第四章 设备管理 第五章 文件管理
第五章 文件管理
本章学习要点
【1】掌握操作系统文件管理的相关概念
【2】掌握文件的逻辑结构、物理结构和存取方法 【3】理解文件目录及目录结构 【4】掌握磁盘调度算法
【5】理解外存空间的管理方法
本章学习难点
【1】UNIX系统的成组链接法
118.判断改错题（正确的打√，错误的打×并改正。）
119.文件的存取方法仅依赖于文件的物理结构，而与存放文件的存储特性无关。
（ ）
120.文件系统中每个文件的系统标识符可以有多个。( ) 121.数据库文件是一种无结构的字符流式文件。（ ）
122.采取顺序文件结构，连续存取一批相邻的记录时，存取速度很慢。（ ） 123.多级目录结构中，重名问题得到了解决，同一目录中文件或目录重名是允许的。
（ ）
124.通过对用户分类和限定各类用户对目录和文件的访问权限来保护系统中目录
和文件的安全，这种文件安全管理方式指的是系统级安全管理。（ ） 125.索引文件是一种对文件存储进行连续分配的方式，文件系统为每个文件另建一
张指示逻辑记录和物理块之间的对应关系的表，即索引表，文件本身和索引表组成的文件即是索引文件。（ ）
126.编译程序是用户用以编译程序的应用工具，因此，它是用户文件。（ ） 127.索引表的建立会占用额外的存储空间和访问时间。（ ）
128.填空题
129.链接文件可以分布在存储设备中各个存储部位，它可以解决存储器的
问题，有利于文件扩充。
130.确定磁盘上一个块所在的位置必须给出三个参数： 、
和 。
131.对索引文件的存取首先查找 ，然后根据 的地址存取相应
的物理块。
132.文件的逻辑结构分为 和 两种。 133.UNIX和DOS操作系统都把设备作为一种 ， 向它 操作完成输出
功能。
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第四章 设备管理 第五章 文件管理
134.简答题
135.文件系统主要解决哪些问题？
136.简述文件的概念和特征。 答：
137.简述文件目录的概念及其在文件系统中的作用。 答：
138.磁盘访问时间由哪几部分组成？试说明各组成部分的含义。
139.本章复习题
a) 简述文件的逻辑结构与文件的物理结构的概念。 b) 简述文件的三大基本特征。 c) 试解释位示图的概念。
d) 外存管理的主要功能是什么？
e) 若某磁盘共有200个柱面，其编号为0~199，假使已完成第68号柱面的访问请
求，正在访问96号柱面的请求者服务，还有若干个请求者在等待服务，依次要访问的柱面号为：175，52，157，36，159，106，108，72
f) 分别用先来先服务调度算法、电梯调度算法来确定实际服务的次序。 g) 分别计算两种算法的移动臂移动的距离。 h) 一磁盘文件卷的总容量为512块（每块512字节），块号从0#~511#。假定0#~7#，
500#~511#用于初始引导程序。按UNIX操作系统中的成组链接法，100块一组，
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第四章 设备管理
将余下的块分组，写出各组的块号范围及块数，并说明此方法的优点。
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附录一 自测题
i) 第1章 操作系统概论
(1) 试说明什么是操作系统，它具有什么特征？其最基本特征是什么？
操作系统就是一组管理与控制计算机软硬件资源并对各项任务进行合理化调度，且附加了各种便于用户操作的工具的软件层次。
现代操作系统都具有并发、共享、虚拟和异步特性，其中并发性是操作系统的最基本特征，也是最重要的特征，其它三个特性均基于并发性而存在。
(2) 设计现代操作系统的主要目标是什么？
现代操作系统的设计目标是有效性、方便性、开放性、可扩展性等特性。其中有效性指的是OS应能有效地提高系统资源利用率和系统吞吐量。方便性指的是配置了OS后的计算机应该更容易使用。这两个性质是操作系统最重要的设计目标。开放性指的是OS应遵循世界标准规范，如开放系统互连OSI国际标准。可扩展性指的是OS应提供良好的系统结构，使得新设备、新功能和新模块能方便地加载到当前系统中，同时也要提供修改老模块的可。
