(四)计算题
1．现有三名学生s1，s2和s3上机实习，程序和数据都存放在同一磁盘上。若三人编写的程序分别为P1，P2和P3，要求这三个学生用自编的程序调用同一个数据文件A进行运算。请问
1)若文件A作为共享文件，系统应采用何种目录结构?画出示意图。(2)若这三位学生
不约而同地把自己的程序名都起为P，利用(1)答案中的目录结构能否满足要求?(3)针对(2)
的要求，简要说明系统如何为每个学生索取他们的程序和数据?
2．假设磁带的记录密度为1600bPi(字节／英寸)，每个逻辑记录长为200字节，块与块之间的间隔为0.5英寸，请回答下列问题：(1)不采用成组操作时，磁带空间的利用率是多少?(2)采用块因子为6作成组操作时，磁带空间的利用率为百分之几?(3)为了使磁带空间的利用率大于80％，采用记录成组时其块因子至少为多少?
3．假设一个磁盘组共有l00个柱面，每键面有8个磁道，每个盘面被分成4个扇区。若逻辑记录的大小与扇区大小一致，柱面、磁道、扇区的编号均从“0”开始，现用字长为16位的200个字(第0字～第199字)组成位示图来指示磁盘空间的使用情况。请问： (1)文件系统发现位示图中第15字第7位为0而准备分配给某一记录时，该记录会存放到磁盘的哪一块上?此块的物理位置(柱面号，磁头号和扇区号)如何? (2)删除文件时要归还存储空间，第56柱面第6磁道第3扇区的块就变成了空闲块，此时，位示图中第几字第几位应由1改为0?
4．现有一文件FILE _x，其逻辑记录的大小为125字节，共有20个逻辑记录，文件系统把这个文件存储到磁盘上时采用链接结构，磁盘的分块大小为5l2个字节，请问： (1)采用什么方法可有效地利用磁盘空间? (2)画出文件FILE _x在磁盘上的链接结构示意图(磁盘块号自定)。 (3)若用户要求读包含第1285字节的逻辑记录，文件系统将如何工作?
第五章 文件管理 练习题参考答案 (一)单项选择题
1．A 2．A 3．B 4 C 5．C 6．B 7．B 8．A 9．C l0．B 11．C 12．A 13．C 14．D 15．C 16．D 17．A 18．A l 9．A 20．B 21.A 22．D 23.B 24．A 25．C 26．C 27 B 28 C 29 D 30.D 31．B 32．B 33 B 34.D 35 B (二)填空题
1．信息 2．检索，共享 3．按文件名 4．信息集合 5．存储介质 6．块(或物理记录) 7．顺序存取，随机存取 8．顺序存取，顺序存取，随机存取 9．文件的安全可靠 10．逻辑结构(或逻辑文件) 11．逻辑文件，物理文件 12．搜索 13．不同 14．主文件目录，用户文件目录 15路径名(或绝对路径名) 16．相对路径名 l 7．流式文件，记录式文件 18流式文件 l9．逻辑记录 20．文件信息，文件尾标 21．链接结构，索引结构 22．顺序文件(或连续文件) 23．随机存取 24．链接 25．顺序存取，随机存取 26．索引表 27．顺序存取，随机存取 28．索引表，指针 29．记录的成组,块因子 30. 最大逻辑记录长度, 块因子 31. 利用率,工作效率 32. 记录的分解 33．分配磁盘存储空间，收回 34位示图，磁盘块 35．首块号，块数 36．单块连接，成组连接 37．指针 38．打开文件，写文件，删除文件 39．已开文件表 40．建立者，打开者 41．除名，收回 42．关闭文件 43．关闭文件 44．同步控制 45．不允许 46．建立副本，定时转储 47．使用权限 48．可读和可执行 49．保护，保密 50．隐蔽文件目录，设置口令，使用密码 (三)简答题
1．文件是逻辑上具有完整意义的信息集合。
2．用户不必考虑文件存储在哪里，怎样组织输入输出等工作，只要提供文件名，操作系统通过去查找目录，就能对文件进行存取。
3．按用途分类，文件主要能分成系统文件、库文件和用户文件。
4．卷是存储介质的物理单位。如一盘磁带、一张软盘片、一个硬盘组都可称为一个卷。块是存储介质上连续信息所组成的一个区域，它是存储设备与主存储器之间进行信息交流的物理单位。 5．存取方式可分两类:顺序存取和随机存取。顺序存取是指对文件中的信息按顺序进行读写；随机存取是指按任意次序读写文件中的信息。采取哪一种存取方式与用户的使用要求和存储介质的特性有关。如源程序总是按顺序布取，数据库文件常用随机存取；磁带上的文件适合于顺序存取；磁盘中的文件既可顺序存取，也可以随机存取。
