操作系统第六章

操作系统慕课版第六章首先，第六章介绍了进程的概念和特征。

进程是程序在执行过程中的实体，它包括了程序的代码、数据和执行状态等信息。

进程具有独立性、动态性和并发性等特征。

独立性指的是每个进程都拥有独立的地址空间，不会相互干扰；动态性指的是进程的创建、执行和终止都是动态的过程；并发性指的是多个进程可以同时执行，通过时间片轮转等调度算法进行切换。

其次，第六章介绍了进程的状态和状态转换。

进程可以处于就绪、执行和阻塞三种状态之一。

就绪状态表示进程已经具备执行的条件，等待系统调度执行；执行状态表示进程正在执行指令；阻塞状态表示进程由于等待某些事件而暂时无法执行。

进程在不同状态之间的转换是由操作系统进行调度和管理的。

第三，第六章介绍了进程的创建和终止。

进程的创建是通过fork()系统调用来实现的，它会创建一个与父进程相同的子进程，但是子进程有自己独立的地址空间。

进程的终止可以通过exit()系统调用来实现，它会释放进程所占用的资源，并通知父进程。

此外，第六章还介绍了进程的执行顺序和进程控制块等相关内容。

第四，第六章介绍了进程调度的算法和策略。

进程调度是操作系统中非常重要的一项功能，它决定了进程的执行顺序和分配时间片的方式。

常见的进程调度算法有先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、最高优先级调度（HPF）、时间片轮转调度（RR）等。

不同的调度算法有不同的优缺点，可以根据实际情况选择合适的调度策略。

第五，第六章还介绍了进程同步和互斥的概念。

在多进程环境中，进程之间可能会共享资源，为了避免竞争条件和死锁等问题，需要进行进程同步和互斥的操作。

常见的同步和互斥机制有信号量、互斥锁、条件变量等。

这些机制可以保证进程之间的有序执行和资源的合理分配。

总结起来，第六章主要介绍了进程管理的相关内容，包括进程的概念和特征、进程的状态和状态转换、进程的创建和终止、进程调度的算法和策略，以及进程同步和互斥的概念。

通过学习这些内容，我们可以更好地理解和掌握操作系统中的进程管理机制，提高系统的性能和资源利用率。

Co-begin void Producer_i( ) (i=1,2…k) { item next_p; while(1){ produce an item in next_p P(empty); P(s); add next_p to buffer V(s); V(full); } } void consumer_j( ) (j=1,2…m) { item next_c; while(1){ P(full); P(s); remove an item from buffer to next_c V(s); V(empty); consume the item in next_c}} Co-end
• 进入临界段之前要申请，获得批准方可进入； • 退出临界段之后要声明，以便其他进程进入。
用程序描述： While(1){ entry_section; critical_section; exit_section; remainder_section; }
解决临界段问题的软件算法必须遵循：
准则1:不能虚设硬件指令或假设处理机数目。 准则2:不能假设n个进程的相对速度。 准则3:当一个进程未处于其临界段时，不应阻止 其他进程进入临界段。 准则4:当若干进程欲进入临界段时，应在有限时 间内选出一个进程进入其临界段。 用准则3，4不难推出下面原则 协调各进程入临界段的调度原则： • 当无进程处于临界段时，允许一个进程立即进入临界段。
3.实现临界段的硬件方法
利用处理机提供的特殊指令实现临界区加锁。 常见硬件指令有: ⑴ “Test_and_Set”指令 该指令功能描述为： int *target ( 限定为0,1） int Test_and_Set (int *target) { int temp; temp = *target ； *target = 1; return temp; }

第六章文件管理一、选择题1.文件系统最基本的目标是（A），它主要是通过（B）功能实现的，文件系统所追求的最重要的目标是（C）。

A，C：（1）按名存取；（2）文件共享；（3）文件保护；（4）提高对文件的存取速度；（5）提高I/O 速度；（6）提高存储空间利用率。

B：（1）存储空间管理；（2）目录管理；（3）文件读写管理；（4）文件安全性管理2.在文件系统中可命名的最小数据单位是（A），用户以（B）为单位对文件进行存取、检索等，对文件存储空间的分配则以（C）为单位。

