1、操作系統(tǒng)原理課程總結(jié)軟件學(xué)院2011.6.2第8章 內(nèi)存管理明確邏輯地址和物理地址明確動態(tài)加載和動態(tài)鏈接的各自作用明確連續(xù)內(nèi)存分配方法和內(nèi)存映射和保護方法。明確非連續(xù)內(nèi)存分配方法（分頁機制、保護方法、共享方法等）明確頁表的結(jié)構(gòu)有哪幾種形式，各自的方法明確分段管理方法填空題1.頁表的作用是實現(xiàn)從頁號到物理快號的地址映射。2.在頁式管理系統(tǒng)中，用戶程序中使用的地址稱為 邏輯地址 ，實際訪問主存時由系統(tǒng)將它轉(zhuǎn)化為 物理地址 。3.分頁管理是把內(nèi)存分為大小相等的區(qū)，每個區(qū)稱為頁幀(或頁框)，而把程序的邏輯空間分為若干頁，頁的大小與頁幀的大小 相等 。4.在分頁存儲管理中，為了加快地址變換速度，頁面大小

2、的值常取2的整數(shù)次冪。5.在請求式分頁系統(tǒng)中，被調(diào)出的頁面又立刻被調(diào)入，這種頻繁的調(diào)頁現(xiàn)象稱為顛簸。6.分段管理中，若邏輯地址中的段內(nèi)地址大于段表中該段的段長，則發(fā)生 地址越界中斷。7.段頁式存儲管理中，每道程序都有一個 段 表和若干個 頁 表。8.頁式管理系統(tǒng)的邏輯地址結(jié)構(gòu)由 頁號 和 頁內(nèi)位移 組成。9分段管理中的地址映射過程是：首先找到該作業(yè)段表的 起始地址 ，然后根據(jù)邏輯地址中的 段號 去查找段表得到該段的內(nèi)存起始地址，再與邏輯地址中的 段內(nèi)位移 相加得到物理地址。10.請求分頁存儲管理也稱為動態(tài)頁面管理，不是把一個進程映象的所有頁面一次性全部裝入內(nèi)存，而只裝入一部分，其余部分在執(zhí)行中

3、動態(tài)調(diào)入。11.在段頁式管理中，邏輯地址分解為段號、頁號、頁內(nèi)位移 三部分。選擇題1.下面關(guān)于存儲管理的敘述中正確的是 。A. 現(xiàn)在操作系統(tǒng)中，允許用戶干預(yù)內(nèi)存的分配B. 固定分區(qū)存儲管理是針對單道系統(tǒng)的內(nèi)存管理方案C. 可變分區(qū)存儲管理可以對作業(yè)分配不連續(xù)的內(nèi)存單元D. 頁式存儲管理中，頁面大小是在硬件設(shè)計時確定的D2.在存儲管理中，把目標(biāo)程序中的邏輯地址轉(zhuǎn)換成主存空間的物理地址的過程稱為 。 A. 存儲分配 B. 地址重定位 C. 地址保護 D. 程序移動B3.作業(yè)在執(zhí)行中發(fā)生了缺頁中斷，經(jīng)操作系統(tǒng)處理后，應(yīng)讓其執(zhí)行 指令。 A被中斷的前一條 B被中斷的 C被中斷的后一條 D啟動時的第一條

4、B簡答題1. 為什么要引入動態(tài)重定位？如何實現(xiàn)？答：（1）系統(tǒng)在內(nèi)存管理中經(jīng)常需要將進程浮動，以整理出較大的存儲空間。為了適應(yīng)進程的這種地址變化，需要對進程的地址進行變換，即動態(tài)重定位。（2）硬件上設(shè)置“重定位寄存器”，專門存放進程的首地址。程序執(zhí)行時的內(nèi)存物理地址是由重定位寄存器中的地址和相對地址相加得到的。當(dāng)進程從內(nèi)存的某處移動到另一處時，不需對程序做任何修改，只要將進程的新地址替換原來的舊地址即可。2.試比較分段式和分頁式存儲管理方式的主要差別。答：它們的差別主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）頁面是信息的物理單位，分頁是為了實現(xiàn)非連續(xù)分配，以便解決內(nèi)存碎片問題，或者說分頁是由于系統(tǒng)管理的需要

5、。段是信息的邏輯單位，它含有一組意義相對完整的信息，分段的目的是為了更好地實現(xiàn)共享，滿足用戶的需要。（2）頁面的大小固定且由系統(tǒng)確定，將邏輯地址劃分為頁號和頁內(nèi)地址是由機器硬件實現(xiàn)的。而段的長度卻不固定，它取決于用戶所編寫的程序，通常由編譯程序在對源程序進行編譯時根據(jù)信息的性質(zhì)來劃分。（3）分頁式存儲管理的作業(yè)地址空間是一維的，分段式存儲管理的作業(yè)地址空間是二維的。綜合分析計算題1.某段表內(nèi)容如下： 一邏輯地址為(2，154)的實際物理地址為多少？答：邏輯地址（2，154）表示段號為2，即段首地址為480k，154為單元號，則實際物理地址為480k+154。段號段首地址段長度0120K40K1

6、760K30K2480K20K3370K20K 2.在采用頁式存儲管理的系統(tǒng)中，某作業(yè)J的邏輯地址空間為4頁（每頁2KB），且已知該作業(yè)的頁面映像表（即頁表）如下所示。頁號塊號02142638試借助地址變換圖（即要求畫出地址變換圖）求出有效邏輯地址4865所對應(yīng)的物理地址。解：在本題中，一頁大小為2KB，即2048字節(jié)，則邏輯地址4865的頁號及頁內(nèi)位移為：頁號： 4865/2048=2頁內(nèi)位移： 4865-2048*2=769通過頁表可知頁面2存放在物理塊6中，將物理塊號與邏輯地址中的頁內(nèi)位移進行拼接，形成物理地址，即：6*2048+769=130573.在一分頁存儲管理系統(tǒng)，頁面大小為4K

