操作系统习题2（含答案）(8)

6什么是文件控制块?它与文件有何关系？

答：文件控制块——用于描述和控制文件的数据结构，其中包括文件名、文件类型、位置、大小等信息。

文件控制块与文件一一对应，即在文件系统内部，给每个文件唯一地设置一个文件控制块，核心利用这种结构对文件实施各种管理。

7文件系统中的目录结构有哪几种基本形式？各有何优缺点？

答：文件系统中的目录结构有：单级目录结构、二级目录结构、树形目录结构和非循环图目录结构，UNIX采用非循环图目录结构，即带链接的树形目录结构。 文件系统目录结构 优点 缺点

单级目录结构 简单、能实现按名存取 查找速度慢；不允许重名；不便于共享

二级目录结构 允许重名；提高了检索目录的速度 仍不利于文件共享

树形目录结构 文件的层次和隶属关系清晰，便于 只能在用户级对文件进行临时共享

实现不同级别的存取保护和文件系统 的动态装卸

非循环图目录结构 具有树形结构的优点，而且实现对 管理较复杂

文件的永久共享

8常用的磁盘空闲区管理技术有哪几种？试简要说明各自的实现思想。

答：常用的磁盘空闲区管理技术有：空闲空间表达法、空闲块链接法、位示图法和空闲块成组链接法。

空闲空间表法——所有连续的空闲盘块在表中占据一项，其中标出第一个空闲块号和该项中所包含的空闲块个数，以及相应的物理块号。利用该表可进行盘块的分配和文件的删除时盘块的回收

空闲块链接法——所有的空闲盘块链在一个队列中，用一个指针（空闲区头）指向第一个空闲块，而各个空闲块中都含有下一个空闲块的块号，最后一块的指针项计为NULL，表示链尾。分配和释放盘块都在链首进行

位示图法——利用一串二进制的值来反映磁盘空间的分配情况，每个盘块都对应一位。如果盘块是空闲的，对应位是0；如盘块已分出去，则对应位是1。 空闲块成组链法——把所有空闲盘块按固定数量分组，组与组之间形成链接关系，最后一组的块号（可能不满一组）通常放在内存的一个专用栈结构中。这样，对盘块的分配和释放是在栈中进行（或构成新的一组）.

9什么是文件共享？文件链接如何实现文件共享？

答：文件的共享是指系统允许多个用户（进程）共同使用某个或某些文件。 文件链接是给文件起别名，即将该文件的目录项登记在链接目录中。这样，访问该文件的路径就不只一条。不同的用户（进程）就可以利用各自的路径来共享同一文件。

10什么是文件后备？数据转储方法有哪两种？按时间划分，后备分哪几种？ 答：文件的后备就是把硬盘上的文件转储到其他外部介质上。

将磁盘上的数据转储到磁带上有两种方式：物理转储和逻辑转储。物理转储是从磁盘上第0块开始，把所有的盘块按照顺序写到磁带上，当复制完最后一块时，转储结束。逻辑转储方式是从一个或多个指定的目录开始，递归地转储自某个日期以来被修改过的所有文件和目录。

通常有以下三种备份策略：完全备份、增量备份和更新备份。

完全备份也称简单备份，即每隔一定时间就对系统作一次全面的备份；增量备份使每隔一段较短的时间进行一次备份，但仅仅备份在这段时间间隔内修改过的数据；更新备份是备份从上次进行完全备份后至今更改的全部数据文件。

11文件系统的一般格式是怎样的？其中引导块和超级块的作用各是什么？ 答：文件系统的一般由引导块、超级块、空闲空间管理、I节点、根目录、文件数据区

引导块的作用是引导操作系统。它包括一个小程序，用于读入该分区上相应操作系统的引导部分，从而把该分区中的操作系统装入内存。 超级块的作用是对整个文件系统进行控制和管理。它包含有关文件系统的全部关键参数。当计算机加电进行引导或第一次遇到该文件系统时，就把超级块中的信息读入内存。超级块中包含标识文件系统类型的幻数、文件系统中的盘块数量、修改标记及其他关键管理方面的信息。

第七章 设备管理 名词解释 1输入井

是指为使设备与cpu速度相匹配，系统在磁盘上设置的多个缓冲区，以实现设备与cpu之间的数据交换。输入井主要用来存放由输入设备输入的信息。

2缓冲池

又叫公共缓冲区，也是系统在磁盘上设置的多个缓冲区。它既可以用于输入，也可以用于输出，较好地克服了专用缓冲区的缺点。一方面提高了缓冲区的利用率，另一方面也提高了设备与cpu的并行操作程度。

3虚拟设备

它是利用共享设备上的一部分空间来模拟独占设备的一种I/O技术。

4存储设备

它们是指计算机用来存储信息的设备，如此盘（硬盘和软盘）、磁带等。

5输入输出设备

是计算机用来接收来自外部世界信息的设备，或者将计算机加工处理好的信息送向外部世界的设备。例如键盘、打印机、卡片输入机。

6设备的无关性

也称设备独立性，就是说，用户程序应与实际使用的物理设备无关，由操作系统来考虑因实际设备不同而需要使用不同的设备驱动程序等问题。

7通道

为使CPU摆脱繁忙的I/O事务，现代大、中型计算机都设置了专门处理I/O操作的机构，这就是通道。

8 RAID

称作廉价磁盘冗余阵列，即利用一台磁盘阵列控制器来统一管理和控制一组磁盘驱动器（几台到几十台），组成一个高可靠性、快速大容量的磁盘系统。采用该技术可以获取更高的可靠性和更快的数据传输速率，而不是价格上更便宜。

简答题

1为什么要引入缓冲技术？设置缓冲区的原则是什么？

答：引入缓冲区的主要目的是：⑴缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾。⑵提高它们之间的并行性。⑶减少对CPU的中断次数，放宽CPU对中断响应时间的要求。

设置缓冲区的原则是：如果数据到达率与离去率相差很大，则可采用单缓冲方式；如果信息的输入与输出速率相同（或者相差不大）时，则可用双缓冲区；对于阵发性的输入/输出，可以设立多个缓冲区。

2操作系统中设备管理的功能是什么？ 答：对各种外部设备进行管理是操作系统的一个重要任务，也是其基本组成部分。 操作系统中设备管理的功能是： ① 监视设备状态； ② 进行设备分配； ③ 完成I/O操作；

④ 缓冲管理与地址转换。

3什么是缓冲？为什么要引入缓冲？ 答：缓冲即是使用专用硬件缓冲器或在内存中划出一个区域用来暂时存放输入输出数据的器件。

引入缓冲是为了匹配外设和cpu之间的处理速度，减少中断次数和cpu的中断处理时间，同时解决dma或通道方式时的数据传输瓶颈问题。

4 I/O设备通常可分为哪两大类？各自传输的信息单位有什么特点？ 答：I/O设备通常可分为字符设备和块设备。 字符设备通常以独占方式分配，信息的传输单位是字符或字节。块设备通常采用共享方式分配，信息的传输是以块为单位进行传输的。

5什么是I/O控制？,I/O操作的四种控制方式是什么？

答：I/O控制是指从用户进程的输入/输出请求开始，给用户进程分配设备和启动有关设备进行I/O操作，并在I/O操作完成之后响应中断,直至善后处理为止的整个系统控制过程 。

I/O操作的四种控制方式分别是：程序直接控制方式、中断I/O控制方式、DMA控制方式、I/O通道控制方式 。

6 I/O控制可用那几种方式实现，各有什么优缺点？