A,B,C：（1）字符串；（2）数据项；（3）记录；（4）文件；（5）文件系统。

3.按逻辑结构可把文件分为（A）和（B）两类，UNIX系统中的文件系统采用（B）。

A,B：（1）读、写文件；（2）只读文件；（3）索引文件；（4）链式文件；（5）记录式文件；（6）流式文件。

4.假定盘块的大小为1KB，对于1.2MB的软盘，FAT需占用（A）的存储空间；对于100MB的硬盘，FAT需占用（B）的存储空间。

A：（1）1KB；（2）1.5KB；（3）1.8KB；（4）2.4KB；（5）3KB。

B：（1）100KB；（2）150KB；（3）200KB；（4）250KB；（5）300KB。

5.从下面的描述中选出一条错误的描述。

（1）一个文件在同一系统中、不同的存储介质上的拷贝，应采用用一种物理结构。

（2）文件的物理结构不仅与外存的分配方式相关，还与存储介质的特性相关，通常在磁带上只适合使用顺序结构。

（3）采用顺序结构的文件既适合进行顺序访问，也适合进行随机访问。

（4）虽然磁盘是随机访问的设备，但其中的文件也可使用顺序结构。

6.从下面关于顺序文件和链接文件的叙述中，选出一条正确的叙述。

（1）顺序文件适合于建立在顺序存储设备上，而不适合于建立在磁盘上。

（2）显式链接文件将分配给文件的下一个物理盘块的地址登记在该文件的前一个物理盘块中。

（3）顺序文件必须采用连续分配方式，而链接文件和索引文件则可采用离散的分配方式。

第六章 Windows操作系统
(3) 右键操作。右键也称菜单键。单击可打开该对象所对应的快捷菜单。 (4) 滚轮。可用于在支持窗口滑块滚动的应用程序中实现滚动查看窗口中内容的功能。滚轮并非鼠标 的标准配置部件。 3．鼠标的设置 根据个人习惯不同，用户可打开“控制面板”→“鼠标”，在“鼠标 属性”对话框中根据需要设置 鼠标。 6.2.3 键盘 键盘是最早使用的输入设备之一，现在也仍然是输入文本和数字的标准输入设备。键盘样式多种多 样，但基本操作键的布局和功能基本相同。 6.2.4 桌面 桌面是系统的屏幕工作区，也是系统与用户交互的平台。桌面一般包括桌面图标、桌面背景、开始 按钮与任务栏。
第六章 Windows操作系统
外存除了硬盘之外，还有软盘、光盘、U盘等，这些连入计算机也有对应的盘符。通常，软盘驱动器 的盘符为A或者B，其它驱动器的盘符紧跟硬盘分区的盘符。
硬盘在出厂时已经进行了低级格式化，即在空白硬盘上划分柱面与磁道，再将磁道划分为若干扇区。 这里所说的硬盘格式化是高级格式化，即清除硬盘数据，初始化分区并创建文件系统。硬盘上不同的分 区相互独立，经过格式化后可以各自支持独立的与其它分区不同的文件系统。
第六章 Windows操作系统
6.2.5 窗口 窗口是Windows最基本的用户界面。通 常，启动一个应用程序就会打开它的窗口， 而关闭应用程序的窗口也就关闭了应用程序。 Windows 7中每个窗口负责显示和处理一类 信息。用户可随意在不同窗口间切换，但只 会有一个当前工作窗口。 1．窗口的基本组成 如图6-3所示，窗口由控制按钮、地址栏、 搜索栏、菜单栏、工具栏、资源管理器、滚 动条、工作区、状态栏、边框等组成。
第六章 Windows操作系统
(1) 控制按钮。窗口左上角的控制按钮可以打开控制菜单，右上角的控制按钮可以最小化、最大化/ 还原和关闭窗口。

操作系统第六章练习题一、选择题1. 在操作系统中，下列关于进程状态的描述，错误的是（）。

A. 运行态是指进程正在占用CPUB. 阻塞态是指进程因等待某事件而暂时停止运行C. 就绪态是指进程已经具备运行条件，等待CPU调度D. 空闲态是指进程已经执行完毕，等待被系统回收2. 在操作系统中，下列关于进程调度算法的描述，正确的是（）。

A. 先来先服务（FCFS）调度算法可能导致饥饿现象B. 短作业优先（SJF）调度算法是非抢占式的C. 优先级调度算法中，优先级高的进程一定能立即获得CPUD. 时间片轮转调度算法适用于分时系统3. 在操作系统中，下列关于进程同步与互斥的描述，错误的是（）。

A. 临界区是指进程中访问共享资源的代码段B. 信号量是一种用于实现进程同步与互斥的机制C. Peterson算法可以保证两个进程互斥进入临界区D. 生产者消费者问题可以通过信号量机制解决二、填空题1. 在操作系统中，进程的五大状态包括：____、____、____、____和____。

