计算机操作系统第6章
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; }
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。
《计算机操作系统教程(第三版)》 第6章 文件管理
2 . 路径名 在多级目录结构中，从根目录到末端的数据文件之间只有一条 唯一的路径。我们就可以用路径名惟一的表示一个文件。路径名有 绝对路径名和相对路径名两种表达形式。 绝对路径名，又称为全路径名，是指从根目录到达所要查找文 件的路径名。 相对路径名。在多级目录结构中，如果每次都从根目录开始检 索，会耗费大量的查找时间。为解决此问题，系统引入了当前目录 （又称为工作目录）。用户在一定时间内，可指定某一级的一个目 录作为当前目录（或称工作目录、值班目录），而后用户想访问某 一文件时，便不用给出文件的整个路径名，也不用从根目录开始查 找，只需给出从当前目录到查找的文件间的路径名即可，从而减少 查找路径。
6.1.2 文件的分类、属性及文件系统 的功能
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6.1.1 文件与文件系统的概念
1．文件的定义 文件是具有标识符（文件名）的一组相关信息的 集合。标识符是用来标识文件的。不同的系统对 标识符的规定有所不同。文件的确切定义有两种 说法： （1）文件是具有标识符的相关字符流的集合。 （2）文件是具有标识符的相关记录的集合。
3 . 索引分配
在索引分配策略中，系统为每个文件分配一个索 引块，索引块中存放索引表，索引表中的每个表 项对应分配给文件的一个物理块。
4 . i节点
最后一个磁盘分配策略是给每个文件赋予一张称 为i-节点(索引节点)的小型表，其中列出了文件 属性和各块在磁盘上的地址，实例如图6.13所示。
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索引节点编号 索引节点状态 连接指针 访问计数
逻辑设备名
返回本节
6.4.2 单级目录结构
文件名 C 文件的物理 位置 日期 时间 其他信 息
bsc
Wps …… 图6.8 单级目录结构
返回本节
操作系统第6章
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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)
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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
[计算机导论(第3版)][朱战立等] 第6章 操作系统
![[计算机导论(第3版)][朱战立等] 第6章 操作系统](https://img.taocdn.com/s3/m/efba801c0622192e453610661ed9ad51f01d54b9.png)
■ 首先，程序设计人员将事先编写好的程序和数据表 示成穿好孔的一卷纸带，再通过某种装置把纸带上 的程序和数据转输入到磁带上。
■ 然后，在划分给自己的时间内，程序设计人员先将 磁带插入和计算机主机连接的磁带机，然后在主机 上运行该程序得到输出结果。
第
■ 脱机处理方式如图6-1所示。
6
页
图6-1 脱机处理方式
起来，计算机及时接收用户从终端发来的服务请求，
并根据用户的请求做出及时处理和回答。
■ 目前广泛应用的飞机票购票系统，股票买卖系统， 情报检索系统，信用卡记账取款系统等，都属于实 时信息处理系统的例子。
■ 在20世纪70年代初期出现了实时系统。
■ 实时系统，特别是实时控制系统，要求计算机系统具有 及时性和可靠性。
页 控制等一系列的操作体验。其主屏幕通过提供类似仪表
盘的体验来显示新的电子邮件、短信、未接来电、日历
约会等，让人们对重要信息保持时刻更新。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
6.1.2 Windows操作系统的发展历史
Windows操作系统是一套适合于微机环境的系统软件， 负责计算机中的软、硬件资源进行统一管理，提供良 好的人机交互界面。
4
页
■ 用光照射纸带，若纸带某位置上透光表示符号
