【正文】 率高和字節(jié)多路通道能使各子通道分時并行操作的優(yōu)點相結合而形成的一種新通道。其含有多個非分配型子通道分別連接在高、中速I/O設備上，子通道按時間片輪轉方式共享主通道，按數組方式進行數據傳送，因而既具有很高的數據傳輸速率，又能獲得令人滿意的通道利用率。4. 如何解決因通道不足而產生的瓶頸問題？解決因通道不足而產生的瓶頸問題的最有效方法是增加設備到主機間的通路而不是增加通道。換言之，就是把一個設備連接到多個控制器上，而一個控制器又連接到多個通道上。這種多通路方式不僅可以解決該瓶頸問題，而且能夠提高系統(tǒng)的可靠性，也即不會因為個別通道或控制器的故障而使設備與存儲器之間無法建立通路進行數據傳輸。6. 試說明I/O控制發(fā)展的主要推動因素是什么？促使I/O控制不斷發(fā)展的幾個主要因素如下：，把CPU從繁雜的I/O控制中解脫出來，以便更多地去完成數據處理任務。，以提高CPU的利用率和系統(tǒng)的吞吐量。，使CPU和I/O設備都處于忙碌狀態(tài)，從而提高整個系統(tǒng)的資源利用率和系統(tǒng)吞吐量。7. 有哪幾種I/O控制方式？各適用于何種場合？I/O控制方式：程序I/O方式、中斷驅動I/O控制方式、DMAI/O控制方式、I/O通道控制方式。程序I/O方式適用于早期的計算機系統(tǒng)中，并且是無中斷的計算機系統(tǒng)；中斷驅動I/O控制方式是普遍用于現代的計算機系統(tǒng)中；DMA I/O控制方式適用于I/O設備為塊設備時在和主機進行數據交換的一種I/O控制方式；當I/O設備和主機進行數據交換是一組數據塊時通常采用I/O通道控制方式，但此時要求系統(tǒng)必須配置相應的通道及通道控制器。10. 在單緩沖情況下，為什么系統(tǒng)對一塊數據的處理時間為max(C, T)+M ?？在塊設備輸入時，假定從磁盤把一塊數據輸入到緩沖區(qū)的時間為T；操作系統(tǒng)將緩沖區(qū)數據傳送給用戶區(qū)的時間為M；而CPU對這一塊數據進行計算得時間為C。在單緩沖情況下，由于設備的輸入操作和CPU的處理操作可以并行，所以系統(tǒng)對每一整塊數據的處理時間為max(C, T) + M。11. 為什么在雙緩沖情況下，系統(tǒng)對一塊數據的處理時間為max(C, T)？該方式又稱緩沖對換方式，在設備輸入時，先將數據送入第一緩沖區(qū)，裝滿后便轉向第二緩沖區(qū)。此時操作系統(tǒng)可以從第一緩沖區(qū)移出數據，并送入用戶進程。接著由CPU對數據進行計算。在雙緩沖區(qū)中，不僅設備的輸入操作和CPU的處理操作可以并行，設備的輸入操作和數據的傳送操作也可以并行，因此耗時大約為max(C+M,T)。考慮到M是內存中數據塊的“搬家”耗時，非常短暫可以省略，因此近似地認為是：max(C,T)15. 為什么要引入設備獨立性？如何實現設備獨立性？引入設備獨立性，可使應用程序獨立于具體的物理設備，是設備分配具有靈活性。另外容易實現I/O重定向。為了實現設備獨立性，必須在設備驅動程序之上設置一層設備獨立性軟件，用來執(zhí)行所有I/O設備的公用操作，并向用戶層軟件提供統(tǒng)一接口。關鍵是系統(tǒng)中必須設置一張邏輯設備表LUT用來進行邏輯設備到物理設備的映射，其中每個表目中包含了邏輯設備名、物理設備名和設備驅動程序入口地址三項；當應用程序用邏輯設備名請求分配I/O設備時，系統(tǒng)必須為它分配相應的物理設備，并在LUT中建立一個表目，以后進程利用該邏輯設備名請求I/O操作時，便可從LUT中得到物理設備名和驅動程序入口地址。16．在考慮到設備的獨立性時，應如何分配獨占設備？在考慮到設備的獨立性時，應按如下步驟來分配獨占設備：（1）進程以邏輯設備名提出I/O請求。（2）根據邏輯設備表相應表項獲得I/O請求的邏輯設備對應類型的物理設備在系統(tǒng)設備表中的指針。（3）從指針所指位置起順序檢索系統(tǒng)設備表，直到找到一個屬于對應I/O請求所用類型、空閑可用且基于設備分配安全性算法驗證為安全分配的設備的設備控制表，將對應設備分配給請求進程；如果未找到安全可用的空閑設備，則把請求進程的進程控制塊掛到相應類型設備的等待隊列上等待喚醒和分配。