2. 在进程同步与互斥中，信号量的值表示了____资源的使用情况。

3. 在操作系统中，死锁产生的四个必要条件是：____、____、____和____。

三、简答题1. 请简述进程与线程的区别。

2. 请说明进程调度的主要目标。

3. 请阐述银行家算法的基本思想及其应用场景。

四、编程题1. 编写一个程序，实现进程的创建、撤销和切换。

2. 编写一个程序，使用信号量机制解决生产者消费者问题。

3. 编写一个程序，模拟进程的优先级调度算法。

五、案例分析题进程最大需求量已分配资源量P1 R1=3, R2=2 R1=1, R2=0P2 R2=2, R3=2 R2=1, R3=1P3 R3=2, R4=2 R3=1, R4=0P4 R1=4, R4=3 R1=2, R4=2（1）系统当前可用资源为：R1=1, R2=1, R3=1, R4=1（2）系统当前可用资源为：R1=0, R2=1, R3=1, R4=12. 假设有一个系统采用时间片轮转调度算法，时间片长度为50ms。

具有相似的结构，它由用户所有文件的文件控制块组成。此外，
在系统中再建立一个主文件目录MFD(Master File Directory)； 在主文件目录中，每个用户目录文件都占有一个目录项，其目录 项中包括用户名和指向该用户目录文件的指针。如图2所示：
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一 文件目录管理
图2
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●缺点：查找速度慢；文件不能重名。不便于实现文件共享。
文件名 文件名 1 文件名 2 … 物理地址 文件说明 状态位
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表1 单级目录
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一 文件目录管理
【七】二级目录
●为了克服单级目录所存在的缺点，可以为每一个用户建立一个单 独的用户文件目录UFD(User File Directory)。这些文件目录
二级目录结构示意图
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一 文件目录管理
●两级目录结构基本上克服了单级目录的缺点，并具有以下优点：
1) 提高了检索目录的速度。如果在主目录中有n个子目录，采用两 级目录可使检索效率提高n/2倍。
2) 在不同的用户目录中，可以使用相同的文件名。
3) 不同用户还可使用不同的文件名来访问系统中的同一个共享文件。 但当多个用户之间要相互合作去完成一个大任务，且一用户又需 去访问其他用户的文件时，这种隔离便成为一个缺点，因为这种 隔离会使诸用户之间不便于共享文件。
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一 文件目录管理
●当文件被打开时，要将磁盘索引结点拷贝到内存的索引结点中，便于
以后使用。在内存索引结点中又增加了以下内容： 1. 索引结点编号，用于标识内存索引结点。 2. 状态，指示i结点是否上锁或被修改。 3. 访问计数，每当有一进程要访问此i结点时，将该访问计数加1， 访问完再减1。 4. 文件所属文件系统的逻辑设备号。 5. 链接指针。设置有分别指向空闲链表和散列队列的指针。

输入型虚拟设备的实现
• 对于输入型虚拟设备，数据的流向： • 假定用于输入的独占型设备时读卡机，用 于实现虚拟设备的共享型设备时磁盘，则 对于进程所发出的资料申请命令，使用命 令及释放命令，操作系统需要完成的工作 如下：
影响磁盘I/O性能的技术
• 从磁盘读数据的过程：寻道时间（当前位 置→指定位置）+旋转延迟（定位扇区）+ 数据传输时间=访问时间
§6.2 计算机I/O子系统的组成
• 总线型I/O系统的结果
处理机 内存
I/O设备
I/O设备
I/O设备
I/O设备
通道型I/O系统
处理机
内存
I/O通道 I/O设备 I/O设备
I/O通道 I/O设备
I/O通道 I/O设备 I/O设备
具有控制器的I/O系统结构
• 传统的设备=机械部分+电子部分 • 电子部分在系统的控制下驱动机械部分运转，完 成I/O操作 • 由于设备中电子部分比机械部分的速度快得多， 为了减低硬件成本，将电子部分从设备中分离出 来作为一个独立的部件，这就是控制器 • 分离之后的设备仅由机械部分构成，一个控制器 可与多个设备相连，交替地或分时地控制与其相 关联的设备，例如，磁盘控制器可以控制多个磁 盘驱动器
• 配合操作系统分配/再分配硬件资源 • 加载相应的驱动程序
– 当系统中加入新设备时，如果操作系统中没有 集成相应设备的驱动程序，则会要求用户指定 驱动程序的位置并完成驱动程序的安装
设备驱动的程序
• 设备驱动程序一般由设备制造商提供，不 包含在操作系统中 • 但是，为了方便用户，操作系统软件包中 通常会集成提供标准的，通用的或者流行 的，常用设备厂商的设备驱动程序供用户 选择 • 从系统分层的观点来讲，设备驱动程序可 以说操作系统的一部分，也可以被认为硬 件设备的一部分。