7、B。已知某進程的第0、1、2、3、4頁依次存在內(nèi)存中的6、8、10、14、16物理塊號中，現(xiàn)有邏輯地址為12138B, 3A5CH ，分別求其所在的頁號、頁內(nèi)相對地址、對應(yīng)的物理塊號以及相應(yīng)的物理地址。 解：（1）已知頁面大小4KB=4096D，頁號p=INT12138/4096=2, 頁內(nèi)位移d=12138MOD4096=3946D查頁表可知頁號2對應(yīng)物理塊號為10。由地址轉(zhuǎn)換原理可得：塊內(nèi)位移等于頁內(nèi)位移。故物理地址=10*4096+3946=44906B（2）解法一：已知頁面大小4KB=212B，占12位，邏輯地址長度為16位，故高4位為頁號，低12位為頁內(nèi)位移。邏輯地址為：3A5CH=

8、0011101001011100B。則頁號為：3。查頁表可知頁號3對應(yīng)物理塊號為14。由地址轉(zhuǎn)換原理可得：塊內(nèi)位移等于頁內(nèi)位移，物理地址高4位為物理塊號，低12位為塊內(nèi)位移。故物理地址為：1110101001011100B=EA5CH=59996D解法二：已知頁面大小4KB=4096D，邏輯地址3A5CH=14940D。頁號p=INT14940/4096=3, 頁內(nèi)位移d=14940MOD4096=2652D，查頁表可知頁號3對應(yīng)物理塊號為14。由地址轉(zhuǎn)換原理可得：塊內(nèi)位移等于頁內(nèi)位移。故物理地址=14*4096+2652=59996D=EA5CH第9章 虛擬內(nèi)存明確按需調(diào)頁的機制和過程明確常

9、用的頁面置換算法及各自優(yōu)缺點了解幀分配的方法及最小幀數(shù)目的決定因素明確系統(tǒng)顛簸的原因和現(xiàn)象明確系統(tǒng)顛簸解決方法（工作集模型和頁錯誤頻率）明確內(nèi)存映射文件機制和內(nèi)存映射I/O了解內(nèi)核內(nèi)存分配的方法了解虛擬內(nèi)存管理中影響性能的其他因素（預(yù)調(diào)頁、頁大小、TLB范圍、程序結(jié)構(gòu)等）選擇題1. 下面關(guān)于存儲管理的敘述中正確的是 。 A. 存儲保護的目的是限制內(nèi)存分配 B. 在內(nèi)存為M，由N個用戶的分時系統(tǒng)中，每個用戶占有M/N的內(nèi)存空間 C. 在虛擬系統(tǒng)中，只要磁盤空間無限大，程序就成擁有任意大的編址空間 D. 實現(xiàn)虛存管理必須要有相應(yīng)硬件的支持D2. 在虛擬頁式存儲管理方案中，下面哪一部分完成將頁面調(diào)入

10、內(nèi)存的工作？ A. 缺頁中斷處理 B. 頁面淘汰過程 C. 工作集模型應(yīng)用 D. 緊縮技術(shù)利用A3. 在虛擬頁式存儲管理方案中，當(dāng)查找的頁面不在那里時，會產(chǎn)生缺頁中斷？ A. 外存 B. 虛存 C. 內(nèi)存 D. 地址空間C4. 在虛擬頁式存儲管理方案中，所謂最近最少使用頁面淘汰算法是指 。 A. 將駐留在內(nèi)存中的頁面隨即挑選一頁淘汰 B. 將駐留在內(nèi)存中時間最長的一頁淘汰 C. 將駐留在內(nèi)存中使用次數(shù)最少的一頁淘汰 D. 將駐留在內(nèi)存中最后一次訪問時間距離當(dāng)前時間間隔最長的一頁淘汰D5. 在虛擬頁式存儲管理方案中，先進先出頁面置換算法是指 。 A. 將駐留在內(nèi)存中的頁面隨即挑選一頁淘汰 B.

11、將駐留在內(nèi)存中時間最長的一頁淘汰 C. 將駐留在內(nèi)存中使用次數(shù)最少的一頁淘汰 D. 將駐留在內(nèi)存中最后一次訪問時間距離當(dāng)前時間間隔最長的一頁淘汰B簡答題1.什么是顛簸？產(chǎn)生顛簸的原因是什么？答：（1）顛簸是由于內(nèi)存空間競爭引起的。當(dāng)需要將一個新頁面調(diào)入內(nèi)存時，因內(nèi)存空間緊張，不得不將一個舊頁面置換出去，而剛剛置換出去的舊頁面可能又要被使用，因此需要重新將它調(diào)入。若一個進程頻繁地進行頁面調(diào)入調(diào)出，勢必加大系統(tǒng)的開銷，使系統(tǒng)運行效率降低。通常稱這種現(xiàn)象為該進程發(fā)生了顛簸。（2）產(chǎn)生顛簸的原因主要有：系統(tǒng)內(nèi)的進程數(shù)量太多，致使一個進程分得的存儲塊過少；系統(tǒng)采取的置換算法不夠合理。2.常見的頁面置換算

