操作系统Chapter8复习

1、第一章第一章OSOS概述概述n计算机系统的组成？计算机系统的组成？n操作系统的定义？操作系统的定义？n操作系统的功能？操作系统的功能？n操作系统的并发性，并行性？操作系统的并发性，并行性？(区别区别)第二章处理器管理第二章处理器管理n进程的同步进程的同步n进程的概念进程的概念n进程的特征进程的特征n进程的三种基本状态进程的三种基本状态n进程状态之间的转换进程状态之间的转换进程的三个基本的转换如下图所示，图中进程的三个基本的转换如下图所示，图中1，2，3，4分别代表某种类型状分别代表某种类型状态变迁，请分别回答态变迁，请分别回答(1)什么事件引起各状态之间的变迁？什么事件引起各状态之间的变迁？(

2、2)系统中常常由系统中常常由于某一进程的状态变迁引起另一进程也产生状态变迁，试判断变迁于某一进程的状态变迁引起另一进程也产生状态变迁，试判断变迁3-1,2-1,3-2,4-1,3-4,如果有的话，将发生什么因果变迁？如果有的话，将发生什么因果变迁？运行运行就绪就绪阻塞阻塞n临界资源的概念临界资源的概念n进程同步机制锁进程同步机制锁n进程同步机制信号量进程同步机制信号量n信号量的操作信号量的操作 （1）P操作：记为操作：记为P（S），描述为：），描述为： P（S） S=S-1； if （S0） W（S）；）； （2）V操作：记为操作：记为V（S），描述为：），描述为： V（S） S=S+1； i

3、f （S=0） R（S）；）； n几个周转时间几个周转时间 周转时间周转时间 平均周转时间平均周转时间 带权周转时间带权周转时间 平均带权周转时间平均带权周转时间n几个常用的进程调度算法几个常用的进程调度算法 先来先服务调度算法先来先服务调度算法 短进程优先调度算法短进程优先调度算法 最短剩余时间优先调度算法最短剩余时间优先调度算法 时间片轮转调度算法时间片轮转调度算法 优先权调度算法优先权调度算法 响应比高者优先调度算法响应比高者优先调度算法进程进程服务时间服务时间t进入时间进入时间开始时间开始时间完成时间完成时间周转时间周转时间带权周转时带权周转时间间J12.00h8.00J20.5h8.

4、5J30.1h9.0J40.2h9.5如下表所示如下表所示,进程按响应比高者优先调度算法，其执行顺序为？进程按响应比高者优先调度算法，其执行顺序为？响应比响应比=（W等等+T服）服）/T服服=1+W等等/T服服8.0010.002.001.0010.0010.601.111.0010.1010.102.14.210.6010.801.36.5n死锁的概念死锁的概念n产生死锁的必要条件产生死锁的必要条件试简化下列资源分配图，并利用死锁定理给出相应的结论试简化下列资源分配图，并利用死锁定理给出相应的结论P1P20 00 0 0P1P2P30 0 00 00R1R2R1R2R3R4第三章存储器管理第

5、三章存储器管理n单用户连续存储管理方式单用户连续存储管理方式n固定分区存储管理方式固定分区存储管理方式n可变分区存储管理方式可变分区存储管理方式n固定分区中常用的分配算法固定分区中常用的分配算法 (1)最先适应分配算法最先适应分配算法(FF): (2)最优适应分配算法最优适应分配算法(BF): (3)最坏适应分配算法最坏适应分配算法(WF):练习：练习：现有两个空闲区，后备作业队列中有个作业现有两个空闲区，后备作业队列中有个作业(Job1,Job2,Job3)，它们的大小如下图所示，分析采用可变分区分配，它们的大小如下图所示，分析采用可变分区分配策略管理内存时的碎片情况本题中作业的请求次序是策

6、略管理内存时的碎片情况本题中作业的请求次序是Job1-Job2-Job3.要求结合要求结合FF,BF,WF3种算法来分析种算法来分析.空闲区空闲区大小大小A110KBB60KB作业作业大小大小Job120KBJob280KBJob350KB空闲区空闲区后备作业后备作业分析：分析：(1)采用采用WF算法算法 Job1占用空闲区占用空闲区A中中20KB(A剩下剩下90KB) Job2占用空闲区占用空闲区A中中80KB(A剩下剩下10KB) Job3占用空闲区占用空闲区B中中50KB(B剩下剩下10KB)碎片碎片:10KB+10KB=20KB,且个作业都得到满足且个作业都得到满足 (2)采用采用BF

7、算法算法 Job1占用空闲区占用空闲区B中中20KB(B剩下剩下40KB) Job2占用空闲区占用空闲区A中中80KB(A剩下剩下30KB) Job3的需求得不到满足的需求得不到满足碎片碎片:40KB+30KB=70KB,且且Job3没有分配内存空间没有分配内存空间 (3)采用采用FF算法算法 若若A的起始地址低于的起始地址低于B的起始地址，则同的起始地址，则同WF算法算法 若若A的起始地址高于的起始地址高于B的起始地址，则同的起始地址，则同BF算法算法n分页式存储管理分页式存储管理 地址转换地址转换 由逻辑地址计算页号和页内地址的方法为：由逻辑地址计算页号和页内地址的方法为： 页号页号=逻辑