| |
和管理的软
件集合
基本 I/O 管理程序（文件组织模块）
青
基本文件系统（物理 I/O 层）
岛
理 工 大 学 文件、目录、磁盘
(带)存储空间
I/O 控制层（设备驱动程序） 对象及其属性说明
第六章 文件管理
计 算
6.1 文件和文件系统
机
操
6.1.3 文件操作
作
系
1.最基本的文件操作
统 |
★创建文件
工
读写文件
大
学
第六章 文件管理
6.1 文件和文件系统 计对文件存储空间的管理、对文件
算目录的管理、用于将文件的逻辑
机操地文址件转的换读6为和.物 写1.理的2 地管文址理件的以类机及型制对、文和对件文件系统模型
作的共享2.与文保件护系统模型
命令接口、程序接口
系
文件系统接口
统
|
对对象操纵
逻辑文件系统
|
★删除文件
|
★读文件
青
岛
★写文件
理
★截断文件
工
大
★设置文件的读/写位置
学
第六章 文件管理
计 算
6.1 文件和文件系统
机
操 6.1.3 文件操作
作
系 2.文件的“打开”和“关闭”操作
统 |
步骤：
|
① 检索文件目录找到指定文件的属性及其在
|
外存上的位置；
青
② 对文件实施相应的操作。
岛
理 3.其它文件操作
岛 理 工 大
其目件用的，户是即选物择理一文逻结种件辑构良。好的、设备物结利理构用率高系的统物理 文件结构。系统按此结构和外部设备交换信息。

传递性: 传递性: 若a≤b且b≤c,则a≤c 且 , 非对称性: 非对称性 若a≤b且b≤a,则a=b 且 , 代表实体, 代表主体, 代表敏 若引入符号 O 代表实体,S 代表主体,≤代表敏 感实体与主体的关系,我们有: 感实体与主体的关系,我们有 O≤S 当且仅当 密级 密级 并且 隔离组 隔 密级O≤密级 密级S 隔离组O≤隔 离组S 离组 关系≤限制了敏感性及主体能够存取的信息内容 限制了敏感性及主体能够存取的信息内容, 关系 限制了敏感性及主体能够存取的信息内容, 只有当主体的许可证级别至少与该信息的级别一样 高,且主体必须知道信息分类的所有隔离组时才能 够存取. 够存取.
单层模型模型有一定的局限性, 单层模型模型有一定的局限性 , 在现代操作系统 的设计中,使用了多级安全模型, 的设计中 , 使用了多级安全模型 , 信息流模型在其 中得到了深入的应用.如著名的Bell-LaPadula模型 中得到了深入的应用 . 如著名的 模型 模型. 和Biba模型. 模型
2. 多层网格模型
6.2 操作系统的 安全设计
开发一个安全的操作可分为如下四个阶段: 开发一个安全的操作可分为如下四个阶段:建立安 全模型,进行系统设计,可信度检查和系统实现. 全模型,进行系统设计,可信度检查和系统实现. 实现安全操作系统设计的方法有两种:一种是专门 实现安全操作系统设计的方法有两种: 针对安全性面设计的操作系统; 针对安全性面设计的操作系统 ;另一种是将安全特性 加入到期目前的操作系统中. 加入到期目前的操作系统中.
(3)加拿大的评价标准(CTCPEC) )加拿大的评价标准( ) 加拿大的评价标准(CTCPEC)的适用范围:政府部 门.该标准与ITSCE相似,将安全分为两个部分:功能 性需求和保证性需求 (4)美国联邦准则(FC) )美国联邦准则( ) 美国联邦准则(FC)是对TCSEC的升级,在该标准中引 入了"保护轮廓"(PP)的概念,其每个保护轮廓包括: 功能,开发保证和评价. (5)国际通用准则(CC) )国际通用准则( ) 国际通用准则(CC)是国际标准化组织对现行多种安全 标准统一的结果,是目前最全面的安全主价标准.CC的 第一版是在1966年6月发布的,第二版是在1999年6月发 布的,1999年10月发布了CC V2.1版,并成为ISO标准. 该标准的主要思想和框架结构取自ITSEC和FC,并允分 突出"保护轮廓"的相思.CC将评估过程分为:功能和 保证;评估等级分为:EAL1~EAL7

第6章设备管理习题与解答6.1 例题解析例6.2.1 何谓虚拟设备？请说明SPOOLing系统是如何实现虚拟设备的。

解本题的考核要点是虚拟设备的实现方法。

虚拟设备是指利用软件方法，比如SPOOLing系统，把独享设备分割为若干台逻辑上的独占的设备，使用户感受到系统有出若干独占设备在运行。

当然，系统中至少一台拥有物理设备，这是虚拟设备技术的基础。

SPOOLing系统又称“假脱机I/O系统”，其中心思想是，让共享的、高速的、大容量外存储器（比如，磁盘）来模拟若干台独占设备，使系统中的一台或少数几台独占设备变成多台可并行使用的虚拟设备。

