第6章 核心存储与索引结构

操作系统第六章答案第六章⽂件管理1、何谓数据项、记录和⽂件P203 P204答：数据项：数据项是最低级的数据组织形式，是数据组中可以命名的最⼩逻辑数据单位，若⼲个基本数据项组成的。

记录：记录是⼀组相关数据项的集合，⽤于描述⼀个对象在某⽅⾯的属性。

⽂件：⽂件是指由创建者所定义的、具有⽂件名的⼀组相关元素的集合，可分为有结构⽂件和⽆结构⽂件两种。

在有结构的⽂件中，⽂件由若⼲个相关记录组成；⽽⽆结构⽂件则被看成是⼀个字符流。

⽂件在⽂件系统中是⼀个最⼤的数据单位，它描述了⼀个对象集。

2、⽂件系统的模型可分为三层，试说明其每⼀层所包含的基本内容。

P206图答：1、对象及其属性：⽂件、⽬录、硬盘（磁带）存储空间；2、对对象操纵和管理的软件集合：⽂件管理系统的核⼼部分；3、⽂件系统的接⼝：命令接⼝、程序接⼝；3、试说明⽤户可以对⽂件施加的主要操作有哪些。

P207答：1、最基本的⽂件操作：创建⽂件、删除⽂件、读⽂件、写⽂件、截断⽂件、设置⽂件的读/写位置；2、⽂件的“打开”和“关闭”操作；3、其它⽂件操作；4、何谓逻辑⽂件何谓物理⽂件P208答：逻辑⽂件：这是从⽤户观点出发所观察到的⽂件组织形式，是⽤户可以直接处理的数据及其结构，它独⽴于⽂件的物理特性，⼜称为⽂件组织。

物理结构：⼜称为⽂件的存储结构，是指⽂件在外存上的存储组织形式。

这不仅与存储介质的存储性能有关，⽽且与所采⽤的外存分配⽅式有关。

5、如何提⾼对变长记录顺序⽂件的检索速度P210答：对于变长记录的顺序⽂件，在顺序读或写时的情况相似，但应分别为它们设置读或写指针，在每次读或写完⼀个记录后，须将读或写指针加上Li。

Li 是刚读或刚写完的记录的长度。

6、试说明对索引⽂件和索引顺序⽂件的检索⽅法。

P211 P212答：在对索引⽂件进⾏检索时，⾸先是根据⽤户（程序）提供的关键字，并利⽤折半查找法去检索索引表，从中找到相应的事项；再利⽤该表项中给出的指向记录的指针值，去访问所需的记录。

操作系统原理第一章操作系统概论1.1操作系统的概念操作系统的特征：并发性，共享性，随机性。

研究操作系统的观点：软件的观点，资源管理的观点，进程的观点，虚拟机的观点，服务提供者的观点。

操作系统的功能：1.进程管理：进程控制，进程同步，进程间通信，调度。

2.存储管理：内存分配与回收，存储保护，内存扩充。

3.文件管理：文件存储空间管理，目录管理，文件系统安全性。

4.设备管理5.用户接口UNIX是一个良好的、通用的、多用户、多任务、分时操作系统。

1969年AT&T公司Kenneth L.Thompson 用汇编语言编写了Unix第一个版本V1，之后Unix用C语言编写，因此事可移植的。

1.3操作系统分类1.批处理操作系统：优点是作业流程自动化较高，资源利用率较高，作业吞吐量大，从而提高了整个系统的效率。

缺点是用户不能直接与计算机交互，不适合调试程序。

2.分时系统：特点是多路性，交互性，独占性，及时性。

3.实时操作系统4.嵌入式操作系统5.个人计算机操作系统6.网络操作系统7.分布式操作系统8.智能卡操作系统1.4操作系统结构1.整体式结构2.层次结构3.微内核（客户机/服务器）结构：①可靠，②灵活（便于操作系统增加新的服务功能），③适宜分布式处理的计算机环境第二章操作系统运行机制2.1中央处理器寄存器：用户可见寄存器：数据寄存器（通用寄存器），地址寄存器，条件码寄存器。

