【正文】 路通道能使各子通道分時(shí)并行操作的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合而形成的一種新通道。其含有多個(gè)非分配型子通道分別連接在高、中速I(mǎi)/O設(shè)備上，子通道按時(shí)間片輪轉(zhuǎn)方式共享主通道，按數(shù)組方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，因而既具有很高的數(shù)據(jù)傳輸速率，又能獲得令人滿(mǎn)意的通道利用率。4. 如何解決因通道不足而產(chǎn)生的瓶頸問(wèn)題？解決因通道不足而產(chǎn)生的瓶頸問(wèn)題的最有效方法是增加設(shè)備到主機(jī)間的通路而不是增加通道。換言之，就是把一個(gè)設(shè)備連接到多個(gè)控制器上，而一個(gè)控制器又連接到多個(gè)通道上。這種多通路方式不僅可以解決該瓶頸問(wèn)題，而且能夠提高系統(tǒng)的可靠性，也即不會(huì)因?yàn)閭€(gè)別通道或控制器的故障而使設(shè)備與存儲(chǔ)器之間無(wú)法建立通路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。6. 試說(shuō)明I/O控制發(fā)展的主要推動(dòng)因素是什么？促使I/O控制不斷發(fā)展的幾個(gè)主要因素如下：，把CPU從繁雜的I/O控制中解脫出來(lái)，以便更多地去完成數(shù)據(jù)處理任務(wù)。，以提高CPU的利用率和系統(tǒng)的吞吐量。，使CPU和I/O設(shè)備都處于忙碌狀態(tài)，從而提高整個(gè)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(chǎng)合？I/O控制方式：程序I/O方式、中斷驅(qū)動(dòng)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，并且是無(wú)中斷的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；中斷驅(qū)動(dòng)I/O控制方式是普遍用于現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中；DMA I/O控制方式適用于I/O設(shè)備為塊設(shè)備時(shí)在和主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的一種I/O控制方式；當(dāng)I/O設(shè)備和主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換是一組數(shù)據(jù)塊時(shí)通常采用I/O通道控制方式，但此時(shí)要求系統(tǒng)必須配置相應(yīng)的通道及通道控制器。10. 在單緩沖情況下，為什么系統(tǒng)對(duì)一塊數(shù)據(jù)的處理時(shí)間為max(C, T)+M ?？在塊設(shè)備輸入時(shí)，假定從磁盤(pán)把一塊數(shù)據(jù)輸入到緩沖區(qū)的時(shí)間為T(mén)；操作系統(tǒng)將緩沖區(qū)數(shù)據(jù)傳送給用戶(hù)區(qū)的時(shí)間為M；而CPU對(duì)這一塊數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算得時(shí)間為C。在單緩沖情況下，由于設(shè)備的輸入操作和CPU的處理操作可以并行，所以系統(tǒng)對(duì)每一整塊數(shù)據(jù)的處理時(shí)間為max(C, T) + M。11. 為什么在雙緩沖情況下，系統(tǒng)對(duì)一塊數(shù)據(jù)的處理時(shí)間為max(C, T)？該方式又稱(chēng)緩沖對(duì)換方式，在設(shè)備輸入時(shí)，先將數(shù)據(jù)送入第一緩沖區(qū)，裝滿(mǎn)后便轉(zhuǎn)向第二緩沖區(qū)。