a≤b且b≤a,则a=b 且 , 代表实体, 代表主体, 代表敏 若引入符号 O 代表实体,S 代表主体,≤代表敏 感实体与主体的关系,我们有: 感实体与主体的关系,我们有 O≤S 当且仅当 密级 密级 并且 隔离组 隔 密级O≤密级 密级S 隔离组O≤隔 离组S 离组 关系≤限制了敏感性及主体能够存取的信息内容 限制了敏感性及主体能够存取的信息内容, 关系 限制了敏感性及主体能够存取的信息内容, 只有当主体的许可证级别至少与该信息的级别一样 高,且主体必须知道信息分类的所有隔离组时才能 够存取. 够存取.
单层模型模型有一定的局限性, 单层模型模型有一定的局限性 , 在现代操作系统 的设计中,使用了多级安全模型, 的设计中 , 使用了多级安全模型 , 信息流模型在其 中得到了深入的应用.如著名的Bell-LaPadula模型 中得到了深入的应用 . 如著名的 模型 模型. 和Biba模型. 模型
2. 多层网格模型
6.2 操作系统的 安全设计
开发一个安全的操作可分为如下四个阶段: 开发一个安全的操作可分为如下四个阶段:建立安 全模型,进行系统设计,可信度检查和系统实现. 全模型,进行系统设计,可信度检查和系统实现. 实现安全操作系统设计的方法有两种:一种是专门 实现安全操作系统设计的方法有两种: 针对安全性面设计的操作系统; 针对安全性面设计的操作系统 ;另一种是将安全特性 加入到期目前的操作系统中. 加入到期目前的操作系统中.
(3)加拿大的评价标准(CTCPEC) )加拿大的评价标准( ) 加拿大的评价标准(CTCPEC)的适用范围:政府部 门.该标准与ITSCE相似,将安全分为两个部分:功能 性需求和保证性需求 (4)美国联邦准则(FC) )美国联邦准则( ) 美国联邦准则(FC)是对TCSEC的升级,在该标准中引 入了"保护轮廓"(PP)的概念,其每个保护轮廓包括: 功能,开发保证和评价. (5)国际通用准则(CC) )国际通用准则( ) 国际通用准则(CC)是国际标准化组织对现行多种安全 标准统一的结果,是目前最全面的安全主价标准.CC的 第一版是在1966年6月发布的,第二版是在1999年6月发 布的,1999年10月发布了CC V2.1版,并成为ISO标准. 该标准的主要思想和框架结构取自ITSEC和FC,并允分 突出"保护轮廓"的相思.CC将评估过程分为:功能和 保证;评估等级分为:EAL1~EAL7
操作系统概论 第6章 并发进程 课件
进程的交互：竞争与协作
并发进程之间的竞争关系
共享资源
进程的互斥
并发进程之间的协作关系
进程的相互合作
进程的同步
进程的交互：竞争与协作
第一种是竞争关系
资源竞争的两个控制问题：
一个是死锁(Deadlock)问题
一个是饥饿(Starvation) 问题
既要解决饥饿问题，又要解决死锁问题
CPU利用率= 40/80 = 50%
DEV1利用率=18.75%
DEV2利用率= 31.25%
程序并发执行
在并发环境下
CPU利用率=89% DEV1并发环境下利用=33% DEV2并发环境下利用=66%
并行和并发
在单CPU系统中，系统调度在某一时刻只能让一个 线程(进程)运行，虽然这种调度机制有多种形式(大 多数是时间片轮巡为主)，但无论如何，要通过不断 切换需要运行的线程让其运行的方式就叫并发 (concurrent)。 而在多CPU系统中，可以让两个以上的线程(进程) 同时运行，这种可以同时让两个以上线程同时运行 的方式叫做并行(parallel) 多道程序设计和并发的关系
程被置成等待信号量s的状态 */
end; procedure V(var s:semaphore); begin s := s + 1; /* 把信号量加1 */ if s <= 0 then R(s); /* 若信号量小于等于0，则释放
一个等待信号量s的进程 */
end;
p、v操作