1，若纸带某位置上不透光表示符号0。
■ 卡片机的工作原理类同。
■ 联机处理方式
■ 程序设计人员将事先编写好的程序和运行程序所需 的数据表示成穿好孔的一卷纸带。
■ 在划分给自己的时间内，程序设计人员先启动纸带 机，把表示在纸带上的程序和数据输入到计算机内 存，然后运行程序得到输出结果。
■ 由于输入/输出设备的速度相对于CPU的速度慢很多，而
计算机在输入/输出数据时CPU是空闲的，为解决这一问
计算机操作系统题目第6章题目
试题序号：硬通道是一种（）。
A.I/O端口B.数据通道C.I/O专用处理机D.软件工具答案是：C■试题序号：操作系统中采用缓冲技术的目的是为了增强系统（）的能力。
A.串行操作B. 控制操作C.重执操作D.并行操作答案是：D■试题序号：操作系统采用缓冲技术，能够减少对CPU的（）次数，从而提高资源的利用率。
A.中断B. 访问C. 控制D. 依赖答案是：A■试题序号：缓冲技术用于（）。
A、提高主机和设备交换信息的速度B、提供主、辅存接口C、提高设备利用率D、扩充相对地址空间答案是：A■试题序号：SPOOLing技术用于（）。
A.外设概念B.虚拟设备概念C.磁带概念D.存储概念答案是：B■试题序号：采用SPOOLing技术的目的是（）。
A.提高独占设备的利用率B.提高主机效率C.减轻用户编程负担D.提高程序的运行速度答案是：A■试题序号：在操作系统中，用户在使用I/O设备时，通常采用（）。
A.物理设备名B.逻辑设备名C.虚拟设备名D.设备牌号答案是：B■试题序号：利用虚拟设备达到输入输出要求的技术是（）。
A. 利用外存作为缓冲，将作业与外存交换信息和外存与物理设备交换信息两者独立起来，并使它们并行工作的过程。
B. 把I/O要求交给多个物理设备分散完成的过程C. 把I/O信息先放在外存，然后由一台物理设备分批完成I/O要求的过程D. 把共享设备改为某作业的独占设备，集中完成I/O要求的过程答案是：A■试题序号：使用户所编制的程序与实际使用的物理设备无关，这是由设备管理的（）功能实现的。
A．设备独立性B．设备分配C．缓冲管理D．虚拟设备答案是：A■试题序号：SPOOLing技术可以实现设备的（）分配。
A．独占B．共享C．虚拟D．物理答案是：C■试题序号：缓冲区的设置可分为单缓冲、双缓冲、多缓冲、（）等。
A.缓冲池B．设备分配C．缓冲管理D．虚拟设备答案是：A■试题序号：( ) 设备即不能共享的设备，一段时间只能由一个作业独占。
操作系统第6章习题带答案
第六章一、问答题1、什么是文件的逻辑结构？什么是文件的物理结构？2、为了能够查找到文件的位置，在采用连续文件、链接文件和索引文件时，在目录中需要登记哪些内容？3、磁盘容错技术可以分为哪三级？4、目前最广泛采用的目录结构是哪种？它有什么优点？5、文件在磁盘上存放的形式有几种？它们与存取方法有何关系？物理结构顺序结构链接结构索引结构直接文件存取方法顺序顺序（显式\隐式）顺序顺序随机（显式）随机随机按键6、简述以下移臂调度算法的思想：先来先服务调度算法、最短查找时间优先算法、电梯调度算法。
7、简述文件控制块中包含的内容。
8、假设多个用户共享一个文件目录系统，用户甲要用文件A、B、C、E，用户乙要用文件A、D、E、F。
已知用户甲的文件A与用户乙的文件A实际上不是同一个文件；用户甲的文件C与用户乙的文件F实际上是同一个文件；甲、乙两用户的文件E是同一个文件。
试问你是否可以拟定一种文件目录组织方案，使得甲、乙两用户既能共享文件而又不造成混乱？资料个人收集整理，勿做商业用途答：采用多级目录结构，文件目录分解为基本目录和符号目录，只要在不同文件符号目录中使用相同文件内部标识符，甲、乙两用户既能共享文件而又不造成混乱。
资料个人收集整理，勿做商业用途画图并简要说明二、计算题1、假定盘块的大小为1KB，硬盘的大小为10GB，采用显示链接分配方式时，请问文件分配表只是占用多大空间? 资料个人收集整理，勿做商业用途磁盘块数：10GB/1KB=10M表达10M盘块，FAT每项至少需要24位，即3个字节所以文件分配表至少占用3B*10M=30M2、系统中磁头停留在磁道号为70的磁道上，这时先后有4个进程提出了磁盘访问请求，要访问磁盘的磁道号按申请到达的先后顺序依次为：45，68，28，90。
移动臂的运动方向：沿磁道号递减的方向移动。