此時(shí)操作系統(tǒng)可以從第一緩沖區(qū)移出數(shù)據(jù)，并送入用戶(hù)進(jìn)程。接著由CPU對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。在雙緩沖區(qū)中，不僅設(shè)備的輸入操作和CPU的處理操作可以并行，設(shè)備的輸入操作和數(shù)據(jù)的傳送操作也可以并行，因此耗時(shí)大約為max(C+M,T)?？紤]到M是內(nèi)存中數(shù)據(jù)塊的“搬家”耗時(shí)，非常短暫可以省略，因此近似地認(rèn)為是：max(C,T)15. 為什么要引入設(shè)備獨(dú)立性？如何實(shí)現(xiàn)設(shè)備獨(dú)立性？引入設(shè)備獨(dú)立性，可使應(yīng)用程序獨(dú)立于具體的物理設(shè)備，是設(shè)備分配具有靈活性。另外容易實(shí)現(xiàn)I/O重定向。為了實(shí)現(xiàn)設(shè)備獨(dú)立性，必須在設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序之上設(shè)置一層設(shè)備獨(dú)立性軟件，用來(lái)執(zhí)行所有I/O設(shè)備的公用操作，并向用戶(hù)層軟件提供統(tǒng)一接口。關(guān)鍵是系統(tǒng)中必須設(shè)置一張邏輯設(shè)備表LUT用來(lái)進(jìn)行邏輯設(shè)備到物理設(shè)備的映射，其中每個(gè)表目中包含了邏輯設(shè)備名、物理設(shè)備名和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序入口地址三項(xiàng)；當(dāng)應(yīng)用程序用邏輯設(shè)備名請(qǐng)求分配I/O設(shè)備時(shí)，系統(tǒng)必須為它分配相應(yīng)的物理設(shè)備，并在LUT中建立一個(gè)表目，以后進(jìn)程利用該邏輯設(shè)備名請(qǐng)求I/O操作時(shí)，便可從LUT中得到物理設(shè)備名和驅(qū)動(dòng)程序入口地址。16．在考慮到設(shè)備的獨(dú)立性時(shí)，應(yīng)如何分配獨(dú)占設(shè)備？在考慮到設(shè)備的獨(dú)立性時(shí)，應(yīng)按如下步驟來(lái)分配獨(dú)占設(shè)備：（1）進(jìn)程以邏輯設(shè)備名提出I/O請(qǐng)求。（2）根據(jù)邏輯設(shè)備表相應(yīng)表項(xiàng)獲得I/O請(qǐng)求的邏輯設(shè)備對(duì)應(yīng)類(lèi)型的物理設(shè)備在系統(tǒng)設(shè)備表中的指針。（3）從指針?biāo)肝恢闷痦樞驒z索系統(tǒng)設(shè)備表，直到找到一個(gè)屬于對(duì)應(yīng)I/O請(qǐng)求所用類(lèi)型、空閑可用且基于設(shè)備分配安全性算法驗(yàn)證為安全分配的設(shè)備的設(shè)備控制表，將對(duì)應(yīng)設(shè)備分配給請(qǐng)求進(jìn)程；如果未找到安全可用的空閑設(shè)備，則把請(qǐng)求進(jìn)程的進(jìn)程控制塊掛到相應(yīng)類(lèi)型設(shè)備的等待隊(duì)列上等待喚醒和分配。（4）系統(tǒng)把設(shè)備分配給I/O請(qǐng)求進(jìn)程后，再到該設(shè)備的設(shè)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(jù)其狀態(tài)字段判斷該控制器是否忙碌，若忙則把請(qǐng)求進(jìn)程的進(jìn)程控制塊掛到該控制器的等待隊(duì)列上；否則將該控制器分配給進(jìn)程。（5）系統(tǒng)把控制器分配給I/O請(qǐng)求進(jìn)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(jù)其狀態(tài)字段判斷該通道是否忙碌，若忙則把請(qǐng)求進(jìn)程的進(jìn)程控制塊掛到該通道的等待隊(duì)列上；否則將該通道分配給進(jìn)程。