8、地址逻辑地址/页长页长 页内地址页内地址=逻辑地址逻辑地址mod页长页长 由块号计算物理地址的方法为：由块号计算物理地址的方法为： 物理地址物理地址=块号块号*块长块长+块内地址块内地址+用户区基址用户区基址n分段式存储管理方式分段式存储管理方式 地址转换地址转换 逻辑地址逻辑地址:由段号和段内地址两部分组成由段号和段内地址两部分组成 物理地址物理地址:段始址段始址+段内地址段内地址一个由一个由4个页面个页面(页号为页号为03),每页有每页有1024个字节组成的程序，把它装个字节组成的程序，把它装入一个由入一个由8个物理块个物理块(块号为块号为07)组成的存储器中，装入情况如下表所组成的存储器

9、中，装入情况如下表所示给出下面的逻辑地址，请按页表计算出对应的绝对地址示给出下面的逻辑地址，请按页表计算出对应的绝对地址(1)0,100(2)1,179(3)2,785(4)3,1000逻辑页号逻辑页号主存块号主存块号03152632逻辑页号与物理块号对应表逻辑页号与物理块号对应表分析：分页存储管理系统中，当进程要访问某个逻辑地址中的数据时，分页地址变换分析：分页存储管理系统中，当进程要访问某个逻辑地址中的数据时，分页地址变换机构自动地将逻辑地址分为页号和页内偏移两部分，再以页号为索引去检索页表在机构自动地将逻辑地址分为页号和页内偏移两部分，再以页号为索引去检索页表在检索之前，先将页号页表长度

10、进行比较，如果页号超过了页表长度，则表示本次所访检索之前，先将页号页表长度进行比较，如果页号超过了页表长度，则表示本次所访问的地址已超越进程的地址空间，系统产生地址越界中断如果页访问合法，则由页问的地址已超越进程的地址空间，系统产生地址越界中断如果页访问合法，则由页表始址和页号计算出相应页表项的位置，从中得到该页表的物理块号，加上页内偏移表始址和页号计算出相应页表项的位置，从中得到该页表的物理块号，加上页内偏移地址即是绝对地址地址即是绝对地址所以，逻辑地址为所以，逻辑地址为(0,100)对应的物理地址为对应的物理地址为:3072+100=3172逻辑地址为逻辑地址为(1,179)对应的物理地址

11、为对应的物理地址为:5120+179=5299 逻辑地址为逻辑地址为(2,785)对应的物理地址为对应的物理地址为:6144+785=6929 逻辑地址为逻辑地址为(3,1000)对应的物理地址为对应的物理地址为:2048+1000=3048某系统采用分段存储管理，一作业由段组成给出如下表所示的某系统采用分段存储管理，一作业由段组成给出如下表所示的段表给出下面逻辑地址，根据上面的段表计算出对应的绝对地段表给出下面逻辑地址，根据上面的段表计算出对应的绝对地址址(1)0,43(2)1,10(3)2,90(4)3,400(5)4,60段号段号基地址基地址长度长度段号与基地址对应表段号与基地址对应表分

12、析：在分段存储管理系统中，为了实现从逻辑地址到物理地址的转换，系分析：在分段存储管理系统中，为了实现从逻辑地址到物理地址的转换，系统将逻辑地址中的段号与段表长度进行比较，若段号超过了段表长度，则表统将逻辑地址中的段号与段表长度进行比较，若段号超过了段表长度，则表示段号太大，于是产生越界中断信号；若未越界，则根据段表基址和段号计示段号太大，于是产生越界中断信号；若未越界，则根据段表基址和段号计算出该段对应段表项的位置，从中读出该段在内存的起始地址，然后，再检算出该段对应段表项的位置，从中读出该段在内存的起始地址，然后，再检查段内地址是否超过该段的段长若超过，则同样发出越界中断信号；若未查段内地址

13、是否超过该段的段长若超过，则同样发出越界中断信号；若未越界，则将该段的起始地址与段内偏移地址相加，从而得到了要访问的物理越界，则将该段的起始地址与段内偏移地址相加，从而得到了要访问的物理地址地址(1)(0,43):129+43=172(2)(1,10):2300+10=2310(3)(2,90):90+90=180(4)(3,400):1327+400=1727(5)(4,60):1952+60=2012第四章设备管理第四章设备管理n通道的概念通道的概念n输入输出系统的四种控制方式输入输出系统的四种控制方式n中断的概念中断的概念n磁盘驱动调度算法磁盘驱动调度算法先来先服务调度算法先来先服务调度

14、算法最短寻道时间优先算法最短寻道时间优先算法电梯调度算法电梯调度算法例题：若磁头的当前位置在例题：若磁头的当前位置在100磁道上，磁头正向磁道号增加的方向移磁道上，磁头正向磁道号增加的方向移动现有一磁盘读写请求队列动现有一磁盘读写请求队列:23、376、205、132、19、61、190、398、29、4、18、40.若采用先来先服务、最短寻道时间优先和电梯调度若采用先来先服务、最短寻道时间优先和电梯调度算法，试计算平均寻道长度各为多少？算法，试计算平均寻道长度各为多少？解解:(1)先来先服务算法访问磁道的顺序和移动的磁道数如下表所示：先来先服务算法访问磁道的顺序和移动的磁道数如下表所示：下一