12、法答：最佳頁面置換算法(OPTIMAL)、先進先出頁面置換算法(FIFO)、最近最久未用置換算法(LRU)、LFU置換算法最佳頁面置換算法(OPTIMAL)：所選擇的被淘汰頁面，將是以后永不使用的，或許是在最長（未來）時間內(nèi)不再被訪問的頁面。采用最佳置換算法，通?？杀ＷC獲得最低的缺頁率。先進先出頁面置換算法(FIFO)：總是淘汰最先進入內(nèi)存的頁面，即選擇在內(nèi)存中駐留時間最久的頁面予以淘汰。最近最久未用置換算法(LRU)：選擇最近最久未使用的頁面予以淘汰。LFU置換算法：選擇在最近時期使用最少的頁面作為淘汰頁。3.缺頁的概念，頁表的含義缺頁：要訪問的頁面不在主存，需要操作系統(tǒng)將其調(diào)入主存后再進行

13、訪問。 頁表：用來將虛擬地址空間映射到物理地址空間的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)稱為頁表。4.實現(xiàn)虛擬存儲器需要哪些硬件支持a. 對于為實現(xiàn)請求分頁存儲管理方式的系統(tǒng)，除了需要一臺具有一定容量的內(nèi)存及外存的計算機外，還需要有頁表機制，缺頁中斷機構(gòu)以及地址變換機構(gòu)；b. 對于為實現(xiàn)請求分段存儲管理方式的系統(tǒng)，除了需要一臺具有一定容量的內(nèi)存及外存的計算機外，還需要有段表機制，缺段中斷機構(gòu)以及地址變換機構(gòu)；綜合分析計算題1.個請求分頁系統(tǒng)中，采用FIFO、最近最久未使用、最佳頁面置換算法時，假如一個作業(yè)的頁面走向為4、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5，當(dāng)分配給該作業(yè)的物理塊數(shù)M分別為3和4時，試計算在訪問過程

14、中所發(fā)生的缺頁次數(shù)和缺頁率。并比較所得結(jié)果。解：(1)分配給該作業(yè)3個物理塊時，采用FIFO頁面替換算法，進程執(zhí)行過程中頁面置換如下表:上表中，第一行為進程執(zhí)行時要訪問的頁面次序，第二行為最先調(diào)入主存的頁面，最后一行為發(fā)生缺頁中斷時替換的頁面。缺頁次數(shù)為9，缺頁中斷率為：9/12。 432143543215444111555333444222223331f(4)f(3)f(2)f(1)f(4)f(3)（2）分配給該作業(yè)4個物理塊時，采用FIFO頁面替換算法，進程執(zhí)行過程中頁面置換如下表:上表中，第一行為進程執(zhí)行時要訪問的頁面次序，第二行為最先調(diào)入主存的頁面，最后一行為發(fā)生缺頁中斷時替換的頁面。

15、缺頁次數(shù)為10，缺頁中斷率為：10/12。 結(jié)果分析：多分配一個物理塊沒有減少缺頁次數(shù)。4321435432154444555511333344445222233331111222f(4)f(3)f(2)f(1)f(5)f(4)(3)分配給該作業(yè)3個物理塊時，采用LRU頁面替換算法，進程執(zhí)行過程中頁面置換如下表:缺頁次數(shù)為10，缺頁中斷率為：10/12。 4321435432154441 1 15222333 4 4441122 2 33335f(4)f(3)f(2)f(1)f(5)f(4)f(3)分配給該作業(yè)4個物理塊時，采用LRU頁面替換算法，進程執(zhí)行過程中頁面置換如下表:缺頁次數(shù)為8，缺

16、頁中斷率為：8/12。 結(jié)果分析：多分配一個物理塊可有效減少缺頁次數(shù)。43214354321544444 44 53333 33 3225 51 111 22 2f(2)f(1)f(5)f(4)(3)分配給該作業(yè)3個物理塊時，采用最佳頁面替換算法，進程執(zhí)行過程中頁面置換如下表:缺頁次數(shù)為7，缺頁中斷率為：7/12。 432143543215444442133333321555f(2)f(1)f(4)f(2)分配給該作業(yè)4個物理塊時，采用最佳頁面替換算法，進程執(zhí)行過程中頁面置換如下表:缺頁次數(shù)為6，缺頁中斷率為：6/12。 結(jié)果分析：多分配一個物理塊可減少缺頁次數(shù)。432143543215444

17、441333332222155f(5)f(4)第10章 文件系統(tǒng)接口明確文件系統(tǒng)提供的功能明確文件的訪問方法明確目錄的作用及常用目錄結(jié)構(gòu)及各自優(yōu)缺點明確符號鏈接和硬鏈接的區(qū)別文件的訪問方法31順序訪問Read nextWrite nextResetNo read after last write(rewrite)直接訪問Read nWrite nPosition to nRead nextWrite nextRewrite nn = 相應(yīng)的塊號目錄邏輯結(jié)構(gòu)的組織方法32有效：迅速定位文件命名：方便用戶兩個不同的用戶的文件名稱可以相同同一文件可以有不同的名稱分組：按文件的屬性邏輯分組（如所有ja

18、va程序，所有游戲等）常用目錄結(jié)構(gòu)1.單層目錄2.兩層目錄33所有文件都包含在同一目錄中，便于支持和理解。但存在命名問題與分組問題。為不同的用戶建立不同的目錄不同用戶的文件允許同名不支持分組方便查找常用目錄結(jié)構(gòu)3.樹型目錄4.無環(huán)圖目錄34有效搜索分組當(dāng)前目錄（工作目錄）cd /spell/mail/progtype list絕對路徑與相對路徑名具有共享子目錄和文件無環(huán)圖可能的問題:1.不同文件名可能表示同一文件。對于查找與統(tǒng)計來說可能會帶來一定的問題2.另一問題是刪除問題常用目錄結(jié)構(gòu)355.通用圖目錄如何確保無環(huán)？只允許鏈接發(fā)生在文件，而非子目錄上垃圾收集自我引用的文件，其引用計數(shù)不等于0垃