6．文件系统主要由以下五部分组成：(1)目录管理。利用目录结构检索文件，并能保证文件的安全。(2)文件的组织。文件组织分两类：逻祖结构和物理结构，前者是从用户使用的角度织织文件，后者是存储介质上的文件构造方式。当用户请求读写文件时，文件系统必须实现文件逻辑结构与物理结构之间的转换。(3)文件存储空间的管理。主要是对磁盘空闲区的管理，执行分配和回收工作。(4)文件操作，为用户提供文件操作功能。主要有建立文件、打开文件、读文件、写文件、关闭文件和删除文件等。(5)文件共享、保护和保密。对共亭文件进行同步控制，防止文件被破坏，被剽窃。
7．文件目录由若干目录项组成，每个目录项一般应包含以下内容
1)有文件存取控制的
信息，如用户名、文件名、文件类型和文件属性。(2)有关文件结构的信息，如文件的逻辑结构、物理结构、记录个数、文件在存储介质的份量等。(3)有关文件管理的信息，如建立日期、文件被修改的日期、文件保留期限和记账信息等。
8．如果多个用户要共享某个文件，只要让各个用户文件目录中的某个目录项指向同一个文件存放地址。对共享文件，各个用户可以定义相同的文件名，或不同的文件名。
9．绝对路径名是指从根目录开始跟随着的一条指向文件的路径；相对路径名是指从当前目录出发到指定文件的路径。文件系统用绝对路径名和相对路径名都能找到指定的某个文件，但使用相对路径可以减少查找文件所花费的时间。
10．树形目录结构的优点有：解决了重名问题，有利于文件的分类；提高检索文件的速度；能进行存取权限的控制。
11．文件的逻辑结构有两种形式，流式文件和记录式文件。流式文件是指用户对文件内的信息不再划分可独立的单位，整个文件由依次的一串信息组成；记录式文件是由若干个逻辑记录组成。用户对文件内的信息按逻辑上独立的含义再划分的信息单位称为逻辑记录。 12．记录式文件在磁盘上常用的组织形式有：顺序结构、链接结构和索引结构。 13把若干个逻辑记录合并成一组存入一块的工作称记录的成组。从一组逻辑记录中把一个逻辑记录分离出来的操作称为记录的分解。采用这种技术有额外的开销，即要设立主缓冲区，操作系统还要增加成组分解的操作功能。
14．文件系统主要提供以下六种操作功能；建立文件、打开文件、读文件、写文件、关闭文件和删除文件。用户可以用访管指令使用这些功能。 15．打开文件和建立文件实际上起着用户申请对文件使用权的作用。经文件系统验证符合使用权时才允许用户使用文件，并适当地为用户做好使用文件前的准备。关闭文件操作的作用是让用户向系统归还文件的使用权。
16．用户在显式使用文件时．必须道循以下规定：读文件时要依次调用打开文件、读文件和关闭文件操作；写文件时要依次调用建立文件、写文件和关闭文件操作。而在隐式调用时，允许用户可直接调用读文件或写文件．不必调用打开文件、建立文件和关闭文件操作，这些操作由文件系统自动完成。
17．当多个用户同时使用某个共享文件时，常用三种规则实现共享文件的同步控制：(1)允
许多个用户同时打开共享文件，执行读操作；(2)不允许读者和写者同时使用共享文件；(3)不允许多个写者同时对共享文件执行写操作。
18．文件保护是防止文件被破坏，文件的保密是防止不经拥有者授权而窃取文件。文件保护根据引起文件被破坏的原因----系统故障或非法使用共享文件----而采用不同的措施。前者采用建立副本和定时转储等方法；后者则采用树形目录结构、存取控制表和文件使用权限。文件保密措施主要有隐蔽文件目录、设置口令和使用密码． (四)计算题
l.(1)系统采用二级目录结构就能满足需要，其示意图为下图。 文件目录
(2)利用上图的二级目录结构能满足此要求,只要在用户目录中把Pl、P2、P3都改为P，但这些P都是指向各自不同的程序。
(3)存取程序和数据时，文件系统会先搜索主文件目录，找到该学生的用户目录，然后在用户目录中查找指定的文件。比如对学生S1．由路径／S1／P找到的文件是他的程序文件。因为它与／S2／P不会指向同一个文件，不会冲突。而/S1／A和／s2／A是同一个文件，所以学生S1能取到所需的数据。当然这里A文件可以由三个学生同时打开，一起执行读操作。 2．(1)间隔＝l600×0.5＝800(字节)； 200/(200+800)＝20％；所以不采用成组操作时磁带空间的利用率为20％、 (2)(200×6)/(200×6+800)=60％；所以采用成组操作时磁带空间的利用率为60％。
(3)设块因子为x，则200x/(200X+800)＞0.8； 250X＞200X+800； 50X＞800；X＞16；所以块因子至少为17。 3．(1)块号＝15×字长+7＝15×16+7＝247； 柱面号＝［块号／每柱面扇区数］＝[247／(8×4)]＝7； 磁头号＝[(块号mod每柱面扇区数)／每盘面扇区数]＝［(247 mod 32)／4]＝5； 扇区号＝(块号mod每柱面扇区数)mod每盘面扇区数＝(247 mod 32) mod 4＝3；所以该记录会存放在第247块上，即在第7个柱面，第5磁头,第3个扇区上。