15、磁道下一磁道233762051321961移动道数移动道数=100-23=77=376-23=353=376-205=1717311342下一磁道下一磁道1903982941840移动道数移动道数129208369251422磁头移动磁道总数为磁头移动磁道总数为:77+353+171+73+113+42+129+208+369+25+14+22=1596平均磁道数为：平均磁道数为：1596/12=133.(2)最短寻道时间优先算法访问磁道的顺序和移动的磁道数如下表所示：最短寻道时间优先算法访问磁道的顺序和移动的磁道数如下表所示：下一磁道下一磁道132190205614029移动道数移动道数=1

16、32-100=32190-132=58=205-190=151442111下一磁道下一磁道2319184376398移动道数移动道数6411437222磁头移动磁道总数为磁头移动磁道总数为:32+58+15+144+21+11+6+4+1+14+372+22=700平均磁道数为：平均磁道数为：700/12=58.3.(3)电梯调度算法访问磁道的顺序和移动的磁道数如下表所示：电梯调度算法访问磁道的顺序和移动的磁道数如下表所示：下一磁道下一磁道13219020537639861移动道数移动道数32581517122337下一磁道下一磁道40292319184移动道数移动道数211164114磁头移

17、动磁道总数为磁头移动磁道总数为:32+58+15+171+22+337+21+11+6+4+1+14=692平均磁道数为：平均磁道数为：692/12=57.7.第五章文件管理第五章文件管理n什么是文件的逻辑结构？逻辑文件的两种格式？什么是文件的逻辑结构？逻辑文件的两种格式？n什么是文件的物理结构？物理结构的形式？什么是文件的物理结构？物理结构的形式？n文件的绝对路径，相对路径文件的绝对路径，相对路径 结结束束了了！ 记录记录n记录是一组相关数据项的集合，用于描述数据对象某方面的属性，记录是一组相关数据项的集合，用于描述数据对象某方面的属性，是一个具有特殊意义的用户程序与文件系统交换信息的单位。

18、是一个具有特殊意义的用户程序与文件系统交换信息的单位。n记录中的数据被划分为若干个数据项或字段，每个数据项反映记记录中的数据被划分为若干个数据项或字段，每个数据项反映记录数据的一个属性。录数据的一个属性。n关键字：为了能唯一地标识一个记录，可以在记录的各个数据项关键字：为了能唯一地标识一个记录，可以在记录的各个数据项中，确定出一个或几个数据项，把它们称为关键字。中，确定出一个或几个数据项，把它们称为关键字。职工号职工号姓名姓名性别性别出生日出生日期期职称职称基本工基本工资资公积金公积金7310张晓军张晓军男男1973.10工程师工程师16121206603马良马良男男1966.03高工高工22

19、091608012红霞红霞女女1980.12助工助工1121105人事表人事表数据项数据项n数据项是指描述一个对象的某种属性的字符集，它是数据处理的数据项是指描述一个对象的某种属性的字符集，它是数据处理的最小单位。最小单位。n它可以分为它可以分为n基本数据项：是用于描述一个对象的某种属性的字符集，是基本数据项：是用于描述一个对象的某种属性的字符集，是数据组织中可以命名的最小逻辑数据单位，即原子数据，又数据组织中可以命名的最小逻辑数据单位，即原子数据，又称为数据元素或字段。称为数据元素或字段。 n组合数据项：由若干个基本数据项组成，简称组项。组合数据项：由若干个基本数据项组成，简称组项。n数据项

20、的数据项的“型型”与与“值值” 文件类型文件类型n（1）按文件用途可分为系统文件、用户文件和库文件）按文件用途可分为系统文件、用户文件和库文件 n系统文件：包括操作系统内核，系统应用程序，是系统运行必不可少的文系统文件：包括操作系统内核，系统应用程序，是系统运行必不可少的文 件。件。n用户文件：用户的源程序，可执行文件和一些资料文档等。用户文件：用户的源程序，可执行文件和一些资料文档等。n库文件：库文件由标准子程序和常用的例程等构成的文件。库文件：库文件由标准子程序和常用的例程等构成的文件。 n（2）按文件中的数据形式分类）按文件中的数据形式分类 n源文件：由源程序和数据构成的文件。源文件：由

21、源程序和数据构成的文件。n目标文件：源程序经过相应的计算机语言编译程序编译后，但尚未经过链目标文件：源程序经过相应的计算机语言编译程序编译后，但尚未经过链 接程序链接的目标代码形成的文件。接程序链接的目标代码形成的文件。n可执行文件：目标代码再由链接程序链接后所形成的文件。可执行文件：目标代码再由链接程序链接后所形成的文件。n（3）按文件的存取控制属性分类）按文件的存取控制属性分类 n只执行文件只执行文件n只读文件只读文件n读写文件读写文件 n（4）按文件的逻辑结构分类）按文件的逻辑结构分类 n流式文件：文件由字符流形成，文件内部的信息不再划分单位。流式文件：文件由字符流形成，文件内部的信息不

22、再划分单位。n记录式文件记录式文件 ：用户文件被分为若干记录单位，存取文件以记录为单：用户文件被分为若干记录单位，存取文件以记录为单 位进行。位进行。n（5）按文件的物理结构分类）按文件的物理结构分类 n顺序文件：将一个在逻辑上连续的文件信息依次存放在外存连续的物顺序文件：将一个在逻辑上连续的文件信息依次存放在外存连续的物 理块中。理块中。n链接文件：将文件存放在外存的若干个物理块中，这些物理块不必连链接文件：将文件存放在外存的若干个物理块中，这些物理块不必连 续，并且在每一个物理块中设一个指针，指向下一个物理续，并且在每一个物理块中设一个指针，指向下一个物理 块的位置，从而使得存放同一个文件