19、圾收集涉及遍歷整個文件系統(tǒng)，并標(biāo)記所有可訪問的空間。然后，第二次將所有沒有標(biāo)記的部分收集到空閑空間鏈表上。每當(dāng)新鏈接建立的時候，就采用相應(yīng)的算法進行檢測，以避免環(huán)的出現(xiàn)。選擇題1.文件系統(tǒng)采用多級目錄結(jié)構(gòu)后，對于不同用戶的文件，其文件名 。A應(yīng)該相同 B應(yīng)該不同 C可以相同也可以不同 D受系統(tǒng)約束C2.文件的邏輯組織將文件分為記錄式和（B ）文件。A）索引文件 B）流式文件 C）字符文件 D）讀寫文件B3.為了對文件系統(tǒng)中的文件進行安全管理，任何一個用戶在進入系統(tǒng)時都必須進行注冊，這一級的安全是（）級的安全管理。A）系統(tǒng)級 B）目錄級 C）用戶級 D）文件級A4系統(tǒng)采用二級目錄結(jié)構(gòu)，目的是（）

20、。A）縮短訪問文件的時間 B）實現(xiàn)共享 C）節(jié)省內(nèi)存 D）解決文件重名問題D5.件系統(tǒng)中，要求物理塊必須連續(xù)的物理文件是（）。A）索引文件 B）順序文件 C）鏈接文件 D）串連文件B簡答題1. 文件管理有哪些主要功能？其主要任務(wù)是什么？答：文件管理的主要功能和主要任務(wù)有以下四個方面：（1）外存空間管理。其主要任務(wù)是為每個文件分配必要的外存空間，提高外存的利用率，并能有助于提高文件系統(tǒng)的效率。（2）目錄管理。其主要任務(wù)是為每個文件建立目錄項，并對眾多的目錄項加以有效的組織，以實現(xiàn)方便的按名存取操作。（3）文件讀寫操作。其主要任務(wù)是根據(jù)用戶請求從外存中讀取數(shù)據(jù)，或?qū)?shù)據(jù)寫入外存。（4）存取權(quán)限控制

21、。其主要任務(wù)是防止未經(jīng)核準(zhǔn)的用戶訪問文件；防止冒名頂替存取文件；防止以不正確的方式訪問文件。綜合分析計算題一個樹形結(jié)構(gòu)的文件系統(tǒng)如下圖所示，該圖中的方框表示目錄，圓圈表示文件。 1. 問可否進行下列操作：（1）在目錄D中建立一個文件，命名為A；（2）將目錄C改名為A。2. 若E和G分別為兩個用戶的目錄：（1）用戶E欲共享文件Q，應(yīng)有什么條件，如何操作？（2）在一段時間內(nèi)，用戶G主要使用文件S和T。為簡便操作和提高速度，應(yīng)如何處理？（3）用戶E欲對文件I加以保護，不許別人使用，能否實現(xiàn)？如何實現(xiàn)？相關(guān)知識點回顧在樹形目錄結(jié)構(gòu)中，同一目錄下的文件不可重名，不同目錄下的文件可以重名。實現(xiàn)文件共享有多

22、種方法，其中的一種方法是由系統(tǒng)實現(xiàn)對文件的共享，即當(dāng)用戶知道要共享文件的路徑時，可以通過提供從根目錄出發(fā)的路徑名來共享訪問這些文件；另一種方法是對需要共享的文件進行鏈接，即一個目錄中的表目直接指向另一個文件的表目。 所謂文件保護是指避免文件擁有者或其他用戶因有意或無意的錯誤操作使文件收到破壞，對文件的保護可以采用對文件進行存取控制的任何一種方法。解：在本題中，文件系統(tǒng)采用了多級目錄組織方式。1. （1）由于目錄D中沒有已命名為A的文件，因此在目錄D中，可以建立一個名為A的文件。 （2）因為在文件系統(tǒng)的根目錄下已存在一個名為A的目錄，所以根目錄下的目錄C不能改名為A。 2（1）用戶E欲共享文件Q

23、，用戶E需要有訪問文件Q的權(quán)限。在訪問權(quán)限許可的情況下，用戶E可通過相應(yīng)路徑來訪問文件Q。相應(yīng)操作是：用戶E通過主目錄E找到其父目錄C，再訪問目錄C的父目錄根目錄，然后依次通過目錄D、G、K、O訪問到文件Q。 （2）用戶G需要通過依次訪問目錄K和P，才能訪問到文件S和T。為了提高訪問速度，可以在目錄G下建立兩個鏈接文件，分別鏈接到文件S和T上，用戶G就可以直接訪問這兩個文件了。 （3）用戶E可以通過修改文件I的存取控制表來對文件I加以保護，不讓別的用戶使用。具體實現(xiàn)方法是：在文件I的存取控制表中，只留下用戶E的訪問權(quán)限，其他用戶對該文件無操作權(quán)限，從而達到不讓其他用戶訪問的目的。第11章 文件

24、系統(tǒng)實現(xiàn)明確文件系統(tǒng)實現(xiàn)是分層實現(xiàn)的，各層的作用明確文件系統(tǒng)共有的內(nèi)容明確虛擬文件系統(tǒng)的作用明確目錄的實現(xiàn)方法明確文件磁盤空間分配方法及各自優(yōu)缺點明確空閑空間管理方法及各自優(yōu)缺點明確影響磁盤管理的效率和性能的因素分層設(shè)計的文件系統(tǒng)43I/O控制由設(shè)備驅(qū)動程序和中斷處理程序組成，實現(xiàn)內(nèi)存與磁盤之間的信息轉(zhuǎn)移基本文件系統(tǒng)向合適的設(shè)備驅(qū)動程序發(fā)送一般命令就可對磁盤上的物理塊進行讀寫文件組織模塊知道文件及其邏輯塊和物理塊?？臻e空間管理器邏輯文件系統(tǒng)管理元數(shù)據(jù)：文件系統(tǒng)的所有結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，而不包括實際數(shù)據(jù)（或文件內(nèi)容）根據(jù)給定符號文件名來管理目錄結(jié)構(gòu)邏輯文件系統(tǒng)通過文件控制塊(FCB)來維護文件結(jié)構(gòu)虛擬文件

