命題要點

操作系統的基本概念：操作系統的功能及分類（批處理、分時、實時、網絡、分布式、嵌入式）、多道程序、內核和中斷控制、進程和線程。

處理機管理：進程的狀態及轉換、進程調度算法（分時輪轉、優先級、抱占〕、死鎖。

存儲管理：分段與分頁、虛擬存儲器、頁面置換算法。

設備管理：DMA與緩沖技術、Spooling系統。

文件管理：文件目錄、存取方法和存取控制、文件的安全。

作業管理：作業調度算法〔先來先服務、短作北優先、高響應比優先。

提示：

本章不是重點內容，在歷年真題中分值所占比例不高，一般2分左右。

操作系統中的進程狀態及轉換、死鎖、存儲管理方案、文件管理要重點掌握。

【考點2.1】操作系統的基本概念

計算機系統中的軟件通?？梢苑譃橄到y軟件和應用軟件。應用軟件是指為某一專門的應用目 的而開發的軟件。系統軟件是計算機系統的一部分，由它支持應用軟件的運行，并為用戶開發應用系統提供了一個平臺。常用的系統軟件有操作系統、語言處理程序、連接程序、診斷程序、數據庫 管理系統等，操作系統是計算機系統中的核心軟件,其他軟件均建立在操作系統的基礎上，并在操作系統的統一管理和支持下運行。

一、操作系統的定義

操作系統Operating Sytem,OS）是計算機系統中的一個系統軟件，它能有效地組織和管理系統中的各種硬件和軟件資源，合理地―計算系統工作流程，控制程序的執行，并向用戶提供一個良好的工作環境和友好的接口。

操作系統的兩個重要作用是資源管理和提供用戶界面。

通過資源管理，提高計算機系統的鈇率。

改善人機界面，為用戶提供友好的工作環境。

二、操作系統的特征

操作系統主要有并發性（concurrency）、共享性（sharing）虛擬性(virtual)和不確定性 (non-determinacy)等4個基本特征。

(1)并發性：是指在計算機系統中存在著許多同時進行的活動。對計算機系統而言，并發是指宏觀上看系統內有多道程序同時運行，而微觀上實際是串行運行。

(2)共享性:是指系統中各個并發活動要共享計算機系統中的各種軟、硬件資源，因此操作 系統必須解決在多道程序間合理地分配和使用資源問題。

(3)虛擬性:是操作系統中的重要特征，它是指把物理上的一臺設備變成邏輯上的多臺設備。

(4)不確定性：通常一個程序的初始條件相同時，無論何時運行，結果都應該相同。但由于操作系統并發執行系統內的各種進程，與這些進程有關的事件如：從外部設備來的中斷、輸入輸出 請求、各種運行故障等，發生的時間都不可預測，如果處理不當，將導致系統出錯，這種不確定性 所帶來的錯誤是很難查找的。

三、操作系統的功能

（1）進程管理：包括進程控制、進程通信和進程調度。

（2）存儲管理：包括存儲分配和回收、存儲保護、地址映射和主存擴充。

（3）設備管理：包括對輸入輸出設備的分配、啟動、完成和回收。

（4）文件管理：包括文件存儲空間管理、目錄管理、文件的讀寫管理和存取控制。

（5）作業管理：包括任務、界面管理、人機交互、圖形界面、語音控制和虛擬現實等。

四、操作系統的分類

根據操作系統的使用環境和對作業的處理方式來劃分，操作系統的基本類型有：批處理操作系統、分時系統、實時系統、網絡操作系統、分布式操作系統、微機操作系統、嵌入式操作系統。

【考點2.2】 處理機管理

―、進程的基本概念

進程是一個程序在一個數裾集合上的一次執行，是操作系統中可以并行工作的墓本單也 是核心調度及資源分配的最小單位，它由程序、數據、進程控制塊PCB組成。進程與程序的重賽區 別之一是：進程是有狀態的，而程序沒有，程序是靜態的。

