【正文】 。2．有些操作系統(tǒng)提供系統(tǒng)調用命令RENAME給文件重新命名。同樣，也可以通過把一個文件復制到一個新文件、然后刪除舊文件的方法達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，用戶要提供兩個參數：舊文件名，新文件名。RENAME命令將根據舊文件名找到文件的目錄項，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行復制，為其起一個新的名字，然后再刪除舊的文件。這時，復制過程猶如創(chuàng)建一個文件，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到給文件重新命名的目的，但顯得要比前一種方法復雜一些。3．“文件目錄”和“目錄文件”有何不同？答：“文件目錄”是指一個文件的目錄項，里面存放著文件的有關數據信息?！澳夸浳募眲t是指如果文件很多，那么文件目錄項的數量也就很多。為此，操作系統(tǒng)經常把這些目錄項匯集在一起，作為一個文件來加以管理，這就是所謂的“目錄文件”。因此，“文件目錄”和“目錄文件”是兩個不同的概念，不能混為一談。4．一個文件的絕對路徑名和相對路徑名有何不同？答：在樹型目錄結構中，用戶要訪問一個文件，必須使用文件的路徑名來標識文件。從根目錄出發(fā)、一直到所要訪問的文件，將所經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。如果是從當前目錄出發(fā)，一直到所要訪問的文件，將所經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，一個文件的絕對路徑名是惟一的。相對路徑名總是從當前目錄往下，所以文件的相對路徑名與當前位置有關，是不惟一的。5．試述“創(chuàng)建文件”與“打開文件”兩個系統(tǒng)調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，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”是這個文件已經存在，只是它的有關信息不在內存。因此，打開文件最主要的功能是把該文件FCB中的信息復制到內存中，以便為隨后對文件的操作帶來便利。6．試述“刪除文件”與“關閉文件”兩個系統(tǒng)調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，這個文件就在系統(tǒng)里消失了；而“關閉文件”最主要的功能是把復制到內存活動目錄表里的該文件的FCB信息取消。這樣一來，在內存活動目錄表里沒有了該文件的信息，就不能夠對這個文件進行讀、寫了。所以，關閉一個文件后，這個文件還存在，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里的信息復制到內存的活動目錄表），然后再進行操作。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。正因為如此，操作系統(tǒng)才考慮在對文件進行操作前，先將其打開，把文件的FCB內容復制到內存中來。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，以便在使用文件時能減少與磁盤的交往次數。那么應該把這一功能安排在哪個系統(tǒng)調用里合適？如何安排？答：文件系統(tǒng)中設置打開命令的根本目的，是減少文件操作時與磁盤的交往次數。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，那么只需把這一功能安排在讀或寫系統(tǒng)調用命令里。這時，在讀、寫命令功能前面添加這樣的處理：總是先到內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被打開，于是就可以立即進行所需要的讀、寫操作；如果沒有找到，那么表明在此前文件還沒有打開。于是應該先按照文件名，到磁盤上去查找該文件的FCB，把它復制到內存的活動目錄表里，然后再進行對它的操作。9. 何為“獨立磁盤冗余陣列（RAID）”？答：在磁盤上組織數據時，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，存儲有關數據的額外的信息，它們或是數據本身的備份，或是諸如差錯糾正碼、奇偶校驗碼等信息。這樣的冗余信息，在系統(tǒng)出錯或磁盤損壞時，可以用來進行對數據的糾錯，或修復，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，也可以增強磁盤的可靠性。當前，將同時具有這兩種性能的磁盤陣列稱為“獨立磁盤冗余陣列（RAID）”。四、計算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。假定表示一個磁盤地址需要D個二進制位，一個磁盤共有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，共需要B個二進制位構成位示圖的存儲空間；另一方面，現在共有F個空閑塊，而表示一個磁盤地址（即一個空閑塊）需要D個二進制位。所以在當前條件下，用成組鏈接法來管理磁盤空間中的F個空閑塊時，要用FD個二進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個字符，每個邏輯記錄長為160個字符?，F在有1000個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，這時磁帶存儲空間的利用率是多少？（2）采用以5個邏輯記錄為一組的成組技術進行存放，這時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%，應該多少個邏輯記錄為一組？解：（1）如果不采用記錄成組技術，存放一個邏輯記錄，就要有一個記錄間隙。因為磁帶的存儲密度為每英寸800個字符，每個邏輯記錄長為160個字符。所以一個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個邏輯記錄為一組的成組技術進行存放，表示存放5個邏輯記錄后，有一個記錄間隙。5個邏輯記錄占用的磁帶長度是： 5=1（英寸）。所以，這時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%，假定應該x個邏輯記錄為一組。這就是說，存放x個邏輯記錄后，有一個記錄間隙。x個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+）=解這個一元一次方程式，x=3。也就是說，當把3個以上的邏輯記錄組成一組時，磁帶存儲空間的利用率將大于50%。