23、的物理块链接起来。块的位置，从而使得存放同一个文件的物理块链接起来。n索引文件：将文件存放于外存的若干个物理块中，并为每个文件建立索引文件：将文件存放于外存的若干个物理块中，并为每个文件建立 一个索引表，索引表中的每个表目存放文件信息所在的逻一个索引表，索引表中的每个表目存放文件信息所在的逻 辑块号和与之对应的物理块号。辑块号和与之对应的物理块号。 n（6）按照文件的内容分类）按照文件的内容分类 文件属性文件属性 除了文件名和文件内容外，系统对文件进行管理时，还要了解除了文件名和文件内容外，系统对文件进行管理时，还要了解文件的一些其他相关信息，如文件的结构信息、存取控制信息及管文件的一些其他相

24、关信息，如文件的结构信息、存取控制信息及管理信息等，这些信息称为文件属性。理信息等，这些信息称为文件属性。 文件系统文件系统n文件系统的概念：文件系统的概念：OS中负责管理文件的软件子系统中负责管理文件的软件子系统n文件系统的组成文件系统的组成文件系统模型分为个层次：最底层是对象及其属性说明；中间层是文件系统模型分为个层次：最底层是对象及其属性说明；中间层是对对象进行操作和管理的软件集合；最高层是文件系统提供给用户的接口对对象进行操作和管理的软件集合；最高层是文件系统提供给用户的接口文件的用户接口文件的用户接口文件操作和管理软件文件操作和管理软件文件及其属性说明文件及其属性说明文件系统的组成文

25、件系统的组成n对象及其属性说明，包括文件，目录和磁盘存储空间及其说明对象及其属性说明，包括文件，目录和磁盘存储空间及其说明n中间层：对对象操作和管理的软件集合，这是文件系统的核心部中间层：对对象操作和管理的软件集合，这是文件系统的核心部 分，完成文件系统的大部分功能分，完成文件系统的大部分功能n最高层：文件系统的接口，向用户提供与文件系统交互的命令接最高层：文件系统的接口，向用户提供与文件系统交互的命令接 口，以及向用户程序提供访问文件系统的程序接口口，以及向用户程序提供访问文件系统的程序接口 文件系统的功能文件系统的功能n文件存储空间的管理文件存储空间的管理n文件目录管理文件目录管理文件系统

26、借助目录实现文件的按名存取，当用户要求建立一个新文件文件系统借助目录实现文件的按名存取，当用户要求建立一个新文件的时候，应当提供文件名，扩展名，读写和维护的权限等信息，文件系统的时候，应当提供文件名，扩展名，读写和维护的权限等信息，文件系统将把这些信息以及与文件相关的如位置，创建时间等登记在目录中在文将把这些信息以及与文件相关的如位置，创建时间等登记在目录中在文件建立以后的文件读写操作中，文件系统将首先到目录中查找用户要求的件建立以后的文件读写操作中，文件系统将首先到目录中查找用户要求的文件是否存在，并核对使用权限，在检查核实后才完成要求的任务文件是否存在，并核对使用权限，在检查核实后才完成要

27、求的任务n逻辑文件与物理文件的转换逻辑文件与物理文件的转换n文件读写管理文件读写管理文件的读写控制是和文件的共享，保护和保密问题紧密相关的，这三文件的读写控制是和文件的共享，保护和保密问题紧密相关的，这三个问题实际上是一个用户对文件的使用权限问题文件系统读写控制任务个问题实际上是一个用户对文件的使用权限问题文件系统读写控制任务是：对拥有相应权限的用户，允许他们对文件进行相应的操作；对没有相是：对拥有相应权限的用户，允许他们对文件进行相应的操作；对没有相应权限的用户，禁止他们对文件进行相应的操作应权限的用户，禁止他们对文件进行相应的操作n文件共享和安全管理文件共享和安全管理第二节文件结构第二节文

28、件结构文件的结构是指文件的具体构造方式，由用户构造文件的结构是指文件的具体构造方式，由用户构造的文件叫文件的逻辑结构，文件系统把用户构造的文件的文件叫文件的逻辑结构，文件系统把用户构造的文件保存到存储介质上的具体存储结构称文件的物理结构保存到存储介质上的具体存储结构称文件的物理结构文件的逻辑结构文件的逻辑结构n文件的逻辑结构是用户组织文件时可见的结构，即用户观察到的文件组文件的逻辑结构是用户组织文件时可见的结构，即用户观察到的文件组织形式织形式(1)(1)有结构的记录式文件有结构的记录式文件记录文件中，用户按某种格式把文件内容划分为逻辑上独立的信息单记录文件中，用户按某种格式把文件内容划分为逻

29、辑上独立的信息单位，每个单位称为一个逻辑记录，简称为记录位，每个单位称为一个逻辑记录，简称为记录定长记录：文件中所有记录的长度都相同，各数据项都处在记录中相同定长记录：文件中所有记录的长度都相同，各数据项都处在记录中相同的位置，具有相同的顺序和相同的长度的位置，具有相同的顺序和相同的长度不定长记录：文件中各记录的长度不相同，每条记录中包含的数据项目不定长记录：文件中各记录的长度不相同，每条记录中包含的数据项目可能不同，数据项本身的长度不足，文件长度由记录个数可能不同，数据项本身的长度不足，文件长度由记录个数决定决定(2)(2)无结构的流式文件无结构的流式文件流式文件是指对文件内的信息不再划分为