進程的基本特征有：動態性、并發性、獨立性、異步性、結構特征。

傳統上，每個進程在任何時刻總是處予三種基本狀態X即運行、就緒、阻塞）的某一種基本 狀態。在不少系統中，還增加了兩種基本狀態：

新建態、終止態。狀態之間轉換如圖2-1所示。

或等待的事件冥生 圖2-1進程狀態轉換圖

二、線程

在SMP系統中，操作系統還提供了線程機制。

線程是比進程更小的能獨立運行的基本單位I它是處理器分配的最小單位。

進程是資源分配的基本單位，而線程與資源 分配無關，它屬于某一個進程，并與進程內的其他線程一起共享進程的資源。線程也有就緒、阻塞 和執行三種基本狀態。

三、進程間通信

1.同步與互斥

（1）進程闖的同步                                                            

一個港程相對于另一個進程的運行速度是不確定的，也就是說進程是在異步環境下運行的。 每個進程都以各自獨立的、不可預知的速度向前推進。但相互合作的進程需要在某些確定點上協調它們的工作，當一個進程到達了這些點后，除非另一進程已經完成了某些操作，否則就不得不停下來等待這些操作結束。

（2）進程間的互斥

在多道程序系統中，各進程可以共享各類資源，但有些資源一次只能供一個進程使用，稱為臨界資源（critical resource,CR）例如打印機、公共變量和表格等。同步是進程間的直接制約問題，互斥是進程間的間接制約問題。

臨界區是進程中對臨界資源實施操作的那段程序，對互斥臨界區管理的原則是：

有空即進:無進程處于臨界區時，允許進程進入臨界區，并且只能在臨界區運行有限的時間。

無空則等。臨界區中有進程時，其他欲進入臨界區的進程必須等待，以保證進程互斥地訪問臨界資源。

有限等待：對要求訪問臨界資源的進程，應保證進程能在有限時間進入臨界區，以免陷入“饑餓”狀態。

讓權等待。當進程不能進入自己的臨界區時，應立即釋放處理機。

2.信號量機制

信號量是一種解決進程同步與互斥的工具，主要有整型信號量、記錄型信號量、信號量集機 制。最常用的信號量是整型變量。

信號量可分為兩類：一類是公用信號量，用于實現進程間的互斥，初值等于1或資源的數目。 另一類是私用信號量，用于實現進程間的同步，初值=0或某個正整數。信號量S的物理意義是：當 S&ge;0時，奉示某資源的可用數；當S<0時，其絕對值表示阻塞隊列中等待該資源的進程數。

3.P、V操作

PV操作是實現進程同步與互斥的常用方法，PV操作是低級通信原語，在執行期間不可分割。 其中，P操作表示申請一個資源，V操作表示釋放一個資源。

P操作定義：S:=S-1,若S&ge;0，則執行P操作的進程繼續執行；否則，若S<0，則置該進程為阻塞狀態(因為無可用資源)，并將其插入阻塞隊列。

V操作定義：S:=S+1，若S>0，則執行V操作的進程繼續執行；否則，若S&le;0，則從阻塞狀態喚醒一個進程，并將其插入就緒隊列，執行V操作的進程繼續執行。

利用PV操作實現進程互斥的方法:令信號量mutex的初值為1，當進程進入臨界區時執行P操作，退出臨界區時執行V操作。

利用PV操作實現進程同步的方法：用一個信號量與消息聯系起來。當信號量的值為&ldquo;0&rdquo;時表示希望的消息未產生，當信號量的值為非&ldquo;0&rdquo;時表示希望的消息己經存在。假定用信號量S表示某條消息，進程可以通過調用P操作測試消息是否到達，調用V操作通知消息已準備好。最典型的就是單緩沖區的生產者和消費者的同步問題。

四、進程調度算法

(1)先來先服務調度算法：按進程進入就緒隊的先后次序選擇可以占用處理器的進程。

(2)優先數調度算法：對每個進程確定一個優先數，進程調度總是讓具有最高優先數的進程 先使用處理器。如果進程具有相同的優先數，則對這些有相同優先數的進程再按先來先服務的次序分配處理器。

(3)時間片輪轉調度算法：把規定進程一次使用處理器的最長時間稱為&ldquo;時間片&rdquo;。讓就緒進程按就緒的先后次序排成隊列，每次總是選擇就緒隊列中的第一個進程占用處理器，但規定只能使用一個&ldquo;時間片&rdquo;。如果一個時間片用完，進程工作尚未結束，則它也必須讓出處理器給其他進 程使用，自己被重新排到就緒隊列的末尾，等待再次運行。時間片輪轉調度算法經常用在分時操作系統中。