(1) p操作 对信号量s的 p操作记为 p(s)。p(s)是一个不可分割的原语 操作，即取信号灯值减1，若相减结果为负，则调用p(s)的进程 被阻，并插入到该信号量的等待队列中，否则可以继续执行
操作系统第六章答案
操作系统第六章答案第六章⽂件管理1、何谓数据项、记录和⽂件P203 P204答：数据项：数据项是最低级的数据组织形式，是数据组中可以命名的最⼩逻辑数据单位，若⼲个基本数据项组成的。
记录：记录是⼀组相关数据项的集合，⽤于描述⼀个对象在某⽅⾯的属性。
⽂件：⽂件是指由创建者所定义的、具有⽂件名的⼀组相关元素的集合，可分为有结构⽂件和⽆结构⽂件两种。
在有结构的⽂件中，⽂件由若⼲个相关记录组成；⽽⽆结构⽂件则被看成是⼀个字符流。
⽂件在⽂件系统中是⼀个最⼤的数据单位，它描述了⼀个对象集。
2、⽂件系统的模型可分为三层，试说明其每⼀层所包含的基本内容。
P206图答：1、对象及其属性：⽂件、⽬录、硬盘（磁带）存储空间；2、对对象操纵和管理的软件集合：⽂件管理系统的核⼼部分；3、⽂件系统的接⼝：命令接⼝、程序接⼝；3、试说明⽤户可以对⽂件施加的主要操作有哪些。
P207答：1、最基本的⽂件操作：创建⽂件、删除⽂件、读⽂件、写⽂件、截断⽂件、设置⽂件的读/写位置；2、⽂件的“打开”和“关闭”操作；3、其它⽂件操作；4、何谓逻辑⽂件何谓物理⽂件P208答：逻辑⽂件：这是从⽤户观点出发所观察到的⽂件组织形式，是⽤户可以直接处理的数据及其结构，它独⽴于⽂件的物理特性，⼜称为⽂件组织。
物理结构：⼜称为⽂件的存储结构，是指⽂件在外存上的存储组织形式。
这不仅与存储介质的存储性能有关，⽽且与所采⽤的外存分配⽅式有关。
5、如何提⾼对变长记录顺序⽂件的检索速度P210答：对于变长记录的顺序⽂件，在顺序读或写时的情况相似，但应分别为它们设置读或写指针，在每次读或写完⼀个记录后，须将读或写指针加上Li。
Li 是刚读或刚写完的记录的长度。
6、试说明对索引⽂件和索引顺序⽂件的检索⽅法。
P211 P212答：在对索引⽂件进⾏检索时，⾸先是根据⽤户（程序）提供的关键字，并利⽤折半查找法去检索索引表，从中找到相应的事项；再利⽤该表项中给出的指向记录的指针值，去访问所需的记录。
操作系统第6章
45
第六章
输入输出系统
(3) 驱动程序与I/O设备所采用的I/O控制方式紧密相关，
常用的I/O控制方式是中断驱动和DMA方式。 (4) 由于驱动程序与硬件紧密相关，因而其中的一部分 必须用汇编语言书写。目前有很多驱动程序的基本部分已经 固化在ROM中。
2. 通道类型
1) 字节多路通道(Byte Multiplexor Channel) 这是一种按字节交叉方式工作的通道。它通常都含有许 多非分配型子通道，其数量可从几十到数百个，每一个子通 道连接一台I/O设备，并控制该设备的I/O操作。这些子通道
按时间片轮转方式共享主通道。
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第六章
输入输出系统
数组选择通道虽有很高的传输速率，但它却每次只允许 一个设备传输数据。数组多路通道是将数组选择通道传输速 率高和字节多路通道能使各子通道(设备)分时并行操作的优 点相结合而形成的一种新通道。
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第六章
输入输出系统
3. “瓶颈”问题
由于通道价格昂贵，致使机器中所设置的通道数量势必 较少，这往往又使它成了I/O的瓶颈，进而造成整个系统吞 吐量的下降。
令中的抽象要求转换为与设备相关的低层操作序列。
(2) 检查用户I/O请求的合法性，了解I/O设备的工作状态， 传递与I/O设备操作有关的参数，设置设备的工作方式。 (3) 发出I/O命令，如果设备空闲，便立即启动I/O设备， 完成指定的I/O操作；如果设备忙碌，则将请求者的请求块挂 在设备队列上等待。 (4) 及时响应由设备控制器发来的中断请求，并根据其中 断类型，调用相应的中断处理程序进行处理。