若分别采用FCFS磁盘调度算法、SSTF算法，SCAN算法时，所需寻道长度分别为多少（走过多少柱面）？0号磁道是最里面还是最外面的一个磁道？资料个人收集整理，勿做商业用途提示：FCFS磁盘调度算法：70->45->68->28->90SSTF算法：70->68->90->45->28SCAN算法：70->68->->45->28->903、某系统采用UNIX操作系统的专用块内容为：空闲块数3，然后依次登记的空闲块号为77,89,60，问此时若一个文件A需要5个盘块，系统进行分配后有个文件B被删除，它占用的盘块块号为100,101,109,500，则回收这些盘块后专用块的内容是什么？写出整个分析过程。
计算机操作系统(第三版)汤小丹第6章
注意：1)“本章要点”部分，用红字标注的不是期末考试出题范围。
2)“习题部分”用蓝字标注的是重点习题，期末考试50%的题目是这些习题的原题。
红字标注的习题期末考试不考，仅供考研的同学参考。
3）大部分习题答案只给出要点，同学们可以自行适当补充，但一定要简明扼要。
4）如“本章要点”部分用红字标注的非考试内容，在“习题”部分有相关的重点习题，则对该部分内容只需做该习题即可。
------------------------------------------------------------第六章文件管理要点6.1 文件和文件系统根据P206 图6-2概略叙述文件系统模型。
结合Windows 举例说明文件的命令接口和程序接口。
P207文件“打开”和“关闭”的原因。
6.2 文件的逻辑结构了解有结构文件（记录式文件）的特点：顺序文件、索引文件、索引顺序文件。
需要说明的是，这一小节主要讲的是记录式文件，但OS 更常使用的是无结构的流式文件，记录式文件反而少用。
结合实际说明你常用到的记录式文件有那些，流式文件有那些。
6.3 文件的物理结构这是本章最重要的一小节，考研有可能出大题的地方。
要熟悉掌握连续、链节、索引分配的优缺点，了解Windows 的FAT和NTFS。
6.4 目录管理知道什么是FCB，FCB主要数据项有那些。
知道单级目录、两级目录、多级目录（教材讲的目录结构主要针对多用户OS）6.5 文件存储空间管理考研的同学要全读。
6.6 文件的共享与保护阅读教材并上网查询“SFT 容错”和“服务器集群”的概念和应用。
其他内容考研的同学也没必要看。
6.7 数据一致性控制考研的同学也没必要看。
本章习题1．何谓数据项、记录和文件？答：【P203-204 6.1.1】1)数据项可分为基本数据项和组合数据项。
基本数据项是用于描述一个对象某种属性的字符集，是数据组织中可以命名的最小逻辑数据单位，又称为原子数据、数据元素或字段，其具有数据名、数据类型及数据值三个特性。
《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
第6章 操作系统Windows 10
任务设计
1. 添加、隐藏桌面图标 2. 桌面背景个性化 3. 任务栏个性化 （1）调整任务栏位置 （2）调整任务栏大小 （3）设置任务栏中的跳转列表
① 将记事本程序锁定到任务栏 ② 显示记事本历史记录 （4）设置时间格式
功能 屏幕键盘 放大镜 CMD命令提示符 屏幕“讲述人”
任务设计
1. 打开“运行”对话框 打开“开始”菜单，在“所有应用”的“Windows系统”中单击“运行”命令， 或按快捷键“Win+R”，打开“运行”对话框。 2. “运行”程序 “运行”程序有以下三种方法。 ① 在“打开”一栏中直接键入程序名。 ② 计算机会记录运行过的程序。 ③ 如果清楚程序的具体路径，还可以通过“浏览”找到程序所在位置。
6.2 窗口的基本操作
6.2 窗口的基本操作
窗口是Windows 10最基本的用户界面，所有的应用程序都是以窗口的形式出现 的。启动一个应用程序，该应用程序窗口就会出现在桌面上。所有窗口的组成基 本相同，且在运行时都始终在桌面显示。
任务描述
认识Windows 10窗口及掌握窗口的基本操作，为完成后面的任务打下基础。
任务分析
Windows 10窗口可以分为文件资源窗口、应用程序窗口和设置窗口；窗口的 操作主要包括移动、排列、缩放以及切换等。
1. 窗口类型
窗口可以分三两种：文件资源窗口；应用程序窗口；设置窗口。
2. 应用程序窗口的组成
① 控制按钮；② 标题栏；③ 菜单栏；④ 滚动条；⑤ “最小化”、“最大化/ 向下还原”和“关闭”按钮；⑥ 状态栏；⑦ 工作区；⑧ 边框。
计算机操作系统第六章ch6