SPOOLing系统主要管理外存上的输入井和输出井，以及内存中的输入缓冲区和输出缓冲区。

其管理进程主要有输入和输出进程，负责将输入数据装入到输入井，或者将输出井的数据送出。

它的特点是：提高了 I/O操作的速度；将独占设备改造为共享设备；实现了虚拟设备功能。

例 6.2.2 有关设备管理要领的下列叙述中，( )是不正确的。

A．通道是处理输入、输出的软件B．所有外围设备都由系统统一来管理C．来自通道的I/O中断事件由设备管理负责处理D．编制好的通道程序是存放在主存贮器中的E．由用户给出的设备编号是设备的绝对号解本题的考核要点是设备管理的基本概念。

(1) 通道是计算机上配置的一种专门用于输入输出的设备，是硬件的组成部分。

因此A是错误的。

(2) 目前常见I/O系统其外部设备的驱动和输入输出都由系统统一管理。

因此B是对的。

(3) 设备管理模块中的底层软件中配有专门处理设备中断的处理程序。

通道中断属于设备中断的一种。

因此C是对的。

(4) 通道设备自身只配有一个简单的处理装置（CPU），并不配有存储器，它所运行的通道程序全部来自内存。

因此D是对的。

(5) 系统在初启时为每台物理设备赋予一个绝对号，设备绝对号是相互独立的。

由用户给出的设备号只能是逻辑编号，由系统将逻辑号映射为绝对号。

因此E是错误的。

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第六章
输入输出系统
(3) 驱动程序与I/O设备所采用的I/O控制方式紧密相关，
常用的I/O控制方式是中断驱动和DMA方式。 (4) 由于驱动程序与硬件紧密相关，因而其中的一部分 必须用汇编语言书写。目前有很多驱动程序的基本部分已经 固化在ROM中。
2. 通道类型
1) 字节多路通道(Byte Multiplexor Channel) 这是一种按字节交叉方式工作的通道。它通常都含有许 多非分配型子通道，其数量可从几十到数百个，每一个子通 道连接一台I/O设备，并控制该设备的I/O操作。这些子通道
按时间片轮转方式共享主通道。
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第六章
输入输出系统
数组选择通道虽有很高的传输速率，但它却每次只允许 一个设备传输数据。数组多路通道是将数组选择通道传输速 率高和字节多路通道能使各子通道(设备)分时并行操作的优 点相结合而形成的一种新通道。
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第六章
输入输出系统
3. “瓶颈”问题
由于通道价格昂贵，致使机器中所设置的通道数量势必 较少，这往往又使它成了I/O的瓶颈，进而造成整个系统吞 吐量的下降。
令中的抽象要求转换为与设备相关的低层操作序列。
(2) 检查用户I/O请求的合法性，了解I/O设备的工作状态， 传递与I/O设备操作有关的参数，设置设备的工作方式。 (3) 发出I/O命令，如果设备空闲，便立即启动I/O设备， 完成指定的I/O操作；如果设备忙碌，则将请求者的请求块挂 在设备队列上等待。 (4) 及时响应由设备控制器发来的中断请求，并根据其中 断类型，调用相应的中断处理程序进行处理。
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第六章
输入输出系统
2. 设备驱动程序的特点
设备驱动程序属于低级的系统例程，它与一般的应用程 序及系统程序之间有下述明显差异：

第六章输入输出系统1、通过硬件和软件的功能扩充，把原来独占的设备改造成若干用户共享的设备，这种设备称为（）。

A、存储设备B、系统设备C、虚拟设备D、用户设备2、CPU输出数据的速度远远高于打印机的打印速度，为解决这一矛盾，可采用（）。

A、并行技术 B.通道技术C、缓冲技术D、虚存技术3、为了使多个进程能有效的同时处理I/O，最好使用（）结构的缓冲技术。

A、缓冲池B、单缓冲区C、双缓冲区D、循环缓冲区4、磁盘属于①（），信息的存取是以②（）单位进行的，磁盘的I/O控制主要采取③（）方式，打印机的I/O控制主要采取③（）方式。

①A、字符设备 B、独占设备 C、块设备D、虚存设备②A、位(bit) B、字节C、桢D、固定数据块③A、循环测试 B、程序中断 C、DMA D、SPOOLing5、下面关于设备属性的论述中正确的为（）。