(3) 试说明客户机/服务器结构的操作系统为什么获得广泛应用。
客户机/服务器结构的操作系统具有不同于传统集中式OS的一系列独特优点，使得其在网络时代大为流行。主要原因有以下几点：
140. 该系统的数据可以进行分布式处理和存储。客户机本身均具有一定的处理能
力，部分数据处理和存储工作可由本地客户机完成，减少了服务器机的任务量。 141. 对于重要数据，可以将其放在受到严密保护的服务器所在的局域网内集中管
理，以便保证数据安全。
142. C/S结构有较好的灵活性和可扩充性，客户机/服务器机类型可选范围很大。 143. 易于修改用户程序。对客户机的修改和增删很方便，甚至可以由用户自行进行。
(4) 处理机管理有哪些主要功能？请简要描述。
处理机的管理功能主要体现在创建、撤销进程，并按照一定的算法为其分配所需资源，同时还要管理和控制各用户的多个进程协调运行，确保各个进程可以正确的通信。在多道程序OS中，这些管理功能最终通过对进程的控制和管理来实现，而在具有线程机制的OS中，这些功能的实现还依赖于对线程的管理和控制。 (5) 存储器管理有哪些主要功能？请简要描述。
操作系统所管理的存储器包括内存、外存等，因此存储器管理的主要任务就是将各种存储器件统一管理，保证多道程序的良好运行环境，同时还要兼顾内存利用率、逻辑上扩充内存的需求以及用户的感受，提供优良的控制、存取功能，为用户提供操控存储器的手段。
为实现上述要求，存储器管理应具有内存分配、内存回收、内存保护、地址映射和虚拟内存等功能。
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附录一 自测题
(6) 文件管理有哪些主要功能？请简要描述。
其主要功能就是管理外存上的静态文件，提供存取、共享和保护文件的手段，以方便用户使用，同时禁止无权限用户对他人资源的误访问或有权限用户对资源的误操作。文件管理机制还要能有效管理外存空闲区域，根据文件的大小为其分配和回收空闲区。为了满足用户对响应时间的要求，文件管理机制还应实现目录管理，以便快速地定位文件。文件管理机制能有效保护文件安全，提高资源利用率，为用户提供快速检索和使用文件的手段，是OS不可或缺的组成部分。
(7) 设备管理有哪些主要功能？请简要描述。
设备管理的主要作用是使用统一的方式控制、管理和访问种类繁多的外围设备。设备管理功能主要体现在：接收、分析和处理用户提出的I/O请求，为用户分配所需I/O设备，同时还要做到尽量提高CPU和I/O设备利用率、I/O处理效率，为用户提供操控I/O设备的便捷界面和手段。根据设备管理模块的功能要求，可以将其功能分为设备分配、缓冲管理、设备处理、虚拟设备等。
(8) 操作系统具有哪些接口？这些接口的作用是什么？
操作系统为用户提供的接口有图形接口、命令接口和程序接口几种形式。
操作系统包括三种类型的用户接口：命令接口（具体又可分为联机命令接口与脱机命令接口）、程序接口及图形化用户接口。其中，命令接口和图形化用户接口支持用户直接通过终端来使用计算机系统，而程序接口则提供给用户在编制程序时使用。
a) 第2章 进程管理
(1) 什么是进程？为什么要在操作系统中引入进程？
进程是可并发执行且具有独立功能的程序在一个数据集合上的运行过程，它是操作系统进行资源分配和调度的基本单位。“进程”概念是人们为了使程序能够并发执行，并且能对并发的程序加以描述和控制而引入的。
(2) 试从并发性、独立性、动态性上比较程序和进程的不同。
144. 并发性是进程的重要特征，同时也是OS 的重要特征。引入进程的目的正是
为了使其程序能和其它进程的程序并发执行，而程序是不能并发执行的。 145. 独立性是指进程实体是一个能独立运行的基本单位，同时也是系统中独立获
得资源和独立调度的基本单位。而对于未建立任何进程的程序，都不能作为一个独立的单位参加运行。
146. 动态性是进程最基本的特性，可表现为由创建而产生，由调度而执行，因得
不到资源而暂停执行，以及由撤销而消亡，因而进程有一定的生命期；而程序只是一组有序指令的集合，是静态实体。
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