DOS磁盘访问操作流程
磁盘参数表
文件名
磁盘目录表 FDT 磁盘基数表 扇区物理 操作
文件位置分配 表FAT
磁盘扇区 定位
文件管理
٭例子： ▪ 1.对于1.2MB软盘，盘块大小为1KB，每个FAT表项占12 位，在每个FAT中共？个表项，共?k空间. ▪ 2.若盘块大小为1KB，每个FAT表项占32位，则磁盘最 大存储容量是多少？ ▪ 3.FAT32的单个文件最大长度是多少？
索引分配（索引文件）
٭一、单级索引
▪ 链接分配问题： – 不能高效直接存取； – FAT需占较大的内存。 ▪ 概念：为每个文件分配一个索引块 ▪ 特点： – （1）文件较大时有利。文件较小时浪费外存空间 （还需为小文件建索引块） – （2）当文件较大时，索引块太多，查找速度减慢 » 解决：当索引太大时，则需建立多级索引
▪ 文件目录表中有start块号， 每块中有下一块号。 ▪ 特点：只适合于顺序访问， 对随机访问效率低，可靠性 差。 ▪ 簇：包含多个块的单位，当 以它为单位分配并链接，可 减少访问时间，但增大了内 部碎片
0 4 8 12 16 1 20 24 28 1 10 5 2 6 3 7 file jeep
– （1）逻辑文件系统：受命write(record of 文件，buf) －>write(逻 辑号，buf) – （2）基本I/O管理：write(逻辑号， buf) – （3）基本文件系统：向driver发令，(buf 具体物理盘块号) – （4）I/O控制层：driver
▪ 3.文件系统接口
– 命令接口 – 程序接口
▪ 有效地提高了检索速度
键 An Qi Bao Rong Chen Lin 逻辑地址 姓名 An Qi An Kang 其它属性
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计算机操作系统第4-6章测试题班级：
学号：
姓名：
一、选择题（每小题2分，共30分）1、文件系统采用两级索引分配方式，如果每个盘块大小为1KB，每个盘块号占4个字节，则在该系统中，文件的最大长度能达到（）。
A．256MB B．128MB C．64MB D．8MB 2、采用段式存储管理时，一个程序如何分段是由（）决定的。
A．分配主存时B．编程人员C．系统D．程序执行时3、在存储管理中，对外存文件区的管理应以（）为主要目标。
A．提高系统吞吐量 B．提高换入换出速度 C．降低存储费用D．提高存储空间的利用率4、在操作系统中，当用户进程提出I/O请求时，系统在实际执行时，是通过使用（）来为用户进程分配该设备的。
A．物理设备名B．逻辑设备名C．虚拟设备名D．设备序列号5、下面关于虚拟设备正确的叙述是（）。
A．虚拟设备是指允许用户使用比系统中拥有的物理设备更多的设备 B．虚拟设备是指允许用户以标准化方式来使用物理设备 C．虚拟设备是指把一个物理设备变换成多个对应的逻辑设备D．虚拟设备是指允许用户程序不必全部装入内存就可以使用系统中的设备 6、在关于SPOOLing系统的叙述中，以下（）描述是不正确的。
A．SPOOLing系统使独占设备变成共享设备 B．SPOOLing系统加快了程序执行的速度 C．SPOOLing系统中不需要独占设备D．SPOOLing利用了处理机与通道并行工作的能力7、某文件占 10 个磁盘块，现要把该文件磁盘块逐个读入主存缓冲区，并送用户区进行分析，假设一个缓冲区与一个磁盘块大小相同，把一个磁盘块读入缓冲区的时间为100us，将缓冲区的数据传送到用户区的时间是50us，CPU对一块数据进行分析的时间为50us。
在单缓冲区和双缓冲区结构下，读入并分析完该文件的时间分别是：A．1500us、1000us B．1550us、1100us C．1550us、1550us D．2000us、2000us 8、某基于动态分区存储管理的计算机，其主存容量为55MB（某时刻连续的空闲空间），采用最佳适应算法，分配和释放的顺序为：分配15MB，分配30MB，释放15MB，分配8MB，分配6MB，此时主存中最大空闲分区的大小是（）。
A．7 MB B．8MB C．9MB D．11MB 第2页，共4页9、某计算机采用二级页表的分页存储管理方式，按字节编制，页大小为210 字节，页表项大小为2字节，逻辑地址结构
为
页目编号页号页内偏移量逻辑地址空间大小为216页，则表示整个逻辑地址空间的页目录表中包含表项的个数至少是（）。
