【正文】 用簡單的表結(jié)構(gòu)，最主要的原因是 C 。A．解決查詢速度 B．方便用戶使用C．解決文件重名 D．便于文件保密三、問答1．為什么位示圖法適用于分頁式存儲管理和對磁盤存儲空間的管理？如果在存儲管理中采用可變分區(qū)存儲管理方案，也能采用位示圖法來管理空閑區(qū)嗎？為什么？答：無論是分頁式存儲管理還是磁盤存儲空間的管理，它們面對的管理對象——存儲塊（內(nèi)存塊或磁盤塊）的數(shù)量，在系統(tǒng)的運(yùn)行過程中是固定不變的。因此，可以很方便地用相同數(shù)量的二進(jìn)制位來對應(yīng)管理它們。但如果在存儲管理中采用可變分區(qū)存儲管理方案，那么在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，分區(qū)的數(shù)目是變化的。因此，也就無法用位示圖法來管理這些分區(qū)的使用情況。2．有些操作系統(tǒng)提供系統(tǒng)調(diào)用命令RENAME給文件重新命名。同樣，也可以通過把一個(gè)文件復(fù)制到一個(gè)新文件、然后刪除舊文件的方法達(dá)到給文件重新命名的目的。試問這兩種做法有何不同？答：使用RENAME命令給文件重新命名時(shí)，用戶要提供兩個(gè)參數(shù)：舊文件名，新文件名。RENAME命令將根據(jù)舊文件名找到文件的目錄項(xiàng)，把里面登記的舊文件名改為新文件名。所以，文件重新命名的功能就是修改該文件目錄里的文件名，其他特性不變。后一種方法是先對文件進(jìn)行復(fù)制，為其起一個(gè)新的名字，然后再刪除舊的文件。這時(shí)，復(fù)制過程猶如創(chuàng)建一個(gè)文件，新文件除了名字與以前不同外，文件的某些特性也改變了，例如存放的地址不同了。所以，采用這種方法雖然也能夠達(dá)到給文件重新命名的目的，但顯得要比前一種方法復(fù)雜一些。3．“文件目錄”和“目錄文件”有何不同？答：“文件目錄”是指一個(gè)文件的目錄項(xiàng)，里面存放著文件的有關(guān)數(shù)據(jù)信息?！澳夸浳募眲t是指如果文件很多，那么文件目錄項(xiàng)的數(shù)量也就很多。為此，操作系統(tǒng)經(jīng)常把這些目錄項(xiàng)匯集在一起，作為一個(gè)文件來加以管理，這就是所謂的“目錄文件”。因此，“文件目錄”和“目錄文件”是兩個(gè)不同的概念，不能混為一談。4．一個(gè)文件的絕對路徑名和相對路徑名有何不同？答：在樹型目錄結(jié)構(gòu)中，用戶要訪問一個(gè)文件，必須使用文件的路徑名來標(biāo)識文件。從根目錄出發(fā)、一直到所要訪問的文件，將所經(jīng)過的目錄名字用分隔符連接起來，所形成的字符串，就是該文件的絕對路徑名。如果是從當(dāng)前目錄出發(fā)，一直到所要訪問的文件，將所經(jīng)過的目錄名字用分隔符連接起來，所形成的字符串，就是該文件的相對路徑名?？梢钥闯?，絕對路徑名是文件的全名，必須從根目錄開始。所以，一個(gè)文件的絕對路徑名是惟一的。相對路徑名總是從當(dāng)前目錄往下，所以文件的相對路徑名與當(dāng)前位置有關(guān)，是不惟一的。5．試述“創(chuàng)建文件”與“打開文件”兩個(gè)系統(tǒng)調(diào)用在功能上的不同之處。答：所謂“創(chuàng)建文件”，表示原先該文件并不存在。所以創(chuàng)建文件時(shí)，最主要的功能是在磁盤上為其開辟存儲空間，建立起該文件的FCB。文件創(chuàng)建后，有了它的FCB，系統(tǒng)才真正感知到它的存在；“打開文件”是這個(gè)文件已經(jīng)存在，只是它的有關(guān)信息不在內(nèi)存。