A、字符设备的一个基本特征是不可寻址的，即能指定输入时的源地址和输出时的目标地址B、共享设备必须是可寻址的和可随机访问的设备C、共享设备是指在同一时刻内，允许多个进程同时访问的设备D、在分配共享设备和独占设备时，都可能引起进程死锁6、下面关于虚拟设备的论述中，正确的是（）。

A、虚拟设备是指允许用户使用比系统中具有的物理设备更多的设备B、虚拟设备是指把一个物理设备变成多个对应的逻辑设备C、虚拟设备是指允许用户以标准化方式来使用物理设备D、虚拟设备是指允许用户程序不必全部装入内存便可使用系统中的设备7、通道是一种特殊①（），具有②（）能力，它用于实现③（）之间的信息传输。

①A、I/O设备B、设备控制器C、处理机D、I/O控制器②A、执行I/O指令集 B、执行CPU指令集C、传输I/O指令D、运行I/O进程③A、内存与外设B、CPU与外设C、内存与外存D、CPU与外存8、为实现设备分配，应为每类设备设置一张①（），在系统中配置一张①（），为实现设备的独立性，系统中应设置一张②（）。

①A、设备控制表B、控制器控制表C、系统设备表D、设备分配表②A、设备开关表B、I/O请求表C、系统设备表D、逻辑设备表9、下面不适合于磁盘调度算法的是（）。

第六章文件管理1. 何谓数据项、记录和文件？a.数据项是最低级的数据组织形式，可分为基本数据项和组合数据项。

基本数据项是用于描述一个对象某种属性的字符集，是数据组织中可以命名的最小逻辑数据单位，即原子数据，又称为数据元素或字段。

组合数据项则由若干个基本数据项构成。

b.记录是一组相关数据项的集合，用于描述一个对象某方面的属性。

c.文件是指有创建者所定义的、具有文件名的一组相关信息的集合提。

4. 何谓逻辑文件？何谓物理文件？(何谓文件逻辑结构？何谓文件的物理结构)文件的逻辑结构是指从用户的观点出发所观察到的文件组织形式，也就是用户可以直接处理的数据及其结构，它独立于物理特性,；而文件的物理结构则是指文件在外存上的存储组织形式，与存储介质的存储性能有关。

5．如何提高对变长记录顺序文件的检索速度？为了提高对变长记录顺序文件的检索速度，可为其建立一张索引表，以主文件中每条记录的长度及指向对应记录的指针（即该记录在逻辑地址空间的首址）作为相应每个表项的内容。

由于索引表本身是一个定长记录的顺序文件，若将其按记录键排序，则可以实现对主文件的方便快速的直接存取。

需要指出的是，如果文件较大，应通过建立分组多级索引以进一步提高检索效率。

8．试说明顺序文件的结构及其优点。

顺序文件中的记录可按照两种顺序进行排列，若各记录按存入时间的先后排列所形成的文件是串结构文件，若各记录按关键字排列所形成的文件是顺序结构文件。

定长记录通常采用此种结构的文件。

优点：当系统对记录进行批量存取时，顺序文件的存取效率是所有逻辑文件中最高的。

9．在链接式文件中常采用哪几种连接方式？为什么？在链接式文件中常采用显式链接方法，由于这种链接方式是把用于链接文件各个物理块的指针，显式地存放在内存的一张链表中，而对于查找记录的过程也是在内存中进行的，因此相对于隐式链接方式，在检索记录时能有效地调高检索速度，并能大大减少访问磁盘的次数，节省系统开销。

10．在MS-DOS中有两个文件A和B，A占用11，12，16和14四个盘块；B占用13，18和20三个盘块。

第六章一、问答题1、什么是文件的逻辑结构？什么是文件的物理结构？2、为了能够查找到文件的位置，在采用连续文件、链接文件和索引文件时，在目录中需要登记哪些内容？3、磁盘容错技术可以分为哪三级？4、目前最广泛采用的目录结构是哪种？它有什么优点？5、文件在磁盘上存放的形式有几种？它们与存取方法有何关系？物理结构顺序结构链接结构索引结构直接文件存取方法顺序顺序（显式\隐式）顺序顺序随机（显式）随机随机按键6、简述以下移臂调度算法的思想：先来先服务调度算法、最短查找时间优先算法、电梯调度算法。