控制和状态寄存器：程序计数器，指令寄存器，程序状态字。

目态到管态的转换唯一途径是通过终端和异常。

管态到目态的转换可以通过设置PSW指令（修改程序状态字）实现。

PSW包括：①CPU的工作状态代码②条件码③中断屏蔽码2.2存储体系存储器设计：容量，速度，成本存储保护：①界地址寄存器（界限寄存器）：产生程序中断-越界中断或存储保护中断②存储键2.3中断与异常机制分类：中断：时钟中断，输入输出（I/O）中断，控制台中断，硬件故障中断异常：程序性中断，访管指令异常2.4系统调用系统调用程序被看成是一个低级的过程，只能由汇编语言直接访问。

第一章网络操作系统引论1. ①操作系统的定义：操作系统是控制和管理计算机系统的硬件和软件资源、合理地组织工作流程以及方便用户的程序集合。

②现代操作系统的基本特征：1、并发性2、共享性3、虚拟性4、不确定性2.操作系统在计算机系统中处于何种地位：是硬件层的第一次扩充，是计算机系统软件的重要组成部分。

计算机系统的层次结构：硬件层—操作系统层—语言处理程序层—应用程序层。

操作系统的作用：提高计算机系统的效率，增强系统的处理能力，充分发挥系统资源的利用率，方便用户使用。

3.多道程序设计的硬件基础：①中断系统②通道技术③CPU与通道的通信4.①多道程序设计的基本原理：多道程序设计的主要目的是充分利用系统中所有资源且尽可能地让它们并行操作。

采用通道技术后使CPU从繁琐的I/O操作中解放出来，它不仅能实现CPU与通道并行工作，而且也能实现通道与通道之间、各通道与外设之间的并行。

②多道程序设计的主要特点：①多道②宏观上并行③微观上串行。

5.实现多道程序设计要解决的几个问题：①存储保护和地址重定位。

（几道程序共享同一主存）②处理机的管理和调度。

（共享同一处理机）③资源的管理与分配。

（共享系统资源）6. 虚拟处理机：逻辑上的处理机称为虚拟处理机。

虚拟计算机：在一台计算机上配置操作系统后，比原来的计算机的功能增强了。

这种是概念上的、逻辑上的计算机，而不是真正的物理计算机，这样的计算机称为虚拟计算机。

7.处理机的运行现场：就是指处理机在执行程序过程中任一时刻的状态信息的集合。

处理机运行现场包括的内容：①指令计数器（程序计数器）②程序状态寄存器③通用寄存器④特殊控制寄存器。

处理机的运行状态有两种：核心态（00）和用户态（11）。

程序分为系统程序和用户程序。

程序状态分为三种：①就绪②运行③阻塞。

程序状态的作用：程序状态可以互相转换，便于处理机按照某种规则进行调度。

8. 访管指令、特权指令、系统调用之间的区别和联系：9.①系统调用：用户在程序中能用访管指令调用的，由操作系统提供的子功能集合，其中每一个子功能称为一个系统调用命令。