25、系統(tǒng)虛擬文件系統(tǒng)作用虛擬文件系統(tǒng)示意圖44虛擬文件系統(tǒng)(VFS)提供了一種面向?qū)ο蟮姆椒▉韺崿F(xiàn)文件系統(tǒng)VFS允許在不同類型的文件系統(tǒng)上采用同樣的系統(tǒng)調(diào)用接口（API）API是針對VFS的接口，而非對任何特定類型的文件系統(tǒng)目錄的實現(xiàn)方法45最為簡單的目錄實現(xiàn)方法是使用存儲文件名和數(shù)據(jù)塊指針的線性列表（數(shù)組、鏈表等）容易實現(xiàn)但運行費時采用線性搜索來查找特定條目（缺點）許多操作系統(tǒng)采用軟件緩存來存儲最近訪問過的目錄信息Hash表：采用Hash數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的線性表減少了目錄搜索時間碰撞：兩個文件名哈希到相同的位置哈希表的最大困難是其通常固定的大小和哈希函數(shù)對大小的依賴性文件磁盤空間分配方法46分配方法指的

26、是如何為文件分配磁盤塊，常用的分配方法有以下三類連續(xù)分配鏈接分配索引分配(一) 連續(xù)分配 (contiguous allocation)47每個文件占據(jù)磁盤上的一組連續(xù)的塊特點：簡單 只需要記錄文件的起始位置（塊號）及長度。訪問文件很容易，所需的尋道時間也最少存在的問題為新文件找空間比較困難（類似于內(nèi)存分配中的連續(xù)內(nèi)存分配方式）文件很難增長(二) 鏈接分配 (linked allocation)48每個文件是磁盤塊的鏈表；磁盤塊分布在磁盤的任何地方。優(yōu)點：簡單 只需起始位置文件創(chuàng)建與增長容易缺點：不能隨機訪問塊與塊之間的鏈接指針需要占用空間簇：將多個連續(xù)塊組成簇，磁盤以簇為單位進行分配存在可靠

27、性問題(三) 索引分配(indexed allocation)49將所有的數(shù)據(jù)塊指針集中到索引塊中索引塊中的第i個條目指向文件的第i塊。目錄條目包括索引塊的地址索引分配支持直接訪問，且沒有外部碎片問題索引塊本身可能會浪費空間鏈接方案：一個索引塊通常為一個磁盤塊。對于大文件，可以將多個索引塊鏈接起來。多層索引：類似于內(nèi)存的間接尋址方式（一級、二級間接）組合方案：如Unix的inode空閑空間管理50為了記錄空閑磁盤空間，系統(tǒng)需要維護一個空閑空間鏈表，它記錄了所有空閑磁盤空間，即未分配給文件或目錄的空間。（不一定以鏈表的方式實現(xiàn)）位向量（n塊）biti = 0 blocki空閑biti = 1 b

28、locki被占用空閑塊數(shù)計算一個字的位數(shù) 值為0的字?jǐn)?shù) 第一個值為1的位的偏移 (續(xù))51位向量需要額外的空間設(shè)塊大小為212 字節(jié)磁盤大小為230字節(jié) (1GB)N = 230 / 212 = 218 (即32K bytes)容易得到連續(xù)的文件鏈表(空閑鏈表)：將所有空閑磁盤塊用鏈表連接起來，并將指向第一空閑塊的指針保存在磁盤的特殊位置，同時也緩存在內(nèi)存中。不易得到連續(xù)空間沒有空間浪費分組：將n個空閑塊的地址存在第一個空閑塊中，而最后一塊包含另外n個空閑塊的地址，如此繼續(xù)。計數(shù)通常，有多個連續(xù)塊需要同時分配或釋放。因此，可以記錄第一塊的地址和緊跟第一塊的連續(xù)的空閑塊的數(shù)量n。磁盤管理效率與性

29、能52效率依賴于磁盤分配與目錄算法文件目錄項中保存的數(shù)據(jù)的類型性能磁盤緩沖 將最近使用過的塊放在內(nèi)存的某個地方馬上釋放與預(yù)先讀取 優(yōu)化順序訪問留出一塊內(nèi)存作為虛擬磁盤（或RAM磁盤）來提高個人計算機的性能選擇題1.對于下列文件的物理結(jié)構(gòu)中,哪一個只能采用順序存取方式? 順序文件 B. 鏈接文件 C. 索引文件 D. HASH文件B2. 在文件系統(tǒng)中,文件的邏輯結(jié)構(gòu)可分為兩類,它們是 。A. 流式文件和記錄式文件 B. 字符文件和二進制文件C. 程序文件和數(shù)據(jù)文件 D. 內(nèi)存文件和外存文件A3.操作系統(tǒng)實現(xiàn)文件管理夠,允許用戶對記錄式文件進行存取的最小單位是 。文件 B. 記錄 C. 數(shù)據(jù)項 D