(4）分級調度算法：由系統設置多個就緒隊列，每個就緒隊列中的進程按時間片輪轉法占用 處理器。

五、死鎖

1.產生死鎖的原因

若系統中存在一組進程，它們中的每個進程都占用了某種資源，而又都在等待其中另一個進 程所占用的資源，這種等待永遠不能結束，則說明系統出現了死鎖。只要下面4個條件中有一個不具備，系統就不會出現死鎖。

(1)互斥條件：某個資源在一段時間內只能由一個進程占有，不能同時被兩個或兩個以上的進程占有。

(2)不可搶占條件。進程所獲得的資源在未使用完畢之前，資源申請者不能強行地從資嬋占 有者手中奪取資源，而只能由該資源的占有者進程自行釋放。

（3）占有且申請條件。進程至少己經占有一個資源，但又申請新的資源；由于該資源巳被另 外進程占有，此時該進程阻塞；但是，它在等待新資源之時，仍繼續占用已占有的資源。（注：也稱為保持與等待條件。）

（4）循環等待條件。存在一組進程等待序列{P1,P2,&hellip;，Pn}，其中P1等待P2所占有的某一資源，P2等待P3所占有的某一資源，&hellip;&hellip;，而Pn等待P1所占有的某一資源，形成一個進程循環等待環。

2.死鎖的預防方法

①打破互斥條件；

②打破不可搶占條件；

③打破占有且申請條件。

【試題2-1】2013年5月真題10

假設某分時系統采用簡單時間片輪轉，當系統中的用戶數為n，時間片為q時，系統對每個用戶的響應時間T為（1）。

A.n　　B.q　　C.n * q      D.n+q

解析：采用簡單時間片輪轉發，當系統中的用戶數為n，時間片為q時，系統對每個用戶的響應時間T為n*q【答案：(10)C】

【試題2-2】 2012年11月真題9

某企業有生產部和銷售部，生產部負責生產產品并送入倉庫，銷售部從倉庫取出產品銷售。假設倉庫可存放n件產品。利用PV操作實現他們之間的同步過程，如圖2-2所示。

圖中信號量S1和S2為同步信號量，初值分別為n和0；s是一個互斥信號量,初值為(9)。

A.D　　B.1   C.n  　　D.-1

解析:信號量可分為兩類：一類是公用信號量，用于實現進程間的互斥，初值等于1或資源的數目；另 一類是私用信號量，用于實現進程間的同步，初值等于0或某個正整數。

【答案：（9）B】

【試題2-3】 2010年5月真題6

若在系統中有若干個互斥資源R，6個并發進程，每個進程都需要2個資源R，那么使系統不發生死鎖的資源R的最少數目為（6）。                                                       

A. 6        　　B.7   　　C. 9   　　D.12

解析：在極端情況下，假設6個并發進程都獲得了一個資源。要避免死鎖，則至少需要再增加一個資源。【答案：（6）B】

【試題2-4】 2010年11月真題9

假設系統中進程的三態模型如圖2-3所示，圖中的a、b和c的狀態分別為（9）。

A.就緒、運行、阻塞  　　B.運行、阻塞、就緒

C.就緒、阻塞、運行　　 D.阻塞、就緒、運行

解析：在三態模型中，進程有運行、就緒和阻塞三種基本狀態。一個進程正在等待某一事件而暫時停止，該進程處于阻塞狀態。等待的事件發生時，阻塞狀態的進程被喚醒并轉換為就緒狀態。進程由就緒態 到運行狀態是由調度程序的調度引起的，當進程的時間片用完后進入就緒狀態，等待下一次的調度?！敬鸢福?9)A】

【考點2.3】

一、基本概念

1.絕對地址和邏輯地址

絕對地址：主存儲器以字節為編址單位，每個字節都有一個地址與其對應。這些地址成為主存儲器的&ldquo;絕對地址&rdquo;，由絕對地址對應的主存儲空間稱為&ldquo;物理地址空間&rdquo;。

邏輯地址：用戶程序中使用的地址稱為&ldquo;邏輯地址&rdquo;，由邏輯地址對應的存銬窆同贊導&ldquo;邏 輯地址空間&rdquo;。邏輯地址從0開始編址。