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第六章
输入输出系统
2. 设备驱动程序的特点
设备驱动程序属于低级的系统例程，它与一般的应用程 序及系统程序之间有下述明显差异：
操作系统第6章 文件管理(文件目录与目录文件)
2015/11/7
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内容提纲
一 文件目录管理
二 文件共享与文件保护1/7
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一 文件目录管理
一 文件目录管理
【一】目录管理的基本功能
1.实现“按名存取”，目录管理中最基本的功能之一是通过提供的 访问文件名，便客快速准确地找到指定外存上的文件存储位置。 2.快速检索文件目录。通过合理地组织目录结构的方法，可加快对 目录的检索速度，从而提高对文件的存取速度。这是在设计一个 大、中型文件系统时所追求的主要目标。 3.实现文件共享。在多用户系统中，通过保留在外存中的副本，供 不同用户使用，以节省大量的存储空间，提高文件利用率。 4. 文件重名。系统允许在不同级别的目录中，命名相同的文件名。
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一 文件目录管理
【八】多级目录
●对于大型文件系统，通常采用三级或三级以上的目录结构，以提高对目 录的检索速度和文件系统的性能。多级目录结构又称为树型目录结构， 主目录称为根目录，把数据文件称为树叶，其它的目录均作为树的结 点。图2中，方框代表目录文件，圆圈代表数据文件。在该树型目录结 构中，主(根)目录中有三个用户的总目录项A、B和C。在B项所指出的B 用户的总目录 B中，又包括三个分目录 F、E和D，其中每个分目录中又 包含多个文件。如B目录中的 F分目录中，包含 J和N两个文件。为了提 高文件系统的灵活性，应允许在一个目录文件中的目录项既是作为目 录文件的 FCB，又是数据文件的 FCB，这一信息可用目录项中的一位来 指示。例如，在图3中，用户 A的总目录中，目录项 A是目录文件的 FCB， 而目录项B和D则是数据文件的FCB。
2. 优点：易于理解实现和维护；
3. 问题：划分要考虑到如果分层太少，连接与访问简 单，但每层内容复杂；分层太多，形成的参数太 多，传递速度慢。 4. Madnick 把文件系统画分为8层，如下图1所示
操作系统-第六章 文件系统习题(有答案)
第六章文件系统一.单项选择题1．操作系统对文件实行统一管理，最基本的是为用户提供( )功能。
A．按名存取 B．文件共享 C．文件保护 D．提高文件的存取速度2．按文件用途分类，编译程序是( )。
A．系统文件 B．库文件 C．用户文件 D．档案文件3．( )是指将信息加工形成具有保留价值的文件。
A．库文件 B．档案文件 C．系统文件 D．临时文件4．把一个文件保存在多个卷上称为( )。
A．单文件卷 B．多文件卷 C．多卷文件 D．多卷多文件5．采取哪种文件存取方式，主要取决于( )。
A．用户的使用要求 B．存储介质的特性C．用户的使用要求和存储介质的特性 D．文件的逻辑结构6．文件系统的按名存取主要是通过( )实现的。
A．存储空间管理 B．目录管理 C．文件安全性管理 D．文件读写管理7．文件管理实际上是对( )的管理。
A．主存空间 B．辅助存储空间 C．逻辑地址空间 D．物理地址空间8．如果文件系统中有两个文件重名，不应采用( )结构。
A．一级目录 B．二级目录 C．树形目录 D．一级目录和二级目录9．树形目录中的主文件目录称为( )。
A．父目录 B．子目录 C．根目录 D．用户文件目录10．绝对路径是从( )开始跟随的一条指向制定文件的路径。