（6）只有在設(shè)備、控制器和通道三者都分配成功時(shí)，這次的設(shè)備分配才算成功，然后便可啟動(dòng)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。17．什么是虛擬設(shè)備？其實(shí)現(xiàn)所依賴(lài)的關(guān)鍵技術(shù)有哪些？虛擬設(shè)備是指通過(guò)虛擬技術(shù)，可將一臺(tái)獨(dú)占設(shè)備變換成若干臺(tái)邏輯設(shè)備，供若干個(gè)用戶(hù)（進(jìn)程）同時(shí)使用。由于多臺(tái)邏輯設(shè)備實(shí)際上并不存在，而只是給用戶(hù)的一種感覺(jué)，因此被稱(chēng)為虛擬設(shè)備。其實(shí)現(xiàn)所依賴(lài)的關(guān)鍵技術(shù)是SPOOLing技術(shù)。19．在實(shí)現(xiàn)后臺(tái)打印時(shí)，SPOOLING系統(tǒng)應(yīng)為請(qǐng)求I/O的進(jìn)程提供哪些服務(wù)？在實(shí)現(xiàn)后臺(tái)打印時(shí)，SPOOLing系統(tǒng)應(yīng)為請(qǐng)求I/O的進(jìn)程提供以下服務(wù)：（1）由輸出進(jìn)程在輸出井中為之申請(qǐng)一空閑盤(pán)塊區(qū)，并將要打印的數(shù)據(jù)送入其中；（2）輸出進(jìn)程再為用戶(hù)進(jìn)程申請(qǐng)一張空白的用戶(hù)打印表，并將用戶(hù)的打印要求填入其中，再將該表掛到請(qǐng)求打印隊(duì)列上。（3）一旦打印機(jī)空閑，輸出進(jìn)程便從請(qǐng)求打印隊(duì)列的隊(duì)首取出一張請(qǐng)求打印表，根據(jù)表中的要求將要打印的數(shù)據(jù)從輸出井傳送到內(nèi)存緩沖區(qū)，再由打印機(jī)進(jìn)行打印。第六章 文件管理1. 何謂數(shù)據(jù)項(xiàng)、記錄和文件？，可分為基本數(shù)據(jù)項(xiàng)和組合數(shù)據(jù)項(xiàng)?；緮?shù)據(jù)項(xiàng)是用于描述一個(gè)對(duì)象某種屬性的字符集，是數(shù)據(jù)組織中可以命名的最小邏輯數(shù)據(jù)單位，即原子數(shù)據(jù)，又稱(chēng)為數(shù)據(jù)元素或字段。組合數(shù)據(jù)項(xiàng)則由若干個(gè)基本數(shù)據(jù)項(xiàng)構(gòu)成。，用于描述一個(gè)對(duì)象某方面的屬性。、具有文件名的一組相關(guān)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(jié)構(gòu)？何謂文件的物理結(jié)構(gòu))文件的邏輯結(jié)構(gòu)是指從用戶(hù)的觀點(diǎn)出發(fā)所觀察到的文件組織形式，也就是用戶(hù)可以直接處理的數(shù)據(jù)及其結(jié)構(gòu)，它獨(dú)立于物理特性,；而文件的物理結(jié)構(gòu)則是指文件在外存上的存儲(chǔ)組織形式，與存儲(chǔ)介質(zhì)的存儲(chǔ)性能有關(guān)。5．如何提高對(duì)變長(zhǎng)記錄順序文件的檢索速度？為了提高對(duì)變長(zhǎng)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(zhǎng)度及指向?qū)?yīng)記錄的指針（即該記錄在邏輯地址空間的首址）作為相應(yīng)每個(gè)表項(xiàng)的內(nèi)容。由于索引表本身是一個(gè)定長(zhǎng)記錄的順序文件，若將其按記錄鍵排序，則可以實(shí)現(xiàn)對(duì)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(yīng)通過(guò)建立分組多級(jí)索引以進(jìn)一步提高檢索效率。8．試說(shuō)明順序文件的結(jié)構(gòu)及其優(yōu)點(diǎn)。