7、简述文件控制块中包含的内容。

8、假设多个用户共享一个文件目录系统，用户甲要用文件A、B、C、E，用户乙要用文件A、D、E、F。

已知用户甲的文件A与用户乙的文件A实际上不是同一个文件；用户甲的文件C与用户乙的文件F实际上是同一个文件；甲、乙两用户的文件E是同一个文件。

试问你是否可以拟定一种文件目录组织方案，使得甲、乙两用户既能共享文件而又不造成混乱？资料个人收集整理，勿做商业用途答：采用多级目录结构，文件目录分解为基本目录和符号目录，只要在不同文件符号目录中使用相同文件内部标识符，甲、乙两用户既能共享文件而又不造成混乱。

资料个人收集整理，勿做商业用途画图并简要说明二、计算题1、假定盘块的大小为1KB，硬盘的大小为10GB，采用显示链接分配方式时，请问文件分配表只是占用多大空间? 资料个人收集整理，勿做商业用途磁盘块数：10GB/1KB=10M表达10M盘块，FAT每项至少需要24位，即3个字节所以文件分配表至少占用3B*10M=30M2、系统中磁头停留在磁道号为70的磁道上，这时先后有4个进程提出了磁盘访问请求，要访问磁盘的磁道号按申请到达的先后顺序依次为：45，68，28，90。

移动臂的运动方向：沿磁道号递减的方向移动。

若分别采用FCFS磁盘调度算法、SSTF算法，SCAN算法时，所需寻道长度分别为多少（走过多少柱面）？0号磁道是最里面还是最外面的一个磁道？资料个人收集整理，勿做商业用途提示：FCFS磁盘调度算法：70->45->68->28->90SSTF算法：70->68->90->45->28SCAN算法：70->68->->45->28->903、某系统采用UNIX操作系统的专用块内容为：空闲块数3，然后依次登记的空闲块号为77,89,60，问此时若一个文件A需要5个盘块，系统进行分配后有个文件B被删除，它占用的盘块块号为100,101,109,500，则回收这些盘块后专用块的内容是什么？写出整个分析过程。