3．假定有一個名為MYFILE的文件，共有10個邏輯記錄，每個邏輯記錄長為250個字節(jié)。磁盤塊尺寸為512字節(jié)，磁盤地址需要2個字節(jié)表示。把MYFILE采用鏈接結構存儲在磁盤上。（1）畫出該文件在磁盤上的鏈接結構圖（磁盤塊號自定）。（2）現在用戶要讀文件上包含第1425個字符的邏輯記錄。給出完成這一請求的主要工作步驟。解：（1）由于每個邏輯記錄長為250個字節(jié)，磁盤塊尺寸為512字節(jié)。所以，每個磁盤塊里可以存放兩個邏輯記錄，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構圖如圖51所示。（2）首先要知道包含第1425字節(jié)的邏輯記錄應該放在鏈接結構的第幾塊。因為一個邏輯記錄是250個字節(jié)，2個邏輯記錄放在一個磁盤塊里。所以 1425/（2502）=2（“/”表示整除運算）即包含第1425字節(jié)的邏輯記錄應該放在鏈接結構的第3塊（注意，由于是用整除，所以第1塊應該是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）讀入內存緩沖區(qū)中。最后，由 1425%（2502）=425 （“%”表示求余運算）且 25014252502所以把緩沖區(qū)里的第2個記錄讀到用戶指定的內存區(qū)里。計算題3的圖示 4. 假設文件W有100個邏輯記錄，尺寸為512KB。磁盤塊的尺寸與邏輯記錄相同?，F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構圖； （2）若要隨機讀取記錄r7。試問在這三種結構下，分別需要做多少次磁盤讀操作，并給出相應說明（記錄號與磁盤塊號都從0開始）。 解：（1）三種文件的物理結構圖如下： （2）若要隨機讀取記錄r7，在連續(xù)文件時，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，先根據目錄項的指示，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，先根據目錄項的指示，讀入索引表，從表中查的記錄r7所在的磁盤塊號，據此讀入記錄r7。因此，需要進行2次讀磁盤的操作。5. 某文件系統(tǒng)在每個文件的目錄項中，開辟出有6個元素的一個一維數組，用以描述文件的物理結構。數組的前4個元素為直接索引表，第5個元素為一級間接索引，第6個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2個字節(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個記錄，每個記錄尺寸為512個字節(jié)，試畫出該文件的物理結構。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個記錄，每個記錄尺寸為512個字節(jié)。這時： 268=4+256+8表明應該用到二級索引，其物理結構為：第6章習題答案一、填空1．信號量的物理意義是當信號量值大于零時表示 可分配資源的個數 ；當信號量值小于零時，其絕對值為 等待使用該資源的進程的個數 。2．所謂臨界區(qū)是指進程程序中 需要互斥執(zhí)行的程序段 。3．用P、V操作管理臨界區(qū)時，一個進程在進入臨界區(qū)前應對信號量執(zhí)行 P 操作，退出臨界區(qū)時應對信號量執(zhí)行 V 操作。4．有m個進程共享一個臨界資源。若使用信號量機制實現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，無論有多少個進程，只要它們需要互斥訪問同一個臨界資源，那么管理該臨界資源的信號量初值就是1。當有一個進程進入臨界區(qū)時，信號量的值就變?yōu)?。隨后再想進入的進程只能等待。最多的情況是讓一個進程進入后，其余（m?1）個進程都在等待進入。于是這時信號量取到最小值：?（m?1）。5．對信號量S的P操作原語中，使進程進入相應信號量隊列等待的條件是 Vs0 。6．死鎖是指系統(tǒng)中多個 進程 無休止地等待永遠不會發(fā)生的事件出現。7．產生死鎖的4個必要條件是互斥、非剝奪、部分分配和 循環(huán)等待 。8．在銀行家算法中，如果一個進程對資源提出的請求將會導致系統(tǒng)從 安全 的狀態(tài)進入到 不安全 的狀態(tài)時，就暫時拒絕這一請求。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．兩條低級進程通信原語 B．兩條高級進程通信原語C．兩條系統(tǒng)調用命令 D．兩條特權指令2．進程的并發(fā)執(zhí)行是指若干個進程 B 。A．共享系統(tǒng)資源 B．在執(zhí)行的時間上是重疊的C．順序執(zhí)行 D．相互制約3．若信號量S初值為2，當前值為?1，則表示有 B 個進程在與S相關的隊列上等待。A．0 B．1 C．2 D．34．用P、V操作管理相關進程的臨界區(qū)時，信號量的初值應定義為 C 。A．?1 B．0 C．1 D．隨意5．用V操作喚醒一個等待進程時，被喚醒進程的狀態(tài)變?yōu)?B 。A．等待 B．就緒 C．運行 D．完成6．若兩個并發(fā)進程相關臨界區(qū)的互斥信號量MUTEX現在取值為0，則正確的描述應該是 B 。A．沒有進程進入臨界區(qū)B．有一個進程進入臨界區(qū)C．有一個進程進入臨界區(qū)，另一個在等待進入臨界區(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個并發(fā)進程，都需要4個同類資源。試問該系統(tǒng)不會產生死鎖的最少資源總數應該是 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和計數程序B之間體現出一種什么關系，是“互斥”還是“同步”？為什么？圖630 監(jiān)視與計數答：圖中所給出的監(jiān)視程序A和計數程序B之間體現出的是一種互斥關系，因為在監(jiān)視程序A里，要對共享變量COUNT進行操作： COUNT=COUNT+1。在計數程序B里要對共享變量COUNT進行操作： 打印COUNT的值。 COUNT=0。這兩段程序是不能交叉進行的，不然就會出現與時間有關的錯誤。2．模仿教材中的圖64，畫出COPY和PUT之間的直接依賴關系。然后把兩個圖匯集在一起，體會它們三者之間正確的同步關系。再模仿教材中的圖69，能用信號量及P、V操作來正確處理GET、COPY和PUT三者之間的協(xié)同工作關系嗎？答：下圖給出了GET、COPY和PUT三者間正確的同步關系：GET在向COPY發(fā)“可以拷貝”的消息后，要等待COPY發(fā)來“拷