30、. 字符串B4.從用戶角度看,引入文件系統(tǒng)的主要目的是 。A. 實現(xiàn)虛擬存儲 B. 保存系統(tǒng)開銷 C. 保存用戶和系統(tǒng)開銷 D. 實現(xiàn)對文件的按名存取D5. 從用戶角度出發(fā)考慮文件的組織形式稱為文件的 。邏輯結(jié)構(gòu) B. 物理結(jié)構(gòu) C. 存取方式 D. 文件的保護級別A6. 文件系統(tǒng)中文件被按照名字存取是為了 。方便操作系統(tǒng)對信息的管理 方便用戶的使用C. 確定文件的存取權(quán)限 D. 加強對文件內(nèi)容的保密B7.文件的物理組織形式是與下列哪一項因素有關(guān)? A. 文件長度 B. 記錄的個數(shù) C. 文件目錄結(jié)構(gòu) D. 用戶對文件的存取方式D第12章 大容量存儲器結(jié)構(gòu)明確磁盤的物理結(jié)構(gòu)。明確磁盤訪問時間的

31、組成。了解磁盤附屬的方法（主機附屬，網(wǎng)絡(luò)附屬等）明確磁盤調(diào)度的調(diào)度算法了解磁盤調(diào)度算法選擇的影響因素了解RAID的6個級別選擇題1.下列哪一種文件存儲設(shè)備不支持文件的隨機存取? 磁盤 B. 光盤 C. 軟盤 D. 磁帶D2.位示圖可用于 。A文件目錄的查找 B磁盤空間的管理 C內(nèi)存空間的共享 D實現(xiàn)文件的保護和保密B簡答題1.磁盤調(diào)度算法有哪些？每種方法的優(yōu)缺點。答:FCFS、SSTF、掃描(SCAN)算法 、循環(huán)掃描(CSCAN)算法FCFS：先來先服務(wù)，它根據(jù)進程請求訪問磁盤的先后次序進行調(diào)度。SCAN:掃描算法，磁頭不停的往復(fù)運動，由邊緣至中心然后返回，沿途執(zhí)行已經(jīng)到來的訪問。 CSCA

32、N：循環(huán)掃描算法，在SCAN算法的基礎(chǔ)上規(guī)定磁頭單向移動。第13章 I/O 輸入系統(tǒng)明確I/O硬件的相關(guān)基本概念（I/O端口、總線、控制器等）明確I/O處理的三種方式（輪詢，中斷，DMA）明確I/O內(nèi)核子系統(tǒng)提供的服務(wù)（調(diào)度、緩沖、假脫機等等）明確塊設(shè)備、字符設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備區(qū)別和統(tǒng)一的訪問接口簡答題1.有哪幾種I/O控制方式？答：程序I/O方式、中斷舉動I/O控制方式、直接存儲器訪問（DMA）I/O控制方式和I/O通道控制方式。2.設(shè)備管理的主要功能和主要任務(wù)答： 主要功能：緩沖管理，設(shè)備分配和設(shè)備處理，以及虛擬設(shè)備等.主要任務(wù)：完成用戶提出的I/O請求，為用戶分配I/O設(shè)備；提高CPU和I/

33、O設(shè)備的利用率；提高I/O速度；以及方便用戶使用I/O設(shè)備. 緩沖管理：提高CPU的利用率進而提高系統(tǒng)的吞吐量 設(shè)備分配：根據(jù)用戶進程的I/O請求、系統(tǒng)的現(xiàn)有資源以及按照某種設(shè)備的分配策略，為之分配其所需的設(shè)備 設(shè)備處理：用于實現(xiàn)CPU和設(shè)備控制器之間的通信3. 設(shè)備分配時應(yīng)考慮的因素答：設(shè)備的固定屬性、設(shè)備分配算法、設(shè)備分配時的安全性、設(shè)備獨立性（1）設(shè)備的固有屬性有3種：獨占性：設(shè)備在一段時間內(nèi)只允許一個進程獨占，eg：臨界資源 共享性：設(shè)備允許多個進程同時共享 可虛擬設(shè)備：設(shè)備本身隨時獨占設(shè)備，但經(jīng)過某種技術(shù)處理，可以把它改造成虛擬設(shè)備（2）設(shè)備分配算法：先來先服務(wù)、優(yōu)先級高者優(yōu)先（3）

34、設(shè)備分配中的安全性：安全分配方式、不安全分配方式4. 為什么引入緩沖（目的是什么？）答：在設(shè)備管理中，引入緩沖區(qū)的主要原因可歸結(jié)為以下幾點：（1） 緩和CPU與I/O設(shè)備間速度不匹配的矛盾（2） 減少對cpu的中斷頻率，放寬對cpu中斷響應(yīng)時間的限制（3） 提高cpu和I/O設(shè)備之間的并行性 綜合分析計算題從53號磁道開始有8個進程先后提出磁盤I/O請求時，試分析分別按照本章所講的前四種磁盤調(diào)度算法進行調(diào)度時，平均尋道距離：98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67（1）FCFS磁盤調(diào)度算法（2）最短尋道時間優(yōu)先(SSTF)被訪問的下一個磁道號移動距離（磁道數(shù)）9845

35、183853714612285141081241106559672平均尋道長度：640/8平均尋道距離：640/8被訪問的下一個磁道號移動距離（磁道數(shù)）651267237301423988412224124218359平均尋道長度：236/8尋道順序：65,67,37,14,98,122,124，183平均尋道距離：236/8（3）掃描調(diào)度算法SCAN（電梯調(diào)度算法）假定磁頭從53號磁道向磁道號減小方向移動。假定磁頭從53號磁道向磁道號增大方向移動被訪問的下一個磁道號移動距離（磁道數(shù)）371614236551672983112224124218359平均尋道長度：208/8被訪問的下一個磁道號