因此，打開文件最主要的功能是把該文件FCB中的信息復(fù)制到內(nèi)存中，以便為隨后對文件的操作帶來便利。6．試述“刪除文件”與“關(guān)閉文件”兩個(gè)系統(tǒng)調(diào)用在功能上的不同之處。答：“刪除文件”最主要的功能是把該文件的FCB收回。文件沒有了FCB，系統(tǒng)也就無法感知到它的存在了。所以，在執(zhí)行了刪除文件的命令后，這個(gè)文件就在系統(tǒng)里消失了；而“關(guān)閉文件”最主要的功能是把復(fù)制到內(nèi)存活動目錄表里的該文件的FCB信息取消。這樣一來，在內(nèi)存活動目錄表里沒有了該文件的信息，就不能夠?qū)@個(gè)文件進(jìn)行讀、寫了。所以，關(guān)閉一個(gè)文件后，這個(gè)文件還存在，只是不能對它操作了。如果要操作，就必須再次將它打開（即把FCB里的信息復(fù)制到內(nèi)存的活動目錄表），然后再進(jìn)行操作。7．為什么在使用文件之前，總是先將其打開后再用？答：有關(guān)文件的信息都存放在該文件的FCB里，只有找到文件的FCB，才能獲得它的一切信息。但FCB是在磁盤里。因此，只要對文件進(jìn)行操作，就要到磁盤里去找它的FCB。這種做法，無疑影響了文件操作的執(zhí)行速度。正因?yàn)槿绱耍僮飨到y(tǒng)才考慮在對文件進(jìn)行操作前，先將其打開，把文件的FCB內(nèi)容復(fù)制到內(nèi)存中來。這樣，查找文件的FCB，就不必每次都要去訪問磁盤。8．如果一個(gè)文件系統(tǒng)沒有提供顯式的打開命令（即沒有OPEN命令），但又希望有打開的功能，以便在使用文件時(shí)能減少與磁盤的交往次數(shù)。那么應(yīng)該把這一功能安排在哪個(gè)系統(tǒng)調(diào)用里合適？如何安排？答：文件系統(tǒng)中設(shè)置打開命令的根本目的，是減少文件操作時(shí)與磁盤的交往次數(shù)。如果系統(tǒng)沒有提供顯式的打開命令，但又要能減少與磁盤的交往次數(shù)，那么只需把這一功能安排在讀或?qū)懴到y(tǒng)調(diào)用命令里。這時(shí)，在讀、寫命令功能前面添加這樣的處理：總是先到內(nèi)存的活動目錄表里查找該文件的FCB。如果找到，則表明在此前文件已經(jīng)被打開，于是就可以立即進(jìn)行所需要的讀、寫操作；如果沒有找到，那么表明在此前文件還沒有打開。于是應(yīng)該先按照文件名，到磁盤上去查找該文件的FCB，把它復(fù)制到內(nèi)存的活動目錄表里，然后再進(jìn)行對它的操作。9. 何為“獨(dú)立磁盤冗余陣列（RAID）”？答：在磁盤上組織數(shù)據(jù)時(shí)，利用多磁盤的并行訪問能力，一方面可以改善磁盤的傳輸率，另一方面可以利用多磁盤的大容量能力，存儲有關(guān)數(shù)據(jù)的額外的信息，它們或是數(shù)據(jù)本身的備份，或是諸如差錯(cuò)糾正碼、奇偶校驗(yàn)碼等信息。這樣的冗余信息，在系統(tǒng)出錯(cuò)或磁盤損壞時(shí)，可以用來進(jìn)行對數(shù)據(jù)的糾錯(cuò)，或修復(fù)，從而改善磁盤存儲的可靠性。也就是說，利用多磁盤陣列，既可以改善磁盤的傳輸率，也可以增強(qiáng)磁盤的可靠性。當(dāng)前，將同時(shí)具有這兩種性能的磁盤陣列稱為“獨(dú)立磁盤冗余陣列（RAID）”。四、計(jì)算1．我們知道，可以用位示圖法或成組鏈接法來管理磁盤空間。假定表示一個(gè)磁盤地址需要D個(gè)二進(jìn)制位，一個(gè)磁盤共有B塊，其中有F塊空閑。在什么條件下，成組鏈接法占用的存儲空間少于位示圖？