A．64 B．128 C．256 D．512 10、设置当前工作目录的主要目的是（）。
A．加快文件的检索速度 B．节省内容空间 C．节省外存空间D．加快文件的读写速度11、磁盘和磁带是两种存储介质，这两种介质中数据存取的特点是（）。
A．二者都是顺序存取 B．二者都是随机存取 C．磁盘是顺序存取的，磁带是随机存取的 D．磁盘是随机存取的，磁带是顺序存取的。
12、文件系统是（）。
A．文件的集合 B．文件及文件管理软件的集合 C．文件目录的集合D．实现文件管理的一组软件13、下列文件结构中，不便于文件内容增删的是（）。
A．连续文件B．链接文件C．索引文件D．Hash文件14、可以实现虚拟存储器的方案是（）。
A．固定分区方式 B．可变分区方式 C．纯分页方式 D．请求分页方式 15、在现代操作系统中采用缓冲技术的主要目的是（）。
A．提高CPU和设备之间的并行程度 B．提高CPU的处理速度 C．改善用户编程环境D．实现设备独立性二、填空题（共10个空，每空2分，共20分）1、虚拟设备是指操作系统利用某种I/O技术，将某个
设备改造为多个用户可以同时共享的设备。
2、在文件系统中，假设一个文件的FCB为64B，盘块大小为1KB，若一个目录文件中共有640个
FCB，则平均查找到一个文件需要访问磁盘次；如果引入索引结点后，目录文件中一个目录项仅占16B
，则平均查找到一个文件需要访问磁盘次。
3、内存中引入对换技术获得好处是以牺牲
为代价的。
4、文件的符号名与物理地址之间的转换时通过
来实现的。
5、对任何一个文件，都存在着两种形式的结构，即
结构和结构。
6、在请求分页系统中，采用
置换算法可能会出现Belady异常现象。
7、操作系统中对I/O设备的启动和控制操作是由
程序完成的。
8、为了实现而在操作系统中引入了逻辑设备和物理设备这两个概念，使得应用程序独立于具体使用的物理设备。
三、简答题（共2小题，每题5分，共10分）1、（5分）什么是DMA I/O控制方式，它和中断驱动I/O控制方式的主要区别是什么？
第3页，共4页2、（5分）在采用段式存储管理的系统中，根据表1所示的段表，计算下列各逻辑地址所对应的物理地址：（0,430）、（4,112）。
（简述地址转换过程，转换后的物理地址用十进制表
示。
）
四、综合题（共4小题，共40分）1、（12分）某计算机存储器按字节编址，虚拟（逻辑）地址空间大小为16MB，主存（物理）地址空间大小为1MB，页面大小为4KB；Cache 采用直接映射方式，共8 行；主存与Cache 之间交换的块大小为32B。
系统运行到某一时刻时，页表的部分内容和Cache的部分内容分别如题44-a图、题44-b图所示，图中页框号及标记字段的内容为十六进制形式。
请回答下列问题。
（1）虚拟地址共有几位，哪几位表示虚页号？物理地址共有几位，哪几位表示页框号（物理页号）？（2）使用物理地址访问Cache 时，物理地址应划分成哪几个字段？要求说明每个字段的位数及在物理地址中的位置。
（3）虚拟地址001C60H 所在的页面是否在主存中？若在主存中，则该虚拟地址对应的物理地址是什么？访问该地址时是否Cache 命中？要求说明理由。
段号基地址段长 0 256 600 1 2 3 4 2300 112 1326 1952 128 100 580 96
第4页，共4页2、（10 分）考虑进程某时间段内的页面访问串：1、2、3、4、2、1、5、6、2、1、2、3、7、6、3、2、1、2、3、6，假定给该进程分配的物理块分别为3个和5个。
试问若应用下面的页面置换算法，分别会出现多少次缺页中断，比较所得的结果，分析原因。
注意：所给定的物理块初始都为空，因此，首次访问页面时就会发生缺页中断。
（1）LRU置换算法；（2）FIFO置换算法。
3、（10 分）有一计算机系统利用下图所示的位示图（行号、列号都从0开始编号）来管理空闲盘块。
如果盘块从1开始编号，每个盘块的大小为1KB。
（1）现要为某文件分配两个盘块，试具体说明分配过程。
（2）若要释放磁盘的第200块，应如何处
理？
4、（8 分）若干个等待访问磁盘的进程依次要访问的柱面为0、44、40、4、1
5、80、12、76，假设每移动一个柱面需要3ms时间，移动磁头当前位于40号柱面，请按下列算法分别计算为完成上述各次访问总共花费的寻道时间。
（1）最短寻道时间优先调度算法；（2）扫描算法（初始时磁头沿着柱面号增加的方向移动）。