順序文件中的記錄可按照兩種順序進(jìn)行排列，若各記錄按存入時(shí)間的先后排列所形成的文件是串結(jié)構(gòu)文件，若各記錄按關(guān)鍵字排列所形成的文件是順序結(jié)構(gòu)文件。定長(zhǎng)記錄通常采用此種結(jié)構(gòu)的文件。優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)系統(tǒng)對(duì)記錄進(jìn)行批量存取時(shí)，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(gè)物理塊的指針，顯式地存放在內(nèi)存的一張鏈表中，而對(duì)于查找記錄的過(guò)程也是在內(nèi)存中進(jìn)行的，因此相對(duì)于隱式鏈接方式，在檢索記錄時(shí)能有效地調(diào)高檢索速度，并能大大減少訪問(wèn)磁盤(pán)的次數(shù)，節(jié)省系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)。10．在MSDOS中有兩個(gè)文件A和B，A占用11，12，16和14四個(gè)盤(pán)塊；B占用13，18和20三個(gè)盤(pán)塊。試畫(huà)出在文件A和B中個(gè)盤(pán)塊間的鏈接情況及FAT的情況。FCB A FAT1110111213141516171819201216FCB B18EOF141320EOF12．假定一個(gè)文件系統(tǒng)的組織方式與MSDOS相似，在FAT中可有64K個(gè)指針，磁盤(pán)的盤(pán)塊大小為512B，試問(wèn)該文件系統(tǒng)能否指引一個(gè)512MB的磁盤(pán)？解：512MB/512B=1M個(gè)盤(pán)塊，而每個(gè)盤(pán)塊都應(yīng)有一個(gè)指針來(lái)指示，所以應(yīng)該有1M個(gè)指針，因此若有64K個(gè)指針則不能指引一個(gè)512MB的磁盤(pán)。13．為了快速訪問(wèn)，又易于更新，當(dāng)數(shù)據(jù)為以下形式時(shí)，應(yīng)選用何種文件組織方式。 ⑴ 不經(jīng)常更新，經(jīng)常隨機(jī)訪問(wèn)；⑵ 經(jīng)常更新，經(jīng)常按一定順序訪問(wèn)；⑶ 經(jīng)常更新，經(jīng)常隨機(jī)訪問(wèn)； ⑴ 不經(jīng)常更新，經(jīng)常隨機(jī)訪問(wèn)；——順序結(jié)構(gòu)⑵ 經(jīng)常更新，經(jīng)常按一定順序訪問(wèn)；——索引順序結(jié)構(gòu)⑶ 經(jīng)常更新，經(jīng)常隨機(jī)訪問(wèn)；——索引結(jié)構(gòu)14．在UNIX中，如果一個(gè)盤(pán)塊的大小為1KB，每個(gè)盤(pán)塊號(hào)占4個(gè)字節(jié)，即每塊可放256個(gè)地址。請(qǐng)轉(zhuǎn)換下列文件的字節(jié)偏移量為物理地址。 ⑴ 9999； ⑵ 18000； ⑶ 420000盤(pán)塊大小為1KB，盤(pán)塊號(hào)占4B，即每個(gè)盤(pán)塊最多可存放256個(gè)盤(pán)塊號(hào)。又根據(jù)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(jí)索引？目前廣泛采用的目錄結(jié)構(gòu)是樹(shù)型目錄結(jié)構(gòu)。它具有以下優(yōu)點(diǎn)：⑴能有效提高對(duì)目錄的檢索速度；⑵允許文件重名；⑶便于實(shí)現(xiàn)文件共享。18．采用單級(jí)目錄能否滿(mǎn)足對(duì)目錄管理的主要要求？為什么？采用單級(jí)目錄不能完全滿(mǎn)足對(duì)目錄管理的主要要求，只能實(shí)現(xiàn)目錄管理最基本的功能即按名存取。