（4）系統(tǒng)把設備分配給I/O請求進程后，再到該設備的設備控制表中找出與其相連接的控制器的控制器控制表，根據其狀態(tài)字段判斷該控制器是否忙碌，若忙則把請求進程的進程控制塊掛到該控制器的等待隊列上；否則將該控制器分配給進程。（5）系統(tǒng)把控制器分配給I/O請求進程后，再到該控制器的控制器控制表中找出與其相連接的通道的通道控制表，根據其狀態(tài)字段判斷該通道是否忙碌，若忙則把請求進程的進程控制塊掛到該通道的等待隊列上；否則將該通道分配給進程。（6）只有在設備、控制器和通道三者都分配成功時，這次的設備分配才算成功，然后便可啟動設備進行數據傳送。17．什么是虛擬設備？其實現所依賴的關鍵技術有哪些？虛擬設備是指通過虛擬技術，可將一臺獨占設備變換成若干臺邏輯設備，供若干個用戶（進程）同時使用。由于多臺邏輯設備實際上并不存在，而只是給用戶的一種感覺，因此被稱為虛擬設備。其實現所依賴的關鍵技術是SPOOLing技術。19．在實現后臺打印時，SPOOLING系統(tǒng)應為請求I/O的進程提供哪些服務？在實現后臺打印時，SPOOLing系統(tǒng)應為請求I/O的進程提供以下服務：（1）由輸出進程在輸出井中為之申請一空閑盤塊區(qū)，并將要打印的數據送入其中；（2）輸出進程再為用戶進程申請一張空白的用戶打印表，并將用戶的打印要求填入其中，再將該表掛到請求打印隊列上。（3）一旦打印機空閑，輸出進程便從請求打印隊列的隊首取出一張請求打印表，根據表中的要求將要打印的數據從輸出井傳送到內存緩沖區(qū)，再由打印機進行打印。第六章 文件管理1. 何謂數據項、記錄和文件？，可分為基本數據項和組合數據項?；緮祿検怯糜诿枋鲆粋€對象某種屬性的字符集，是數據組織中可以命名的最小邏輯數據單位，即原子數據，又稱為數據元素或字段。組合數據項則由若干個基本數據項構成。，用于描述一個對象某方面的屬性。、具有文件名的一組相關信息的集合提。4. 何謂邏輯文件？何謂物理文件？(何謂文件邏輯結構？何謂文件的物理結構)文件的邏輯結構是指從用戶的觀點出發(fā)所觀察到的文件組織形式，也就是用戶可以直接處理的數據及其結構，它獨立于物理特性,；而文件的物理結構則是指文件在外存上的存儲組織形式，與存儲介質的存儲性能有關。5．如何提高對變長記錄順序文件的檢索速度？為了提高對變長記錄順序文件的檢索速度，可為其建立一張索引表，以主文件中每條記錄的長度及指向對應記錄的指針（即該記錄在邏輯地址空間的首址）作為相應每個表項的內容。由于索引表本身是一個定長記錄的順序文件，若將其按記錄鍵排序，則可以實現對主文件的方便快速的直接存取。需要指出的是，如果文件較大，應通過建立分組多級索引以進一步提高檢索效率。8．試說明順序文件的結構及其優(yōu)點。順序文件中的記錄可按照兩種順序進行排列，若各記錄按存入時間的先后排列所形成的文件是串結構文件，若各記錄按關鍵字排列所形成的文件是順序結構文件。定長記錄通常采用此種結構的文件。優(yōu)點：當系統(tǒng)對記錄進行批量存取時，順序文件的存取效率是所有邏輯文件中最高的。9．在鏈接式文件中常采用哪幾種連接方式？為什么？在鏈接式文件中常采用顯式鏈接方法，由于這種鏈接方式是把用于鏈接文件各個物理塊的指針，顯式地存放在內存的一張鏈表中，而對于查找記錄的過程也是在內存中進行的，因此相對于隱式鏈接方式，在檢索記錄時能有效地調高檢索速度，并能大大減少訪問磁盤的次數，節(jié)省系統(tǒng)開銷。10．在MSDOS中有兩個文件A和B，A占用11，12，16和14四個盤塊；B占用13，18和20三個盤塊。試畫出在文件A和B中個盤塊間的鏈接情況及FAT的情況。FCB A FAT1110111213141516171819201216FCB B18EOF141320EOF12．假定一個文件系統(tǒng)的組織方式與MSDOS相似，在FAT中可有64K個指針，磁盤的盤塊大小為512B，試問該文件系統(tǒng)能否指引一個512MB的磁盤？解：512MB/512B=1M個盤塊，而每個盤塊都應有一個指針來指示，所以應該有1M個指針，因此若有64K個指針則不能指引一個512MB的磁盤。