30、独立的单位，它是一串字符流式文件是指对文件内的信息不再划分为独立的单位，它是一串字符流流构成的文件流式文件内的数据不再组成记录，只是一串字节，文件的长构成的文件流式文件内的数据不再组成记录，只是一串字节，文件的长度度直接按字节来计算直接按字节来计算文件的物理结构文件的物理结构文件的物理结构，是文件在外存上存储时的组织结文件的物理结构，是文件在外存上存储时的组织结构文件的物理结构通常划分为大小相等的物理块，也构文件的物理结构通常划分为大小相等的物理块，也称物理记录，它是文件分配及传输信息的基本单位物称物理记录，它是文件分配及传输信息的基本单位物理长度一般是固定的，通常以理长度一般是固定的，通常以

31、512个字节或个字节或1024个字节个字节为一块一条物理记录的大小与磁盘空间存储块的大小为一块一条物理记录的大小与磁盘空间存储块的大小是相等的是相等的文件物理结构的形式文件物理结构的形式(1)顺序结构顺序结构顺序结构将一个在逻辑上连续的文件信息依次存放在外存上连续的顺序结构将一个在逻辑上连续的文件信息依次存放在外存上连续的物理块中，即所谓的逻辑上连续，物理上也连续物理块中，即所谓的逻辑上连续，物理上也连续文件文件A第一物理块第一物理块(20)文件长度文件长度(4)20212223文件说明信息文件说明信息物理存储设备物理存储设备物理块号物理块号逻辑块号逻辑块号顺序结构顺序结构(2)链接结构链接结

32、构链接结构将文件存放在外存的若干个物理块中，这些物理块不必连链接结构将文件存放在外存的若干个物理块中，这些物理块不必连续，并且在每一个物理块中设一个指针，指向下一个物理块的位置，从续，并且在每一个物理块中设一个指针，指向下一个物理块的位置，从而使得存放同一个文件的物理块链接起来而使得存放同一个文件的物理块链接起来第一物理块号第一物理块号18182121252535350文件说明信息文件说明信息物理块号物理块号链接指针链接指针逻辑块号逻辑块号链接结构链接结构(3)索引结构索引结构索引结构将文件存放在外存的若干个物理块中，并为每个文件建立索引结构将文件存放在外存的若干个物理块中，并为每个文件建立一

33、张索引表，索引表中的每个表目存放文件信息的逻辑块号和对应的物一张索引表，索引表中的每个表目存放文件信息的逻辑块号和对应的物理块号索引表的物理地址则由文件信息说明给出理块号索引表的物理地址则由文件信息说明给出逻辑块逻辑块号号物理块物理块号号016112218335索引表索引表索引表指针索引表指针文件说明信息文件说明信息12161835外存块外存块记录的成组和分解记录的成组和分解用户文件的大小和记录的长度是用户根据应用需要来设计的，用户文件的大小和记录的长度是用户根据应用需要来设计的，而磁盘上块的大小是根据磁盘的特点在操作系统初始化时确定的，而磁盘上块的大小是根据磁盘的特点在操作系统初始化时确定的

34、，所以记录的大小和块的大小是不可能一致的当逻辑记录的长度比所以记录的大小和块的大小是不可能一致的当逻辑记录的长度比块小很多时，一块存放一个记录会造成磁盘空间的浪费，为解决这块小很多时，一块存放一个记录会造成磁盘空间的浪费，为解决这个问题，通常采用的技术是把逻辑记录按块的大小进行整理把将个问题，通常采用的技术是把逻辑记录按块的大小进行整理把将多个逻辑记录组织到一个物理块中叫多个逻辑记录组织到一个物理块中叫“记录的成组记录的成组”，把从一个物，把从一个物理理块上的多个记录中分离出所要的逻辑记录叫块上的多个记录中分离出所要的逻辑记录叫“记录的分解记录的分解”记录成组记录成组记录成组：指把若干条逻辑记

35、录合并成一组存入一个物理块的过程记录成组：指把若干条逻辑记录合并成一组存入一个物理块的过程所谓缓冲技术就是按存储设备物理块的大小，在主存储区中开辟若干所谓缓冲技术就是按存储设备物理块的大小，在主存储区中开辟若干块作为输入输出缓冲区在用户执行写语句时，操作系统把记录的内容块作为输入输出缓冲区在用户执行写语句时，操作系统把记录的内容先送入输出缓冲区，当输出缓冲区的内容达到整数块时，再把输出缓冲区先送入输出缓冲区，当输出缓冲区的内容达到整数块时，再把输出缓冲区的内容写到存储介质中在用户执行读语句时，操作系统先从存储设备上的内容写到存储介质中在用户执行读语句时，操作系统先从存储设备上读入整数块数据放到

36、输入缓冲区中，再从输入缓冲区中找到所要的记录内读入整数块数据放到输入缓冲区中，再从输入缓冲区中找到所要的记录内容送到读语句指定的变量中容送到读语句指定的变量中逻辑记录逻辑记录逻辑记录逻辑记录逻辑记录逻辑记录逻辑记录逻辑记录逻辑记录逻辑记录逻辑记录逻辑记录逻辑记录逻辑记录逻辑记录逻辑记录逻辑记录逻辑记录逻辑块逻辑块逻辑块逻辑块逻辑块逻辑块物理块物理块物理块物理块(物理记录物理记录)物理块物理块(物理记录物理记录)物理块物理块(物理记录物理记录)文件内容文件内容缓冲区缓冲区外存外存记录记录记录分解记录分解指从一条物理记录中把逻辑记录分离出来的过程指从一条物理记录中把逻辑记录分离出来的过程记录成组存