解：依題意，該磁盤共有B塊，這意味采用位示圖法來管理磁盤空間時(shí)，共需要B個(gè)二進(jìn)制位構(gòu)成位示圖的存儲空間；另一方面，現(xiàn)在共有F個(gè)空閑塊，而表示一個(gè)磁盤地址（即一個(gè)空閑塊）需要D個(gè)二進(jìn)制位。所以在當(dāng)前條件下，用成組鏈接法來管理磁盤空間中的F個(gè)空閑塊時(shí)，要用FD個(gè)二進(jìn)制位的存儲空間來管理它們。因此，只要題中所給的D、B、F三者之間滿足關(guān)系：BFD就可以保證使用成組鏈接法占用的存儲空間少于位示圖。2．假定磁帶的存儲密度為每英寸800個(gè)字符，每個(gè)邏輯記錄長為160個(gè)字符?，F(xiàn)在有1000個(gè)邏輯記錄需要存儲到磁帶上。分別回答：（1）不采用記錄成組技術(shù)，這時(shí)磁帶存儲空間的利用率是多少？（2）采用以5個(gè)邏輯記錄為一組的成組技術(shù)進(jìn)行存放，這時(shí)磁帶存儲空間的利用率是多少？（3）若希望磁帶存儲空間的利用率大于50%，應(yīng)該多少個(gè)邏輯記錄為一組？解：（1）如果不采用記錄成組技術(shù)，存放一個(gè)邏輯記錄，就要有一個(gè)記錄間隙。因?yàn)榇艓У拇鎯γ芏葹槊坑⒋?00個(gè)字符，每個(gè)邏輯記錄長為160個(gè)字符。所以一個(gè)邏輯記錄占用的磁帶長度是： 160/800=（英寸）。所以，磁帶存儲空間的利用率是： （+）==25%（2）采用以5個(gè)邏輯記錄為一組的成組技術(shù)進(jìn)行存放，表示存放5個(gè)邏輯記錄后，有一個(gè)記錄間隙。5個(gè)邏輯記錄占用的磁帶長度是： 5=1（英寸）。所以，這時(shí)磁帶存儲空間的利用率是： 1/（1+）==%（3）若希望磁帶存儲空間的利用率大于50%，假定應(yīng)該x個(gè)邏輯記錄為一組。這就是說，存放x個(gè)邏輯記錄后，有一個(gè)記錄間隙。x個(gè)邏輯記錄占用的磁帶長度是：x（英寸）；。所以，磁帶存儲空間的利用率是： x/（x+）=解這個(gè)一元一次方程式，x=3。也就是說，當(dāng)把3個(gè)以上的邏輯記錄組成一組時(shí)，磁帶存儲空間的利用率將大于50%。3．假定有一個(gè)名為MYFILE的文件，共有10個(gè)邏輯記錄，每個(gè)邏輯記錄長為250個(gè)字節(jié)。磁盤塊尺寸為512字節(jié)，磁盤地址需要2個(gè)字節(jié)表示。把MYFILE采用鏈接結(jié)構(gòu)存儲在磁盤上。（1）畫出該文件在磁盤上的鏈接結(jié)構(gòu)圖（磁盤塊號自定）。（2）現(xiàn)在用戶要讀文件上包含第1425個(gè)字符的邏輯記錄。給出完成這一請求的主要工作步驟。解：（1）由于每個(gè)邏輯記錄長為250個(gè)字節(jié)，磁盤塊尺寸為512字節(jié)。所以，每個(gè)磁盤塊里可以存放兩個(gè)邏輯記錄，余下的字節(jié)用于存放指針，文件總共需要5塊。假定系統(tǒng)分配給該文件的磁盤塊號是：2354。于是，該文件在磁盤上的鏈接結(jié)構(gòu)圖如圖51所示。（2）首先要知道包含第1425字節(jié)的邏輯記錄應(yīng)該放在鏈接結(jié)構(gòu)的第幾塊。因?yàn)橐粋€(gè)邏輯記錄是250個(gè)字節(jié)，2個(gè)邏輯記錄放在一個(gè)磁盤塊里。所以 1425/（2502）=2（“/”表示整除運(yùn)算）即包含第1425字節(jié)的邏輯記錄應(yīng)該放在鏈接結(jié)構(gòu)的第3塊（注意，由于是用整除，所以第1塊應(yīng)該是0）。其次，文件系統(tǒng)沿著指針，把第3塊（也就是塊號為56的塊）讀入內(nèi)存緩沖區(qū)中。