为10%，求内存的有效存取时间。 答：

访问主存的时间可用下面公式表示：

访问主存时间=主存的命中率*（快表的命中率*访问快表的时间+执行实际操作访问主存的时间）+页面失效率*页面失效时的访问时间 (6’)

因此 TA=(1-0.1)*[0.75*1+(1-0.75)*(8+1)+8]+0.1*5000 (4’)

11在一个虚拟存储器系统中，一次访问主存的时间用TA1表示，一个访问外存的时间用TA2表示。假定TA1=10^-7秒，TA2=10^-2秒。试问，为了使访问效率达到80%以上，命中率H至少应该达到多少？ 答：

访问效率：e=TA1/TA=0.8 (2’) TA=TA1/0.8=1.25*10^-7 s ( 2’) TA=H*TA1+(1-H)*TA2=H(TA1-TA2)+TA2 H=(TA-TA2)/(TA1-TA2) (2’)

解得 H=(1.25*10^-7-10^-2)/(10^-7 – 10^-2)=0.999975 (2’)

因此，为了使访问效率达到80%以上，命中率H至少应该达到0.999975。(2’)

第六章—文件系统

名词解释

1逻辑记录

用户构造文件时使用的一个信息单位。通常以逻辑记录为单位存取文件。

2物理记录

文件存储器上组织信息的一个单位。它是文件存储器识别信息的单位。

3文件

是命名的相关信息的集合体，它通常存放在外存（如磁盘、磁带）上，可以作为一个独立单位存放并实施相应的操作（如打开、关闭、读、写等）。

4文件系统

操作系统中负责操纵和管理文件的一整套设施，它实现文件的共享和保护，方便用户“按名存取”。

5目录项

为了加快对文件的检索，把文件控制块集中在一起进行管理。这种文件控制块的有序集合称为文件目录。当然，文件控制块也是其中的目录项。

6目录文件

全由目录项构成的文件成为目录文件。

7路径

在树形目录结构中，从根目录出发经由所需子目录到达指定文件的通路。

8当前目录

为节省文件检索的时间，每个用户可以指定一个目录作为当前工作目录，以后访问文件时，就从这个目录开始向下顺序检索。这个目录就称作当前目录。

9文件的逻辑组织

用户对文件的观察和使用是从自身处理文件数据时所采用的组织方式来看待文件组织形式。这种从用户观点出发所见到的文件组织形式称为文件的逻辑组织。

10文件的物理组织

文件在存储设备上的存储组织形式称为文件的物理组织。

11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。

12存取权限

用户或系统为文件规定的谁能访问，以及如何访问的方式

简答题

1什么是文件、文件系统？文件系统有哪些功能？

答：在计算机系统中，文件被解释为一组赋名的相关字符流的集合，或者是相关记录的集合。 文件系统是操作系统中与管理文件有关的软件和数据。

文件系统的功能是为用户建立文件，撤销、读写修改和复制文件，以及完成对文件的按名存取和进行存取控制。

2文件系统一般按什么分类？可以分为那几类？

答：文件系统一般按性质，用途，组织形式，文件中的信息流向或文件的保护级别等分类：按文件的性质与用途可以分为系统文件，库文件和用户文件。按文件的组织形式可以分为普通文件，目录文件和特殊文件。按文件中的信息流向可以分为输入文件，输出文件和输入/输出文件。按文件的保护级别可以分为只读文件，读写文件，可执行文件和不保护文件。

3什么是文件的逻辑结构，什么是记录？

答：文件的逻辑结构就是用户可见的结构，可分为字符流式的无结构文件和记录式的有结构文件两大类。

记录是一个具有特定意义的信息单位，它由该记录在文件中的逻辑地址（相对位置）与记录名所对应的一组关键字，属性及其属性值所组成。

4什么是文件目录？文件目录中包含那些信息？ 答：一个文件的文件名和对该文件实施控制管理的说明信息称为该文件的说明信息，又称为

该文件的目录。

文件目录中包含文件名、与文件名相对应的文件内部标识以及文件信息在文件存储设备上第一个物理块的地址等信息。另外还可能包含关于文件逻辑结构、物理结构、存取控制和管理等信息。

5文件系统中目录结构主要有哪几种？分别说明各自的实现思想？

答：文件系统中的目录结构主要有：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。

单级目录结构——在这种组织方式下，全部文件都登记在同一目录中。

二级目录结构——在主文件目录中登载了各个用户的名称，每个用户有自己的用户文件目录。

树形目录结构——在这种结构中，只有一个根目录，每一级目录可以是下级目录的说明，也可以是包含文件的说明。从根开始一层一层地扩展下去，就形成一个树形层次结构。 非循环图目录结构——树形目录结构的自然推广就是非循环图目录结构，它允许一个文件或目录可在多个父目录中占有项目，但并不构成环路。

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