37、放后，用户需要某一记录时，必须把含有该记录的记录成组存放后，用户需要某一记录时，必须把含有该记录的整块信息读出，再从这一组逻辑记录中找出用户需要的记录进行处整块信息读出，再从这一组逻辑记录中找出用户需要的记录进行处理记录分解也要使用主存缓冲区理记录分解也要使用主存缓冲区例题：假定磁带记录密度为每英寸例题：假定磁带记录密度为每英寸800字符，每一逻辑记录为字符，每一逻辑记录为160个字符，块间隙为个字符，块间隙为0.6英英寸今有寸今有1500个逻辑记录需要存储，若要使磁带空间利用率不少于个逻辑记录需要存储，若要使磁带空间利用率不少于75%，至少应以多少个逻，至少应以多少个逻辑记录为一组？辑记录为

38、一组？分析：分析：(1)磁带记录密度为每英寸磁带记录密度为每英寸800字符，则一个逻辑记录占据的磁带长度为字符，则一个逻辑记录占据的磁带长度为:160/800=0.2(英寸英寸)1500个逻辑记录要占据的磁带长度为：个逻辑记录要占据的磁带长度为：(0.2+0.6)*1500=1200(英寸英寸)当一条逻辑记录占一个物理块时，磁带的利用率为当一条逻辑记录占一个物理块时，磁带的利用率为:0.2/(0.2+0.6)=25%(2)当数据记录较小，数据记录所需的磁带长度比间隙所需磁带长度小得多时，为了减少间当数据记录较小，数据记录所需的磁带长度比间隙所需磁带长度小得多时，为了减少间隙造成的浪费，可以采用

39、成组记录的方法进行存储，即将几个逻辑记录合成一块，只在块与块隙造成的浪费，可以采用成组记录的方法进行存储，即将几个逻辑记录合成一块，只在块与块之间留有间隙之间留有间隙题目要求使磁带利用率不少于题目要求使磁带利用率不少于75%.则一组逻辑记录所占的磁带长度与间隙长度之比应为则一组逻辑记录所占的磁带长度与间隙长度之比应为3:1，所以一组中的逻辑记录数至少为，所以一组中的逻辑记录数至少为:3*0.6/0.2=9(个个)第三节文件存储第三节文件存储顺序结构与连续分配顺序结构与连续分配基本原理基本原理顺序结构将一个在逻辑上连续的文件信息依次存放顺序结构将一个在逻辑上连续的文件信息依次存放在外存连续的物理

40、块中连续分配要求为每一个文件分在外存连续的物理块中连续分配要求为每一个文件分配一组相邻接的盘块因其采用空闲文件目录登记磁盘配一组相邻接的盘块因其采用空闲文件目录登记磁盘的空闲区，所以该分配方法也称为空闲文件目录法的空闲区，所以该分配方法也称为空闲文件目录法采用的数据结构采用的数据结构n文件目录：记录文件在外存空间的存储情况，包括文件名、始址、末址文件目录：记录文件在外存空间的存储情况，包括文件名、始址、末址或长度。或长度。文件名文件名始址始址末址末址文件目录文件目录磁盘磁盘n空闲文件目录：用于记录外存空闲块的基本情况，它将文件存储空闲文件目录：用于记录外存空闲块的基本情况，它将文件存储设备上的

41、每个连续空闲区看作一个空闲文件。系统为所有空闲文设备上的每个连续空闲区看作一个空闲文件。系统为所有空闲文件单独建立一个目录，每个空闲文件在这个目录中占一个表目。件单独建立一个目录，每个空闲文件在这个目录中占一个表目。表目的内容包括：起始空闲块号，连续空闲块的个数和对应的物表目的内容包括：起始空闲块号，连续空闲块的个数和对应的物理块号。理块号。序号序号起始空闲块号起始空闲块号连续空闲块个数连续空闲块个数物理块号物理块号1252,3,4,5,6216616,17,18,3501850,51,480680,81,空闲文件目录空闲文件目录外存空间的分配与回收外存空间的分配与回收当请求分配外存空间时，系

42、统依次扫描空闲文件目录，当请求分配外存空间时，系统依次扫描空闲文件目录，直到找到一个合适的空闲文件为止，在文件目录中填入该文直到找到一个合适的空闲文件为止，在文件目录中填入该文件的文件名和所分配的始址，末址，并修改空闲文件目录中件的文件名和所分配的始址，末址，并修改空闲文件目录中相应的表目相应的表目当用户撤消一个文件时，系统会根据文件目录，找到该当用户撤消一个文件时，系统会根据文件目录，找到该文件在外存中的始址和末址，对空闲文件目录进行调整文件在外存中的始址和末址，对空闲文件目录进行调整链接结构与链接分配链接结构与链接分配链接结构是将文件存放在外存的若干个物理块中，这链接结构是将文件存放在外存