A．用户文件目录 B．根目录 C．当前目录 D．父目录11．逻辑文件可分为流式文件和( )两类。
A．索引文件 B．链接文件 C．记录式文件 D．只读文件12．由一串信息组成，文件内信息不再划分可独立的单位，这是指( )。
A．流式文件 B．记录式文件 C．连续文件 D．串联文件13．记录式文件内可以独立存取的最小单位是由( )组成的。
A．字 B．字节 C．数据项 D．物理块14．在随机存储方式中，用户以( )为单位对文件进行存取和检索。
A．字符串 B．数据项 C．字节 D．逻辑记录15．数据库文件的逻辑结构形式是( )。
A．链接文件 B．流式文件 C．记录式文件 D．只读文件16．文件的逻辑记录的大小是( )。
操作系统原理-第六章文件系统知识点及习题
存储容量分为非格式化容量和格式化容量。一般格式化容量是非格式化容量的 80% 格式化分为：高级格式化（仅删除数据），低级格式化。 高级格式化，清除硬盘上的数据、生成引导区信息、初始化 FAT 表、标注逻辑坏
外存上存放的信息安全可靠，防止来自硬件的故障和来自他人的侵权。 可以方便地共享，动态伸缩，拆卸携带，了解存取请款共和使用情况等。 以最小代价完成上述任务。
（4 ）文件定义及文件系统的工作界面
文件系统提供了：文件子系统，目录，文件，文件内字节，这 4 个层次上的操作。 文件是操作系统提供的，是用户观点中期内容具有连续顺序关系的最大外存逻辑数据空间。
3、文件系统用户界面 （1）文件级界面：文件属性和文件操作
每个文件都拥有文件名。操作系统为每个文件名与该文件在外存中存放位置建立对应 关系。在多用户环境下，操作系统还需为每个文件建立和维护文件主和访问权限等信息。
文件属性信息包括文件名，文件主，访问权限以及文件类型，文件长度等。这些信息不 属于文件本身的内容，但是用户需要由操作系统来保存这些属性。并提供查询这些属性的操 作。
道等 低级格式化，就是将空白的磁盘划分出柱面和磁道，再将磁道划分为若干个扇区，
每个扇区又划分出标识部分 ID、间隔区 GAP 和数据区 DATA 等。硬盘的低级格式 化是高级格式化之前的一件工作，目前所有硬盘厂商在产品出厂前，已经对硬盘进 行了低格化的处理，因此我们新购买的硬盘在装系统时只需要进行高级格化的过程， 来初始化 FAT 表，进行分区操作。硬盘的低级格式化过程是一种损耗性操作，对 硬盘的使用寿命会产生一定的负面作用。
通过增加磁盘数，及每个磁盘都正反两面都涂以磁性材料，来增加容量。 所有盘面中处于同一磁道号上的所有磁道组成一个柱面。读写同一个柱面的数据，不需 要移动磁头，故通常将同一文件内容分配在同一柱面上，以节省访盘时间。 对主机提供的接口是：“读/写，磁盘地址（设备号，柱面号，磁面号，扇区号），内存 地址”。 当接收到一个访盘请求时，由以下三个步骤： 寻道，磁头移动到指定磁道（寻道时间） 等待扇区从磁头下经过（延迟时间） 数据在磁盘与内存间传送（传送时间） 访盘时间=寻道时间+延迟时间+大胆地
操作系统第六章+系统总线
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主编 薛胜军教授
计算机组成原理
第六章 系统总线
2．接口的基本概念 广义地讲，“接口”是指中央处理器（CPU）和内存、外 围设备、或两种外围设备、或两种机器设备之间通过总线进 行连接的逻辑部件。接口部件在它所连接的两部件之间起着 “转换器”的作用，以便实现彼此之间的信息传送。
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发送部件 并- 串 变换 位时间 传送 脉冲
传送数据 0000101
接收部件 串- 并 变换
第六章 系统总线
T1 低位 1
T2 0
T3 1
T4 0
T5 0
T6 0
T7 0
T8 高位 0
(a)
高位 1 0 1 0 1 1 0 0
发送 邮件
接收 邮件
低位
(b)