由于單級(jí)目錄結(jié)構(gòu)采用的是在系統(tǒng)只配置一張目錄表用來(lái)記錄系統(tǒng)中所有文件的相關(guān)信息，因此此目錄文件可能會(huì)非常大，在查找時(shí)速度慢，另外不允許用戶(hù)文件有重名的現(xiàn)象，再者由于單級(jí)目錄中要求所有用戶(hù)須使用相同的名字來(lái)共享同一個(gè)文件，這樣又會(huì)產(chǎn)生重名問(wèn)題，因此不便于實(shí)現(xiàn)文件共享。19．目前廣泛采用的目錄結(jié)構(gòu)是哪種？它有什么優(yōu)點(diǎn)？目前廣泛采用的目錄結(jié)構(gòu)是樹(shù)型目錄結(jié)構(gòu)。它具有以下優(yōu)點(diǎn)：；假定文件系統(tǒng)中有N個(gè)文件，在單級(jí)目錄中，最多要檢索N個(gè)目錄項(xiàng)，但對(duì)于有i級(jí)的樹(shù)型目錄，在目錄中每檢索一個(gè)指定文件，最多可能要檢索i*個(gè)目錄項(xiàng)。；由于在樹(shù)型結(jié)構(gòu)的文件系統(tǒng)中，是利用文件路徑名來(lái)檢索文件的，故允許每個(gè)用戶(hù)在自己的分目錄中使用與其他用戶(hù)文件相同的名字。；在樹(shù)型目錄中，用戶(hù)可通過(guò)路徑名來(lái)共享其他用戶(hù)的文件，也可將一個(gè)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(shí)現(xiàn)方式也非常簡(jiǎn)單，系統(tǒng)只需在用戶(hù)的目錄文件中增設(shè)一個(gè)目錄項(xiàng)，填上用戶(hù)賦予該共享文件的新文件名，以及該共享文件的唯一標(biāo)識(shí)符即可。20．Hash檢索法有何優(yōu)點(diǎn)？又有何局限性？在Hash檢索法中，系統(tǒng)利用用戶(hù)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(duì)于使用了通配符的文件名，系統(tǒng)是無(wú)法使用Hash檢索法檢索目錄的。23．有一計(jì)算機(jī)系統(tǒng)利用圖633所示的位示圖來(lái)管理空閑盤(pán)塊。盤(pán)塊的大小為1KB，現(xiàn)要為某文件分配量個(gè)盤(pán)塊，試說(shuō)明盤(pán)塊的具體分配過(guò)程。123456789101112131415161111111111111111121111111111111111311011111111111114111111011110111150000000000000000圖633 某計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的位示圖分配量個(gè)盤(pán)塊的過(guò)程如下：⑴ 順序掃描位示圖，從中找到第一個(gè)值為0的二進(jìn)制位，得到其行號(hào)i=3，列號(hào)j=3。⑵ 將所找到的二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換成與之對(duì)應(yīng)的盤(pán)塊號(hào)。盤(pán)塊號(hào)計(jì)算公式為：b=（31）*16+3=35；⑶ 修改位示圖，令map[3，3]=1，并將該盤(pán)塊分配出去。類(lèi)似地，可使用相同的方法找到第二個(gè)值為0的二進(jìn)制位，得到行號(hào)i=4，列號(hào)j=7，其對(duì)應(yīng)的盤(pán)塊號(hào)為55，令map[i，j]=1，并將該盤(pán)塊分配出去。24．某操作系統(tǒng)的磁盤(pán)文件空間共有500塊，若用字長(zhǎng)為32位的位示圖管理磁盤(pán)空間，試問(wèn)：⑴ 位示圖需要多少字？⑵ 第i字第j位對(duì)應(yīng)的塊號(hào)是多少？⑶ 給出申請(qǐng)/歸還一塊的工作流程。[500/32]z=16個(gè)字b=(i1)*32+j=32(i1)+j (b從1開(kāi)始計(jì)數(shù)，i，j也從1開(kāi)始計(jì)數(shù))根據(jù)盤(pán)塊號(hào)b求出：i = (b1)/32 + 1。 j = (b1)%32 + 1。 將第i字第j位置0