43、的若干个物理块中，这些物理块不必连续，并且在每一个物理块中设一个指针，些物理块不必连续，并且在每一个物理块中设一个指针，指向下一个物理块的位置，从而使得存放同一个文件的物指向下一个物理块的位置，从而使得存放同一个文件的物理块链接起来。因为磁盘空闲块的管理是用空闲块链的方理块链接起来。因为磁盘空闲块的管理是用空闲块链的方法，所以这种存储分配也称为空闲块链法法，所以这种存储分配也称为空闲块链法 采用的数据结构采用的数据结构n文件目录文件目录用来记录文件在外存空间的分配情况，包括文件名，首块地址用来记录文件在外存空间的分配情况，包括文件名，首块地址等等n空闲块链空闲块链 在文件存储设备上的每个空闲块

44、中设立一个链接指针，指向下在文件存储设备上的每个空闲块中设立一个链接指针，指向下一个空闲块，从而将所有空闲块链接在一起，并设立一个头指针指一个空闲块，从而将所有空闲块链接在一起，并设立一个头指针指向空闲块链的第一个物理块向空闲块链的第一个物理块文件名文件名首块地址首块地址文件文件1文件文件n文件目录文件目录磁盘磁盘链接结构链接结构外存空间的分配与回收外存空间的分配与回收n当请求分配外存空间时，系统依次从空闲块链中，当请求分配外存空间时，系统依次从空闲块链中，取下几块分配给该文件，把最后一物理块的指针设取下几块分配给该文件，把最后一物理块的指针设为空值，并调整空闲块链的头指针。在文件目录中为空值

45、，并调整空闲块链的头指针。在文件目录中增加一条记录，填入该文件的文件名和首块地址。增加一条记录，填入该文件的文件名和首块地址。若空间不足，则给出提示。若空间不足，则给出提示。n当用户撤消一个文件时，系统根据文件目录，收回当用户撤消一个文件时，系统根据文件目录，收回其存储空间。它将收回的空闲块依次链入空闲块链其存储空间。它将收回的空闲块依次链入空闲块链首，并删除该文件在文件目录中的记录。首，并删除该文件在文件目录中的记录。索引结构与索引分配索引结构与索引分配基本原理基本原理索引结构将文件存放在外存的若干个物理块中，并索引结构将文件存放在外存的若干个物理块中，并为每个文件建立一个索引表，索引表中的

46、每条记录存放为每个文件建立一个索引表，索引表中的每条记录存放文件信息的逻辑块号和与之对应的物理块号系统通过文件信息的逻辑块号和与之对应的物理块号系统通过文件索引表来完成对文件的操作因为磁盘存储空间的文件索引表来完成对文件的操作因为磁盘存储空间的管理是用位示图的方法，所以，这种存储管理也称为位管理是用位示图的方法，所以，这种存储管理也称为位示图法示图法采用的数据结构采用的数据结构n文件目录：记录每个文件的文件名和索引表地址文件目录：记录每个文件的文件名和索引表地址n索引表：记录文件中每个逻辑块号和与之存储对应的物理块号索引表：记录文件中每个逻辑块号和与之存储对应的物理块号n位示图：用位示图记录外

47、存空间的使用情况和剩余的空闲块数，位示图：用位示图记录外存空间的使用情况和剩余的空闲块数，包括标志位和空闲块数两部分包括标志位和空闲块数两部分文件名文件名索引表地址索引表地址文件目录文件目录磁磁盘盘索引表的起始地址索引表的起始地址逻辑块号逻辑块号物理块号物理块号索引表索引表索引结构索引结构例如，一个磁盘共有例如，一个磁盘共有100个柱面，每个柱面有个柱面，每个柱面有8个磁道，每个盘个磁道，每个盘面被分成个扇区，则整个磁盘空间磁盘块的总数为面被分成个扇区，则整个磁盘空间磁盘块的总数为4*8*100=3200块，如果用字长为块，如果用字长为32位的字来构造位示图，共需位的字来构造位示图，共需100

48、个字，即个字，即400B0/10/10/10/10/10/10/10/10/10/10/10/10/1位示图位示图1个柱面个柱面0位位1位位2位位31位位第第0字字第第1字字第第99字字外存空间的分配与回收外存空间的分配与回收n当文件请求分配存储空间时，先计算文件所需的物理块数，然后当文件请求分配存储空间时，先计算文件所需的物理块数，然后用该块数与位示图中的空闲块数比较若文件块数大于空闲块数，用该块数与位示图中的空闲块数比较若文件块数大于空闲块数，则显示外存空间不足的信息，拒绝分配外存空间；否则，系统为则显示外存空间不足的信息，拒绝分配外存空间；否则，系统为该文件建立一个索引表，在文件目录中登

49、记该文件的名字和索引该文件建立一个索引表，在文件目录中登记该文件的名字和索引表的起始地址，并顺序扫描位示图，找出一组值为的二进制位表的起始地址，并顺序扫描位示图，找出一组值为的二进制位数，然后经过简单的换算就可以得到物理块号，填入该文件的索数，然后经过简单的换算就可以得到物理块号，填入该文件的索引表，并将位示图中的这些位改为最后，修改位示图中的空引表，并将位示图中的这些位改为最后，修改位示图中的空闲块数，减去文件所需的存储块数闲块数，减去文件所需的存储块数n换算方法：位示图中第换算方法：位示图中第i行第行第j列对应的物理块号为：列对应的物理块号为：块号块号i字长字长jn删除文件时，通过文件目录