最后，由 1425%（2502）=425 （“%”表示求余運(yùn)算）且 25014252502所以把緩沖區(qū)里的第2個(gè)記錄讀到用戶指定的內(nèi)存區(qū)里。計(jì)算題3的圖示 4. 假設(shè)文件W有100個(gè)邏輯記錄，尺寸為512KB。磁盤塊的尺寸與邏輯記錄相同?，F(xiàn)要求分別用連續(xù)文件、串聯(lián)文件、索引文件的形式來存儲它。請： （1）畫出這三種文件的物理結(jié)構(gòu)圖； （2）若要隨機(jī)讀取記錄r7。試問在這三種結(jié)構(gòu)下，分別需要做多少次磁盤讀操作，并給出相應(yīng)說明（記錄號與磁盤塊號都從0開始）。 解：（1）三種文件的物理結(jié)構(gòu)圖如下： （2）若要隨機(jī)讀取記錄r7，在連續(xù)文件時(shí)，只需直接讀第107磁盤塊，因此只要做一次磁盤讀操作。在串聯(lián)文件時(shí)，先根據(jù)目錄項(xiàng)的指示，讀記錄r0所在磁盤塊100，從中得到r1所在磁盤塊號850，然后讀r1所在磁盤塊，從中得到r2所在位置，如此等等。因此，要讀記錄r7，需要做8次讀磁盤塊操作。在索引文件時(shí)，先根據(jù)目錄項(xiàng)的指示，讀入索引表，從表中查的記錄r7所在的磁盤塊號，據(jù)此讀入記錄r7。因此，需要進(jìn)行2次讀磁盤的操作。5. 某文件系統(tǒng)在每個(gè)文件的目錄項(xiàng)中，開辟出有6個(gè)元素的一個(gè)一維數(shù)組，用以描述文件的物理結(jié)構(gòu)。數(shù)組的前4個(gè)元素為直接索引表，第5個(gè)元素為一級間接索引，第6個(gè)元素為二級間接索引。磁盤塊尺寸為512字節(jié)，記錄磁盤塊號需要花費(fèi)2個(gè)字節(jié)。請回答：（1）該文件系統(tǒng)能建立的最大文件尺寸為多少字節(jié)？（2）名為ZONG的文件有268個(gè)記錄，每個(gè)記錄尺寸為512個(gè)字節(jié)，試畫出該文件的物理結(jié)構(gòu)。解：（1）該文件系統(tǒng)能建立的最大文件尺寸為： (4+256+2562) 512B=65796512=33687552B（2）文件ZONG有268個(gè)記錄，每個(gè)記錄尺寸為512個(gè)字節(jié)。這時(shí)： 268=4+256+8表明應(yīng)該用到二級索引，其物理結(jié)構(gòu)為：第6章習(xí)題答案一、填空1．信號量的物理意義是當(dāng)信號量值大于零時(shí)表示 可分配資源的個(gè)數(shù) ；當(dāng)信號量值小于零時(shí)，其絕對值為 等待使用該資源的進(jìn)程的個(gè)數(shù) 。2．所謂臨界區(qū)是指進(jìn)程程序中 需要互斥執(zhí)行的程序段 。3．用P、V操作管理臨界區(qū)時(shí)，一個(gè)進(jìn)程在進(jìn)入臨界區(qū)前應(yīng)對信號量執(zhí)行 P 操作，退出臨界區(qū)時(shí)應(yīng)對信號量執(zhí)行 V 操作。4．有m個(gè)進(jìn)程共享一個(gè)臨界資源。若使用信號量機(jī)制實(shí)現(xiàn)對臨界資源的互斥訪問，則該信號量取值最大為 1 ，最小為 ?（m?1）。注意，無論有多少個(gè)進(jìn)程，只要它們需要互斥訪問同一個(gè)臨界資源，那么管理該臨界資源的信號量初值就是1。當(dāng)有一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)時(shí)，信號量的值就變?yōu)?。隨后再想進(jìn)入的進(jìn)程只能等待。