列举常见的数据存储结构
常见的数据存储结构有：
1．顺序存储结构：数据元素在存储器中按顺序依次存放，每个数据元素占用一段连续的存储单元。

顺序存储结构的特点是逻辑上相邻的数据元素在物理位置上也相邻。

2．链式存储结构：数据元素在存储器中不是依次存放，而是由每个结点中的指针来相互连接。

链式存储结构的特点是逻辑上相邻的数据元素在物理位置上不一定相邻。

3．索引存储结构：除建立存储结点信息外，还建立附加的索引表来标识结点的地址。

索引存储结构的特点是数据元素的存储位置与关键码之间建立确定对应关系。

4．散列存储结构：根据数据元素的键值直接计算出该数据元素的存储地址。

散列存储结构的特点是数据的查找速度快，但可能会存在冲突，即不同的键值可能映射到同一地址。

以上是常见的数据存储结构，每种存储结构有各自的特点和适用场景，可以根据实际需求选择合适的存储结构。

注意：1)“本章要点”部分，用红字标注的不是期末考试出题范围。

2)“习题部分”用蓝字标注的是重点习题，期末考试50%的题目是这些习题的原题。

红字标注的习题期末考试不考，仅供考研的同学参考。

3）大部分习题答案只给出要点，同学们可以自行适当补充，但一定要简明扼要。

4）如“本章要点”部分用红字标注的非考试内容，在“习题”部分有相关的重点习题，则对该部分内容只需做该习题即可。

------------------------------------------------------------第六章文件管理要点6.1 文件和文件系统根据P206 图6-2概略叙述文件系统模型。

结合Windows 举例说明文件的命令接口和程序接口。

P207文件“打开”和“关闭”的原因。

6.2 文件的逻辑结构了解有结构文件（记录式文件）的特点：顺序文件、索引文件、索引顺序文件。

需要说明的是，这一小节主要讲的是记录式文件，但OS 更常使用的是无结构的流式文件，记录式文件反而少用。

结合实际说明你常用到的记录式文件有那些，流式文件有那些。

6.3 文件的物理结构这是本章最重要的一小节，考研有可能出大题的地方。

要熟悉掌握连续、链节、索引分配的优缺点，了解Windows 的FAT和NTFS。

6.4 目录管理知道什么是FCB，FCB主要数据项有那些。

知道单级目录、两级目录、多级目录（教材讲的目录结构主要针对多用户OS）6.5 文件存储空间管理考研的同学要全读。

6.6 文件的共享与保护阅读教材并上网查询“SFT 容错”和“服务器集群”的概念和应用。

其他内容考研的同学也没必要看。

6.7 数据一致性控制考研的同学也没必要看。

本章习题1．何谓数据项、记录和文件？答：【P203-204 6.1.1】1)数据项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，又称为原子数据、数据元素或字段，其具有数据名、数据类型及数据值三个特性。

第6章文件管理一. 选择题1、文件系统在创建一个文件时，为它建立一个（）。

AA、文件目录B、目录文件C、逻辑结构D、逻辑空间2、如果文件系统中有两个文件重名，不应采用（）。

AA、一级目录结构B、树型目录结构C、二级目录结构D、A和C3、文件系统采用二级文件目录可以（）。

DA、缩短访问存储器的时间B、实现文件共享C、节省内存空间D、解决不同用户间的文件命名冲突4、文件代表了计算机系统中的（）。

CA、硬件B、软件C、软件资源D、硬件资源5、特殊文件是与( )有关的文件。

CA、文本B、图象C、硬件设备D、二进制数据6、文件的存储方法依赖于（）。

CA、文件的物理结构B、存放文件的存储设备的特性C、A和BD、文件的逻辑7、树型目录结构的第一级称为目录树的（）。

BA、分支节点B、根节点C、叶节点D、终节点8、使用绝对路径名访问文件是从（）开始按目录结构访问某个文件。

CA、当前目录B、用户主目录C、根目录D、父目录9、目录文件所存放的信息是（）。

DA、某一文件存放的数据信息B、某一文件的文件目录C、该目录中所有数据文件目录D、该目录中所有子目录文件和数据文件的目录10、（）是指有关操作系统和其他系统程序组成的文件。

AA、系统文件B、档案文件C、用户文件D、顺序文件11、按文件用途来分，编辑程序是（）。

AA、系统文件B、档案文件C、用户文件D、库文件12、由字符序列组成，文件内的信息不再划分结构，这是指（）。

AA、流式文件B、记录式文件C、顺序文件D、有序文件13、Autoexec.bat文件的逻辑结构形式是（）。

AA、字符流式文件B、库文件C、记录式文件D、只读文件14、数据库文件的逻辑结构形式是（）。

CA、字符流式文件B、档案文件C、记录式D、只读文件15、逻辑文件是（）的文件组织形式。

BA、在外部设备上B、从用户观点看C、虚拟存储D、目录16、为了对文件系统中的文件进行安全管理，任何一个用户在进入系统时都必须进行注册，这一级管理是( )安全管理。