50、找到该文件的索引表，根据索引表找删除文件时，通过文件目录找到该文件的索引表，根据索引表找到该文件所有逻辑块占用的物理块号，计算物理块在位示图中的到该文件所有逻辑块占用的物理块号，计算物理块在位示图中的行号和列号，将该位清最后，删除该文件的索引表，并删除行号和列号，将该位清最后，删除该文件的索引表，并删除文件目录中的相应记录文件目录中的相应记录n换算方法：换算方法：行号行号“块号字长块号字长”的商的商列号块号列号块号mod字长字长n有一磁盘组共有有一磁盘组共有10个盘面，每个盘面上有个盘面，每个盘面上有100个磁道，每个磁道个磁道，每个磁道有有16个扇区。假定分配以扇区为单位，若使用位示图管理磁

51、盘空个扇区。假定分配以扇区为单位，若使用位示图管理磁盘空间，问位示图需要占用多少空间？若空闲文件目录的每条记录占间，问位示图需要占用多少空间？若空闲文件目录的每条记录占用用4个字节，问什么时候空闲文件目录大于位示图？个字节，问什么时候空闲文件目录大于位示图？解：由题目所列条件知：解：由题目所列条件知：磁盘组扇区总数为：磁盘组扇区总数为：16*100*10=16000,所以位示图的标志所以位示图的标志位需要位需要16000位位(b)=2000字节字节(B)(每每8位为位为1字节，即字节，即8bit=1Byte)位示图中空闲块数的取值范围为位示图中空闲块数的取值范围为016000，可以用，可以用2

52、B存储存储 位示图的大小为位示图的大小为2000B+2B=2002B.而空闲文件目录的每条记录占而空闲文件目录的每条记录占4B，2002B可以存放的表目数可以存放的表目数为：为：2002/4=500，所以，当空闲文件目录数大于，所以，当空闲文件目录数大于500时，空闲文时，空闲文件目录大于位示图件目录大于位示图 n设某文件为链接文件，由设某文件为链接文件，由5个逻辑记录组成，每个逻辑记录的大个逻辑记录组成，每个逻辑记录的大小与磁盘块大小相等，均为小与磁盘块大小相等，均为512字节，并依次存放在字节，并依次存放在50、121、75、80、63号盘块上。若要存取文件的第号盘块上。若要存取文件的第1

53、569逻辑地址处的信逻辑地址处的信息，问要访问哪一个磁盘块？息，问要访问哪一个磁盘块？解：要存取文件的第逻辑地址处的信息，应首先计算该信息所在的解：要存取文件的第逻辑地址处的信息，应首先计算该信息所在的逻辑块号：逻辑块号：逻辑块号逻辑块号=1569/512的商的商即要访问的逻辑记录号为即要访问的逻辑记录号为3要访问的物理盘块号为要访问的物理盘块号为80号磁盘号磁盘块块 第四节文件目录管理第四节文件目录管理n文件目录文件目录文件目录是指存放文件有关信息的一种数据结构，文件目录是指存放文件有关信息的一种数据结构，它包含多条记录，每条记录为一个文件的文件控制块的它包含多条记录，每条记录为一个文件的文

54、件控制块的有关信息有关信息(1)有关文件存取控制信息有关文件存取控制信息(2)有关文件的结构信息有关文件的结构信息(3)有关文件的管理信息有关文件的管理信息一级目录一级目录n一级目录为外存的全部文件设立一张目录表表中包括全部文件的文件名，存储一级目录为外存的全部文件设立一张目录表表中包括全部文件的文件名，存储文件的物理地址以及文件的其他属性，如文件长度，文件类型等每个文件占据文件的物理地址以及文件的其他属性，如文件长度，文件类型等每个文件占据表中的一条记录该目录表存放在外存的某个固定区域，需要时系统将其或部分表中的一条记录该目录表存放在外存的某个固定区域，需要时系统将其或部分调入主存调入主存文

55、件名文件名始址始址其他属其他属性性文件文件1文件文件2文件文件文件文件文件文件n逻辑块号逻辑块号物理块号物理块号文件目录文件目录索引表索引表逻辑块号逻辑块号物理块号物理块号逻辑块号逻辑块号物理块号物理块号文件系统通过一级目录表提供的信息对文件进行文件系统通过一级目录表提供的信息对文件进行的操作的操作n建立一个新文件时，首先确定该文件在表目中是否唯一，若不与建立一个新文件时，首先确定该文件在表目中是否唯一，若不与已有的文件名冲突，则从目录表中找出一个空表目，将新文件的已有的文件名冲突，则从目录表中找出一个空表目，将新文件的相关信息填入其中相关信息填入其中n当删除文件时，首先从目录表中找到该文件的目录项，从中找到当删除文件时，首先从目录表中找到该文件的目录项，从中找到该文件的物理地址对它进行回收，然后再清除所占用的目录项该文件的物理地址对它进行回收，然后再清除所占用的目录项n当对文件进行访问时，系统首先根据文件名去查找目录表以确定当对文件进行访问时，系统首先根据文件名去查找目录表以确定该文件是否存在，如果存在，找出该文件的物理地址，经过合法该文件是否存在，如果存在，找出该文件的物理地址，经过合法性检查后完成对文件的操作，否则显示文件不存在的信息性检查后完成对文件的操作，否则显示文件不存在的信息二级目录二级目录二级目录中，各个文件