36、移動距離（磁道數(shù)）6512672983112224124218359371461423平均尋道長度：299/8（4）循環(huán)掃描(CSCAN)算法假定磁頭向磁道號減小方向移動假定磁頭向磁道號增大方向移動被訪問的下一個磁道號移動距離（磁道數(shù)）3716142318316912459122298246731652平均尋道長度：326/8被訪問的下一個磁道號移動距離（磁道數(shù)）6512672 983112224124218359141693723平均尋道長度：322/82. 假設(shè)計算機系統(tǒng)采用CSCAN(循環(huán)掃描)磁盤調(diào)度策略,使用2KB的內(nèi)存空間記錄16384個磁盤的空閑狀態(tài)(1)請說明在上述條件如何進行

37、磁盤塊空閑狀態(tài)的管理。(2)設(shè)某單面磁盤的旋轉(zhuǎn)速度為每分鐘6000轉(zhuǎn)，每個磁道有100個扇區(qū)，相臨磁道間的平均移動的時間為1ms.若在某時刻，磁頭位于100號磁道處，并沿著磁道號增大的方向移動,磁道號的請求隊列為50，90，30，120對請求隊列中的每個磁道需讀取1個隨機分布的扇區(qū)，則讀完這個扇區(qū)點共需要多少時間？需要給出計算過程。解答：（1）2KB = 2*1024*8bit = 16384bit。因此可以使用位圖法進行磁盤塊空閑狀態(tài)管理，每1bit表示一個磁盤塊是否空閑。（2）每分鐘6000轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)一圈的時間為0.01s，通過一個扇區(qū)的時間為0.0001s。根據(jù)CSCAN算法，被訪問的磁道號

38、順序為100 120 30 50 90,因此，尋道用去的總時間為：(20 + 90 + 20 + 40）* 1ms = 170ms總共要隨機讀取四個扇區(qū)，用去的時間為：（0.01*0.5 + 0.0001）*4 = 0.0204s = 20.4ms所以，讀完這個扇區(qū)點共需要 170ms + 20.4ms = 192.4ms。試從調(diào)度性，并發(fā)性，擁有資源和系統(tǒng)開銷幾個方面對線程與進程進行比較調(diào)度 在傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)中，作為擁有資源的基本單位和獨立調(diào)度、分派的基本單位都是進程。 在引入線程的操作系統(tǒng)中，把線程作為調(diào)度和分派的基本單位，而進程作為資源擁有的基本單位，把傳統(tǒng)進程的兩個屬性分開，使線程基本

39、上不擁有資源，這樣線程便能輕裝前進，從而可顯著地提高系統(tǒng)的并發(fā)程度。 在同一進程中，線程的切換不會引起進程的切換，但從一個進程中的線程切換到另一個進程中的線程時，將會引起進程的切換。 并發(fā)性在引入線程的操作系統(tǒng)中，不僅進程之間可以并發(fā)執(zhí)行，而且在一個進程中的多個線程之間亦可并發(fā)執(zhí)行，使得操作系統(tǒng)具有更好的并發(fā)性，從而能更加有效地提高系統(tǒng)資源的利用率和系統(tǒng)的吞吐量。3) 擁有資源 不論是傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)，還是引入了線程的操作系統(tǒng)，進程都可以擁有資源，是系統(tǒng)中擁有資源的一個基本單位。 一般而言，線程自己不擁有系統(tǒng)資源(也有一點必不可少的資源)，但它可以訪問其隸屬進程的資源，即一個進程的代碼段、數(shù)據(jù)段

40、及所擁有的系統(tǒng)資源，如已打開的文件、I/O設(shè)備等，可以供該進程中的所有線程所共享。 4) 系統(tǒng)開銷 在創(chuàng)建或撤消進程時，系統(tǒng)都要為之創(chuàng)建和回收進程控制塊，分配或回收資源，如內(nèi)存空間和I/O設(shè)備等，操作系統(tǒng)所付出的開銷明顯大于線程創(chuàng)建或撤消時的開銷。 就切換代價而言，進程也是遠(yuǎn)高于線程的。此外，由于一個進程中的多個線程具有相同的地址空間，在同步和通信的實現(xiàn)方面線程也比進程容易。在一些操作系統(tǒng)中，線程的切換、同步和通信都無須操作系統(tǒng)內(nèi)核的干預(yù)。11醉翁亭記 1反復(fù)朗讀并背誦課文，培養(yǎng)文言語感。2結(jié)合注釋疏通文義，了解文本內(nèi)容，掌握文本寫作思路。3把握文章的藝術(shù)特色，理解虛詞在文中的作用。4體會作者

41、的思想感情，理解作者的政治理想。一、導(dǎo)入新課范仲淹因參與改革被貶，于慶歷六年寫下岳陽樓記，寄托自己“先天下之憂而憂，后天下之樂而樂”的政治理想。實際上，這次改革，受到貶謫的除了范仲淹和滕子京之外，還有范仲淹改革的另一位支持者北宋大文學(xué)家、史學(xué)家歐陽修。他于慶歷五年被貶謫到滁州，也就是今天的安徽省滁州市。也是在此期間，歐陽修在滁州留下了不遜于岳陽樓記的千古名篇醉翁亭記。接下來就讓我們一起來學(xué)習(xí)這篇課文吧！【教學(xué)提示】結(jié)合前文教學(xué)，有利于學(xué)生把握本文寫作背景，進而加深學(xué)生對作品含義的理解。二、教學(xué)新課目標(biāo)導(dǎo)學(xué)一：認(rèn)識作者，了解作品背景作者簡介：歐陽修(10071072)，字永叔，自號醉翁，晚年又號