(2)块号＝柱面号×每柱面扇区数＋磁头号×每盘面扇区数+扇区号＝56×(8×4)＋6×4+3＝1819 ； 字号＝[块号／字长]＝[1819／16]＝113； 位号＝块号mod字长＝1819 mod 16=11；所以位示图中第113字第11位应由1变成０。
4．(1)采用记录成组的方法能有效地利用磁盘空间，这里拟选用块因子为4。
(2)采用块因子为4，进行记录成组时，将占5个磁盘块．不妨设这5个磁盘块依次为6、2、9、l 5、18。文件FILE—x在磁盘上的链接结构示意图见下图。 文件目录
文件名 始址 末址 ＦＩＬＥ－Ｘ ６ １８
块 号 6 2 9 15 18 链接指针 2 9 15 18 -1 (3)第一步，由[1285／(125×4)]＝2可知包含1285字节的逻辑记录在链接结构的第三个块上，即块9中，为此文件系统把块9读入主存缓冲区。第二步，由1285 MOD (125×4)＝285 且
125×2＜285＜125×3；所以可知文件系统从主存缓冲区中取出第3个记录传输给用户。
第六章 设备管理 练习题
(一)单项选得题
1．磁盘机属于( )。 A字符设备 B．存储型设备 c．输入输出型设备 D．虚拟设备 2．对存储型设备，输入输出操作的信息是以( )为单位传输的。 A．位 B．字节 C．字 D．块
3．对输入输出设备，输入输出操作的信息传输单位为( )。 A．位 B．字符 C字 D．块 4．在用户程序中通常用( )提出使用设备的要求。A．设备类、相对号 B．设备的绝对号 c．物理设备名 D．虚拟设备名
5.使用户编制的程序与实际使用的物理设备无关是由( )功能实现的。A.设备分配 B.设备驱动 c.虚拟设备 D.设备独立性
6．启动磁盘执行—次输入输出操作时，( )是硬件设计时就固定的。 A寻找时间 B．延长时间 c．传送时间 D．一次I／O操作的总时间
7 ( )调度算法总是从等待访问者中挑选时间最短的那个请求先执行。A．先来先服务 B．最短寻找时间优先 c．电梯 D单向扫描
8．通道是一种( )。 A． I／O设备 B．设备控制器c．I／O处理机 D．I／O控制器
9．操作系统设置( )，用来记录计算机系统所配置的独占设备类型、台数和分配情况 A．设备分配表 B．设备类表 c设备表 D．设备控制表
10．设备的独立性是指( )。 A．设备具有独立执行I／O功能的一种特性 B．用户程序使用的设备与实际使用哪台设备无关的一种特性 c能独立实现设备共享的一种特性 D．设备驱动程序独立于具体使用的物理设备的一种特性 11．( )总是从移动臂当前位置开始沿着臂的移动方向去选择离当前移动臂最近的那个柱面的访问者，若沿臂的移动方向无请求访问时，就改变臂的移动方向再选择。 A．先来先服务调度算法 B．最短寻找时间优先调度算法 c．电梯调度算法 D．单向扫描调度算法 12．( )是用来存放通道程序首地址的主存固定单元。A．Psw(程序状态字) B．CcW(通道命令) c．CAw(通道地址字) D．CSW(通道状态字)
13．中央处理器执行用户提出的“请求启动外设”的要求时，会产生一个( )。 A．程序性中断事件 B．外部中断事件 c．输入输出中断事件 D．自愿性中断事件
14通道在发现csw中有控制器结束、设备结束、通道结束、设备故障或设备特殊情况时，会发出( )。A．硬件故障中断 B外部中断 c．输入输出中断 D．自愿性中断
15．虚拟设备是指( )。A允许用户使用比系统中具有的物理设备更多的设备 B．允许用户以标准化方式来使用物理设备 c．把共享设备模拟独占设备 D．允许用户程序不必全部装入主存便可使用系统中的设备
16．SPOOL技术的主要目的是( )。A.提高cPu和设备交换信息的速度 B．提高独占设备的利用率 c．减轻用户的编程负担 D．提供主、辅存接口 (二)填空题
1．操作系统中对外围设备的启动和控制工作由______完成。 2．计算机的外围设备可分______和______两大类。 3______能使大量的信息存放到相应的存储介质上，能作为主存储器的扩充。 4．______能把外界的信息输入到计算机系统，或把计算结果输出。 5．主存储器与外围设备之间的信息传送操作称为______。 6．对存储型设备，输入输出的信息传输单位为______；对输入输出型设备，输入输出操作的信息传输单位为______。 7．只能让一个