13．為了快速訪問，又易于更新，當數據為以下形式時，應選用何種文件組織方式。 ⑴ 不經常更新，經常隨機訪問；⑵ 經常更新，經常按一定順序訪問；⑶ 經常更新，經常隨機訪問； ⑴ 不經常更新，經常隨機訪問；——順序結構⑵ 經常更新，經常按一定順序訪問；——索引順序結構⑶ 經常更新，經常隨機訪問；——索引結構14．在UNIX中，如果一個盤塊的大小為1KB，每個盤塊號占4個字節(jié)，即每塊可放256個地址。請轉換下列文件的字節(jié)偏移量為物理地址。 ⑴ 9999； ⑵ 18000； ⑶ 420000盤塊大小為1KB，盤塊號占4B，即每個盤塊最多可存放256個盤塊號。又根據UNIX系統(tǒng)中采用的混合索引分配方式可知：9999/1024=9余78318000/1024=17余592420000/1024=410余16015．什么是索引文件？為什么要引入多級索引？目前廣泛采用的目錄結構是樹型目錄結構。它具有以下優(yōu)點：⑴能有效提高對目錄的檢索速度；⑵允許文件重名；⑶便于實現文件共享。18．采用單級目錄能否滿足對目錄管理的主要要求？為什么？采用單級目錄不能完全滿足對目錄管理的主要要求，只能實現目錄管理最基本的功能即按名存取。由于單級目錄結構采用的是在系統(tǒng)只配置一張目錄表用來記錄系統(tǒng)中所有文件的相關信息，因此此目錄文件可能會非常大，在查找時速度慢，另外不允許用戶文件有重名的現象，再者由于單級目錄中要求所有用戶須使用相同的名字來共享同一個文件，這樣又會產生重名問題，因此不便于實現文件共享。19．目前廣泛采用的目錄結構是哪種？它有什么優(yōu)點？目前廣泛采用的目錄結構是樹型目錄結構。它具有以下優(yōu)點：；假定文件系統(tǒng)中有N個文件，在單級目錄中，最多要檢索N個目錄項，但對于有i級的樹型目錄，在目錄中每檢索一個指定文件，最多可能要檢索i*個目錄項。；由于在樹型結構的文件系統(tǒng)中，是利用文件路徑名來檢索文件的，故允許每個用戶在自己的分目錄中使用與其他用戶文件相同的名字。；在樹型目錄中，用戶可通過路徑名來共享其他用戶的文件，也可將一個共享文件鏈接到自己的目錄下，從而使文件的共享變得更為方便，其實現方式也非常簡單，系統(tǒng)只需在用戶的目錄文件中增設一個目錄項，填上用戶賦予該共享文件的新文件名，以及該共享文件的唯一標識符即可。20．Hash檢索法有何優(yōu)點？又有何局限性？在Hash檢索法中，系統(tǒng)利用用戶提供的文件名并將它變換為文件目錄的索引值，再利用該索引值到目錄中去查找，這樣能有效地提高目錄的檢索速度，但Hash檢索法也有局限性即對于使用了通配符的文件名，系統(tǒng)是無法使用Hash檢索法檢索目錄的。23．有一計算機系統(tǒng)利用圖633所示的位示圖來管理空閑盤塊。盤塊的大小為1KB，現要為某文件分配量個盤塊，試說明盤塊的具體分配過程。123456789101112131415161111111111111111121111111111111111311011111111111114111111011110111150000000000000000圖633 某計算機系統(tǒng)的位示圖分配量個盤塊的過程如下：⑴ 順序掃描位示圖，從中找到第一個值為0的二進制位，得到其行號i=3，列號j=3。⑵ 將所找到的二進制位轉換成與之對應的盤塊號。盤塊號計算公式為：b=（31）*16+3=35；⑶ 修改位示圖，令map[3，3]=1，并將該盤塊分配出去。類似地，可使用相同的方法找到第二個值為0的二進制位，得到行號i=4，列號j=7，其對應的盤塊號為55，令map[i，j]=1，并將該盤塊分配出去。24．某操作系統(tǒng)的磁盤文件空間共有500塊，若用字長為32位的位示圖管理磁盤空間，試問：⑴ 位示圖需要多少字？⑵ 第i字第j位對應的塊號是多少？⑶ 給出申請/歸還一塊的工作流程。[500/32]z=16個字b=(i1)*32+j=32(i1)+j (b從1開始計數，i，j也從1開始計數)根據盤塊號b求出：i = (b1)/32 + 1。 j = (b1)%32 + 1。 將第i字第j位置026