最多的情況是讓一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入后，其余（m?1）個(gè)進(jìn)程都在等待進(jìn)入。于是這時(shí)信號量取到最小值：?（m?1）。5．對信號量S的P操作原語中，使進(jìn)程進(jìn)入相應(yīng)信號量隊(duì)列等待的條件是 Vs0 。6．死鎖是指系統(tǒng)中多個(gè) 進(jìn)程 無休止地等待永遠(yuǎn)不會發(fā)生的事件出現(xiàn)。7．產(chǎn)生死鎖的4個(gè)必要條件是互斥、非剝奪、部分分配和 循環(huán)等待 。8．在銀行家算法中，如果一個(gè)進(jìn)程對資源提出的請求將會導(dǎo)致系統(tǒng)從 安全 的狀態(tài)進(jìn)入到 不安全 的狀態(tài)時(shí)，就暫時(shí)拒絕這一請求。9．信箱在邏輯上被分為 信箱頭 和 信箱體 兩部分。10．在操作系統(tǒng)中進(jìn)程間的通信可以分為 低級 通信與 高級 通信兩種。二、選擇1．P、V操作是 A 。A．兩條低級進(jìn)程通信原語 B．兩條高級進(jìn)程通信原語C．兩條系統(tǒng)調(diào)用命令 D．兩條特權(quán)指令2．進(jìn)程的并發(fā)執(zhí)行是指若干個(gè)進(jìn)程 B 。A．共享系統(tǒng)資源 B．在執(zhí)行的時(shí)間上是重疊的C．順序執(zhí)行 D．相互制約3．若信號量S初值為2，當(dāng)前值為?1，則表示有 B 個(gè)進(jìn)程在與S相關(guān)的隊(duì)列上等待。A．0 B．1 C．2 D．34．用P、V操作管理相關(guān)進(jìn)程的臨界區(qū)時(shí)，信號量的初值應(yīng)定義為 C 。A．?1 B．0 C．1 D．隨意5．用V操作喚醒一個(gè)等待進(jìn)程時(shí)，被喚醒進(jìn)程的狀態(tài)變?yōu)?B 。A．等待 B．就緒 C．運(yùn)行 D．完成6．若兩個(gè)并發(fā)進(jìn)程相關(guān)臨界區(qū)的互斥信號量MUTEX現(xiàn)在取值為0，則正確的描述應(yīng)該是 B 。A．沒有進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)B．有一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)C．有一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)，另一個(gè)在等待進(jìn)入臨界區(qū)D．不定7．在系統(tǒng)中采用按序分配資源的策略，將破壞產(chǎn)生死鎖的 D 條件。A．互斥 B．占有并等待 C．不可搶奪 D．循環(huán)等待8．某系統(tǒng)中有3個(gè)并發(fā)進(jìn)程，都需要4個(gè)同類資源。試問該系統(tǒng)不會產(chǎn)生死鎖的最少資源總數(shù)應(yīng)該是 B 。A．9 B．10 C．11 D．129．銀行家算法是一種 A 算法。A．死鎖避免 B．死鎖防止 C．死鎖檢測 D．死鎖解除10．信箱通信是進(jìn)程間的一種 B 通信方式。A．直接 B．間接 C．低級 D．信號量三、問答1．試說出圖630所給出的監(jiān)視程序A和計(jì)數(shù)程序B之間體現(xiàn)出一種什么關(guān)系，是“互斥”還是“同步”？為什么？圖630 監(jiān)視與計(jì)數(shù)答：圖中所給出的監(jiān)視程序A和計(jì)數(shù)程序B之間體現(xiàn)出的是一種互斥關(guān)系，因?yàn)樵诒O(jiān)視程序A里，要對