第六章文件系统一.单项选择题1．操作系统对文件实行统一管理，最基本的是为用户提供( )功能。

A．按名存取 B．文件共享 C．文件保护 D．提高文件的存取速度2．按文件用途分类，编译程序是( )。

A．系统文件 B．库文件 C．用户文件 D．档案文件3．( )是指将信息加工形成具有保留价值的文件。

A．库文件 B．档案文件 C．系统文件 D．临时文件4．把一个文件保存在多个卷上称为( )。

A．单文件卷 B．多文件卷 C．多卷文件 D．多卷多文件5．采取哪种文件存取方式，主要取决于( )。

A．用户的使用要求 B．存储介质的特性C．用户的使用要求和存储介质的特性 D．文件的逻辑结构6．文件系统的按名存取主要是通过( )实现的。

A．存储空间管理 B．目录管理 C．文件安全性管理 D．文件读写管理7．文件管理实际上是对( )的管理。

A．主存空间 B．辅助存储空间 C．逻辑地址空间 D．物理地址空间8．如果文件系统中有两个文件重名，不应采用( )结构。

A．一级目录 B．二级目录 C．树形目录 D．一级目录和二级目录9．树形目录中的主文件目录称为( )。

A．父目录 B．子目录 C．根目录 D．用户文件目录10．绝对路径是从( )开始跟随的一条指向制定文件的路径。

A．用户文件目录 B．根目录 C．当前目录 D．父目录11．逻辑文件可分为流式文件和( )两类。

A．索引文件 B．链接文件 C．记录式文件 D．只读文件12．由一串信息组成，文件内信息不再划分可独立的单位，这是指( )。

A．流式文件 B．记录式文件 C．连续文件 D．串联文件13．记录式文件内可以独立存取的最小单位是由( )组成的。

A．字 B．字节 C．数据项 D．物理块14．在随机存储方式中，用户以( )为单位对文件进行存取和检索。

A．字符串 B．数据项 C．字节 D．逻辑记录15．数据库文件的逻辑结构形式是( )。

A．链接文件 B．流式文件 C．记录式文件 D．只读文件16．文件的逻辑记录的大小是( )。

外存的主要涉及标准和性能指标：密度，速度，容量，体积，成本，便携性，可重写性 和可重用性等。
存储容量分为非格式化容量和格式化容量。一般格式化容量是非格式化容量的 80% 格式化分为：高级格式化（仅删除数据），低级格式化。 高级格式化，清除硬盘上的数据、生成引导区信息、初始化 FAT 表、标注逻辑坏
外存上存放的信息安全可靠，防止来自硬件的故障和来自他人的侵权。 可以方便地共享，动态伸缩，拆卸携带，了解存取请款共和使用情况等。 以最小代价完成上述任务。
（4 ）文件定义及文件系统的工作界面
文件系统提供了：文件子系统，目录，文件，文件内字节，这 4 个层次上的操作。 文件是操作系统提供的，是用户观点中期内容具有连续顺序关系的最大外存逻辑数据空间。
3、文件系统用户界面 （1）文件级界面：文件属性和文件操作
每个文件都拥有文件名。操作系统为每个文件名与该文件在外存中存放位置建立对应 关系。在多用户环境下，操作系统还需为每个文件建立和维护文件主和访问权限等信息。
文件属性信息包括文件名，文件主，访问权限以及文件类型，文件长度等。这些信息不 属于文件本身的内容，但是用户需要由操作系统来保存这些属性。并提供查询这些属性的操 作。
道等 低级格式化，就是将空白的磁盘划分出柱面和磁道，再将磁道划分为若干个扇区，
每个扇区又划分出标识部分 ID、间隔区 GAP 和数据区 DATA 等。硬盘的低级格式 化是高级格式化之前的一件工作，目前所有硬盘厂商在产品出厂前，已经对硬盘进 行了低格化的处理，因此我们新购买的硬盘在装系统时只需要进行高级格化的过程， 来初始化 FAT 表，进行分区操作。硬盘的低级格式化过程是一种损耗性操作，对 硬盘的使用寿命会产生一定的负面作用。
通过增加磁盘数，及每个磁盘都正反两面都涂以磁性材料，来增加容量。 所有盘面中处于同一磁道号上的所有磁道组成一个柱面。读写同一个柱面的数据，不需 要移动磁头，故通常将同一文件内容分配在同一柱面上，以节省访盘时间。 对主机提供的接口是：“读/写，磁盘地址（设备号，柱面号，磁面号，扇区号），内存 地址”。 当接收到一个访盘请求时，由以下三个步骤： 寻道，磁头移动到指定磁道（寻道时间） 等待扇区从磁头下经过（延迟时间） 数据在磁盘与内存间传送（传送时间） 访盘时间=寻道时间+延迟时间+大胆地

6.1 Windows操作系統安全漏洞掃描
6.1.2 漏洞掃描系統及其分類 網路漏洞掃描系統 網路型的漏洞掃描系統主要模仿駭客經由網 路端發出封包，以主機接收到封包時的回應 作為判斷標準，進而瞭解主機的操作系統、 服務、及各種應用程式的漏洞，其運作的架 構如圖6.1所示。
6.1 Windows操作系統安全漏洞掃描
6.1.1 漏洞掃描的功能 目的：自動評估操作系統配置方式不當所 導致的安全漏洞。 操作系統漏洞掃描主要檢查以下四個方面：
系統設置是否符合安全策略 是否有可疑檔 是否存在木馬程式 關鍵系統檔是否完整
6.1 Windows操作系統安全漏洞掃描
6.1.1 漏洞掃描的功能 漏洞掃描通常採用兩種策略：
6.1 Windows操作系統安全漏洞掃描
6.1.2 漏洞掃描系統及其分類 對於維護一個如 Windows 般複雜的多層結構的操作系 統，漏洞掃描是一項不可缺少的組成部分。它能夠模擬駭客 的行為，對操作系統及網路進行攻擊測試，以幫助管理員在 駭客攻擊之前，找出系統中存在的漏洞。 漏洞掃描一般採用專用工具來實現，這些專用工具稱為 漏洞掃描系統，是用來自動檢測遠程或本地主機安全漏洞的 程式（安全漏洞通常指硬體、軟體、協議的具體實現或系統 安全策略方面存在的安全缺陷）。使用漏洞掃描系統可以評 估操作系統及網路的安全級別，並生成評估報net 網路漏洞掃描系統
路由器 网络型扫描 系统
网络型扫描 系统
防火墙 网络型扫描 系统
网页服务器
交换机
数据库服务器
网络型扫描 系统
圖6.1 網路型漏洞掃描系統整體架構
6.1 Windows操作系統安全漏洞掃描
6.1.2 漏洞掃描系統及其分類 網路漏洞掃描系統 網路型漏洞掃描系統的主要功能如下： 服務掃描偵測。提供well-known port service的掃描偵測及 well-known port以外的ports掃描偵測。 後門程式掃描偵測。提供PC Anywhere、NetBus、Back Orifice、Back Orifice2000(BackdoorBo2k)等遠程控制程 式（後門程式）的掃描偵測。 密碼破解掃描偵測。提供密碼破解的掃描功能，包括操作系統 及程式密碼破解掃描，如FTP、POP3、Telnet...等。 應用程式掃描偵測。提供已知的破解程式執行掃描偵測，包括 CGI-BIN、Web Server漏洞、FTP Server等的掃描偵測。