作业独占使用的设备称为______。 8．可以让几个作业同时使用的设备称为______。 9．用共享设备来模拟独占设备的工作．把独占设备改造成可共享的，这种模拟的独占设备称为______。 10．计算机系统为每台设备确定一个编号，以便区分和识别，这个确定的编号成为设备的______。 11设备的______是用户在程序中定义的设备编号。 12．对磁带机、输入机以及打印机等只适合独占使用的设备，总是采用______分配策略。 13．作业申请独占设备时，指定设备的方式有两种，指定设备的______，另指定设备的______ 、______。 14 ______是指用户编制程序时使用的设备与实际使用哪台设备无关的特性 15.操作系统用______记录计算机系统所配置的独占设备类型、台数和分配情况等。 16．设备分配表由______和______两部分组成。 17．要确定磁盘上一个块所在的位置必须给出三个参数：______ 、______和______ 18．磁盘输入输出时，______是磁头在移动臂带动下移动到指定柱面所花的时间；______是指定扇区旋转到磁头下所需的时间。它们与信息在______有关。 19．执行一次磁头输入输出时，______是由磁头进行读写完成信息传送的时间，它是______时就固定的。 20．为了减少移动臂进行移动所花费的时间，每个文件的信息不是按盘面上的______顺序存放满一个盘面后，再放到另一个盘面上，而是按______存放。 21．磁盘驱动调度由______和______两部分组成。 22常用的移臂调度算法有______、最短寻找时间优先算法、______和______ 23．移臂调度的目的是尽可能地减少输入输出操作中的______。 24．______调度算法总是从等待访问者中挑选寻找时间最短的那个请求先执行，而不管访问者到来的先后次序。 25．移臂调度算法中除了先来先服务调度算法外，其余三种调度算法都是根据欲访问者的______来进行调度的。 26．当移动臂定位后，根据______来决定执行次序的调度称为旋转调度。 27．如果若干磁盘的等待访问者请求同一磁道上的不同的扇区，______总是让首先到达读写磁头位置下的扇区先进行传送操作。 28．对于一个能预知处理要求的信息采用______可以提高系统的效率。 29．由设备管理复杂的启动外设工作既能______，又能防止用户错误地使用外设而影响系统的可靠性。 30．主存储器与外围设备之间传送信息的输入输出操作由______完成。 31．由于通道能______完成输入输出操作，它也可称为______。 32．操作系统用由计算机硬件提供的一组______来规定通道执行一次输入输出应做的工作。 33．每一条通道命令规定了设备的一种操作，一般都由命令码、______、______及标志码等四部分组成。 34．通道命令中的命令码有三类：______、通道命令转移类和______。 35______是用来存放通道程序首地址的主存固定单元。 36______中汇集了通道在执行通道程序时通道和设备执行操作的情况。 37．操作系统启动和控制外围设备完成输入输出操作的过程可分成三个阶段：准备阶段、______和______。 38．不考虑设备具体特征的处理方法称______、采用这种技术使I／O操作的处理既简单又不易出错。 39．I／O中断是使cPu和通道协调工作的一种手段，通道借助I／O中断______，CPU根据I／O中断事件了解______的执行情况。 40．I／O中断事件是由于______的执行或其他的外界原因而引起的。 41．当通道发现有______或设备特殊情况时就形成______的I／O中断事件。 42．实现虚拟设备必须要有一定的硬件和软件条件为基础，特别是硬件必须配置大容量的______，要有中断装置和______，具有______。 43．实现虚拟设备必须在磁盘上划出称为“井”的专用存储空间，______中存放作业的初始信息，______中存放作业的执行结果。 44．斯普林(SPOOL)是指______ 的意思。操作系统用它实现______的功能。 45．斯普林(SPOOL)系统由预输入系统程序、______和______组成。 46______ 的任务是把作业流中的每个作业的初始信息传送到输入井保存以备作业执行时使用。 47．当作业请求从输入机上读文件信息时，就把任务转交给______，从输入井读出信息供用户使用。 48．当作业请求从打印机输出结果时，就把任务转交给______，把产生的结果保存到输出井中。 49______负责查看输出井中是否有待输出的结果信息，若有，则启动打印机把作业的结果文件打印输出。 50．SPOOL系统设置一张______，用来登记输入井的各个作业的作业名、