42、“六一居士”。吉州永豐(今屬江西)人，因吉州原屬廬陵郡，因此他又以“廬陵歐陽修”自居。謚號文忠，世稱歐陽文忠公。北宋政治家、文學(xué)家、史學(xué)家，與韓愈、柳宗元、王安石、蘇洵、蘇軾、蘇轍、曾鞏合稱“唐宋八大家”。后人又將其與韓愈、柳宗元和蘇軾合稱“千古文章四大家”。關(guān)于“醉翁”與“六一居士”：初謫滁山，自號醉翁。既老而衰且病，將退休于潁水之上，則又更號六一居士?？陀袉栐唬骸傲缓沃^也？”居士曰：“吾家藏書一萬卷，集錄三代以來金石遺文一千卷，有琴一張，有棋一局，而常置酒一壺?！笨驮唬骸笆菫槲逡粻枺魏?？”居士曰：“以吾一翁，老于此五物之間，豈不為六一乎？”寫作背景：宋仁宗慶歷五年(1045年)，參知政

43、事范仲淹等人遭讒離職，歐陽修上書替他們分辯，被貶到滁州做了兩年知州。到任以后，他內(nèi)心抑郁，但還能發(fā)揮“寬簡而不擾”的作風(fēng)，取得了某些政績。醉翁亭記就是在這個時期寫就的。目標(biāo)導(dǎo)學(xué)二：朗讀文章，通文順字1初讀文章，結(jié)合工具書梳理文章字詞。2朗讀文章，劃分文章節(jié)奏，標(biāo)出節(jié)奏劃分有疑難的語句。節(jié)奏劃分示例環(huán)滁/皆山也。其/西南諸峰，林壑/尤美，望之/蔚然而深秀者，瑯琊也。山行/六七里，漸聞/水聲潺潺，而瀉出于/兩峰之間者，釀泉也。峰回/路轉(zhuǎn)，有亭/翼然臨于泉上者，醉翁亭也。作亭者/誰？山之僧/曰/智仙也。名之者/誰？太守/自謂也。太守與客來飲/于此，飲少/輒醉，而/年又最高，故/自號曰/醉翁也。醉翁之

44、意/不在酒，在乎/山水之間也。山水之樂，得之心/而寓之酒也。節(jié)奏劃分思考“山行/六七里”為什么不能劃分為“山/行六七里”？明確：“山行”意指“沿著山路走”，“山行”是個狀中短語，不能將其割裂。“望之/蔚然而深秀者”為什么不能劃分為“望之蔚然/而深秀者”？明確：“蔚然而深秀”是兩個并列的詞，不宜割裂，“望之”是總起詞語，故應(yīng)從其后斷句?！窘虒W(xué)提示】引導(dǎo)學(xué)生在反復(fù)朗讀的過程中劃分朗讀節(jié)奏，在劃分節(jié)奏的過程中感知文意。對于部分結(jié)構(gòu)復(fù)雜的句子，教師可做適當(dāng)?shù)闹v解引導(dǎo)。目標(biāo)導(dǎo)學(xué)三：結(jié)合注釋，翻譯訓(xùn)練1學(xué)生結(jié)合課下注釋和工具書自行疏通文義，并畫出不解之處?！窘虒W(xué)提示】節(jié)奏劃分與明確文意相輔相成，若能以節(jié)奏

45、劃分引導(dǎo)學(xué)生明確文意最好；若學(xué)生理解有限，亦可在解讀文意后把握節(jié)奏劃分。2以四人小組為單位，組內(nèi)互助解疑，并嘗試用“直譯”與“意譯”兩種方法譯讀文章。3教師選擇疑難句或值得翻譯的句子，請學(xué)生用兩種翻譯方法進行翻譯。翻譯示例：若夫日出而林霏開，云歸而巖穴暝，晦明變化者，山間之朝暮也。野芳發(fā)而幽香，佳木秀而繁陰，風(fēng)霜高潔，水落而石出者，山間之四時也。直譯法：那太陽一出來，樹林里的霧氣散開，云霧聚攏，山谷就顯得昏暗了，朝則自暗而明，暮則自明而暗，或暗或明，變化不一，這是山間早晚的景色。野花開放，有一股清幽的香味，好的樹木枝葉繁茂，形成濃郁的綠蔭。天高氣爽，霜色潔白，泉水淺了，石底露出水面，這是山中四

46、季的景色。意譯法：太陽升起，山林里霧氣開始消散，煙云聚攏，山谷又開始顯得昏暗，清晨自暗而明，薄暮又自明而暗，如此暗明變化的，就是山中的朝暮。春天野花綻開并散發(fā)出陣陣幽香，夏日佳樹繁茂并形成一片濃蔭，秋天風(fēng)高氣爽，霜色潔白，冬日水枯而石底上露，如此，就是山中的四季?！窘虒W(xué)提示】翻譯有直譯與意譯兩種方式，直譯鍛煉學(xué)生用語的準(zhǔn)確性，但可能會降低譯文的美感；意譯可加強譯文的美感，培養(yǎng)學(xué)生的翻譯興趣，但可能會降低譯文的準(zhǔn)確性。因此，需兩種翻譯方式都做必要引導(dǎo)。全文直譯內(nèi)容見我的積累本。目標(biāo)導(dǎo)學(xué)四：解讀文段，把握文本內(nèi)容1賞析第一段，說說本文是如何引出“醉翁亭”的位置的，作者在此運用了怎樣的藝術(shù)手法。明確：首先以“環(huán)滁皆山也”五字領(lǐng)起，將滁州的地理環(huán)境一筆勾出，點出醉翁亭坐落在群山之中，并縱觀滁州全貌，鳥瞰群山環(huán)抱之景。接著作者將“鏡頭”全景移向局部，先寫“西南諸峰，林壑尤美”，醉翁亭坐落在有最美的林壑的西南諸峰之中，視野集中到最佳處。再寫瑯琊山“蔚然而深秀”，點山“秀”，照應(yīng)上文的“美”。又寫釀泉，其名字透出了泉與酒的關(guān)系，好泉釀好酒，好酒叫人醉。“醉翁亭”的名字便暗中透出，然后引出“醉翁亭”來。作者利用