发送部件 高8位 低8位 接收部件 高8位 低8位
系统总线
内存总线 CPU 内存
IOP (通道) I/O 总线
I/O 接口
„
I/O 接口
图6.4
三总线结构
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第六章 系统总线
由上述可知，在DMA方式中，外设与存储器间直接 交换数据而不经过CPU，从而减轻CPU对数据输入/输出 的控制，而“通道”方式进一步提高了CPU的效率。通道 实际上是一台具有特殊功能的处理器，又称为IOP（I/O处 理器），它分担了一部分CPU的功能，以实现对外设的统 一管理及外设与内存之间的数据传送。显然，由于增加了 IOP，整个系统的效率将大大提高，然而这是以增加更多 的硬件代价换来的。三总线系统通常用于中、大型计算机 中。
《操作系统》第6章 死锁
(3) 当进程申请资源，而资源当前又无剩余时，进 程必须等待。在一些操作系统中，进程申请失 败后便自动阻塞。当资源可用时，再把进程唤 醒。另一些OS则是在进程申请失败后，给出
一个错误码，因此是由进程本身决定等待时间，
然后重新申请。
例：三个进程A、B、C，三类资源R、S、T A进程，请求R，请求S，释放R，释放S； B进程，请求S，请求T，释放S，释放T； C进程，请求T，请求R，释放T，释放R；
P 空 2 Q 空 4 S 1 buffer 3 R 满 满
三、死锁的定义及性质 从以上的例 2 中，不难看出，所谓死锁是指进程 处于等待状态，且等待事件永远不会发生。 造成死锁的原因：(a) P、V操作死锁 例2 (b) 推进顺序不当 例1 (c) 因资源不足而争夺资源 死锁 例1、2 (d) 协同进程本身设计中的 错误(无论按什么次序运 行总免不了死锁) 例3
进程S：Receive (Q.4); 接收Q从4号buffer送来的信息 Receive (R.3); 接收R从3号buffer送来的信息 answer (R); 回答R 进程Q：Receive (P.2); 接收P从2号buffer送来的信息 Send (S.4); 通过4号buffer向S发信息 这四个进程启动后将进入死 锁状态：P要收到R的回答 后才向Q发送信息；R回答P 之前要等待S的回答；S要收 到Q送来信息后才回答R； 而Q需收到P送来的信息后 才向S发送信息，所以都无 法再运行。
占有 输入设备 等待
A
等待 输出设备
B
占有
乙进程 的进展 Y
占用 输入机
共同进展路径1
禁区
占用打印机
危险区
占用输入机
占用打印机
X 甲进程 的进展
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1、产生死锁的四个条件是什么？
互斥、占有且等待、不可抢占、循环等待
2、死锁避免、检测和预防之间的区别是什么？
死锁避免通过限制进程启动或资源分配，预防通过运用某种策略来消除产生死锁的四个条件之一，来保证不让死锁状态出现；而检测允许死锁出现，定期检测死锁的存在并从死锁中恢复出来。
3、说明：
6个进程:P0…P5
4种资源:A（15）、B （6）、C （9）、D （10）
T0时刻状态如图所示
问题：
（1）验证可用资源向量的正确性。
（2）计算需求矩阵。
（3）指出一个安全的进程序列来证明当前状态的安全性。
同时指出每个进程结束时可用资源向量的变化情况。
（4）假设P5请求资源（3，2，3,3），该请求应该被允许吗？请说明理由。
4、如下的代码涉及3个进程竞争6种资源（A~F）。
a. 使用资源分配图来指出这种实现中可能存在的死锁。
b. 改变某些请求的顺序来预防死锁。
注意不能夸函数移动请求，只能在函数内部调整请求的顺序。
使用资源分配图来证明你的答案。
5、考虑一个有4个进程和1种资源的系统。
当前的资源请求和分配矩阵如下：C=(3 2 9 7), A=(1 1 3 2)
最少需要多少单位的资源才能保证当前的状态是安全的？。