2.地址重定位

將程序地址空間中使用的邏輯地址變換成主存中的地址的過程稱為地址重定位。重定位分為靜態重定位和動態重定位。

靜態重定位：在作業程序鏈接裝入過程中隨即進行的地址變換方式稱為靜態重定位或靜態地址映射。

動態重定位：指在程序執行期間，隨著每條指令和數據的訪問自動連續地進行映射。

二、分頁存儲管理

1.分頁原理

將一個進程的地址空間劃分成若干大小相等的區域稱為頁。相應地，將主存空間劃分成與頁相同大小的若干物理塊,稱為塊或頁框架。在為進程分配主存時，將進程中若干頁分別裝入多個不鄰接的塊中。

2.地址結構

地址結構由兩部分組成：前一部分為頁號P；后一部分為偏移量W，即頁內地址。圖2-4中的地址長度為32位，其中0?11位為頁內地址（每頁的大小為4KB），12?31位為頁號，所以允許地址空間的大小最多為1MB個頁。

3.地址變換

系統為每個進程建立了一張頁面映射表，簡稱頁表，如圖2-5所示。 第個頁表中占一個表項，記錄該頁在內存中對應的物理塊號。進程在執行時，通過查找頁表，物理塊號?？梢?，頁表的作用是實現從頁號到物理塊號的地址映射。

三、分段存儲管理

1.分段基本原理

作業的地址空間被劃分為若干段，每個段定義了一組邏輯信息。每個段都有自己的名字，都是從零開始編址的一段連續的地址空間，段的長度由相應邏輯信息組的長度決定，因而各段長度不等，整 傘作業的地址空間是二維的。分段系統中地址結構如圖2-6所示，其邏輯地址由段號（名)和段內地址兩部分組成，在該地址結構中，允許一個作業最多能有256個段，每個段的最大長度為64K。

2.地址變換機構

在分段式存儲管理系統中，為每個段分配一個連續的分區，而進程中的各個段可以離散地分配到內存中不同的分區中。在系統中為每個進程建立一張段映射表廠簡稱為&ldquo;段表&rdquo;,如圖2-7所示。進程在執行中，通過查段表來找到每個段所對應的內存區。所以說，段表實現了從邏輯段到物理內存區的映射。

3.分頁和分段的主要區別

分頁對用戶是不透明的，分段對用戶是透明的。頁是信息的物理單位，分頁僅僅是由于系統管理的需要，而不是用戶的需要；而段是信息的邏輯單位，它含有一組具有相對完整意義的信息，是出于用戶的需要。

分段的大小任意，分頁固定。分頁的長度固定，分頁系統把邏輯地址劃分為頁號和頁內地 址兩部分的功能，由機器硬件實現；而段的長度卻不固定，由用戶在編程時確定，或由編譯程序在對源程序進行編譯時，根據信息的性質來劃分。

分頁地址空間是一維的，而分段是二維的。分段存儲管理有利于模塊的動態鏈接、裝入和分段共享。

四、虛擬存儲管理

1.局部性原理

它是虛擬存儲技術的理論基礎，是指程序的執行往往呈現出高度的局限性，即程序執時往往 會不均勻地訪問內存儲器。程序的局限性表現為以下幾個方面。

時間局部性：若一條指令被執行，則在不久的將來，它可能再被執行。

空間局部性：一旦一個存儲單元被訪問，那它附近的單元也將很快被訪問。

2.虛擬存儲器的定義

利用大容量的外存（通常是高速硬盤）來擴充內存，產生一個比有限的實際內存空間大得多的、邏輯的虛擬內存空間，以便能夠有效地支持多道程序系統的實現和大型作業運行的需要，從而 增強系統的處理能力。當進程要求運行時，不是將它的全部信息裝入內存，而是將其一部分先裝入 內存，另一部分暫時留在外存。進程在運行過程中，要使用的信息不在內存時，發生中斷，由操作系統將它們調入內存，以保證進程的正常運行。從用戶角度看，該系統所具有的主存容量，將比實際主存容量大得多，人們把這樣的存儲器稱為虛擬存儲器。

虛擬存儲器不僅是解決主存容量和存取速度矛盾的一種方法，而且也是管理存儲設備的有效方法。

3.虛擬存儲器的實現

在分頁系統的基礎上，增加了請求調頁功能和頁面置換功能所形成的頁式虛擬存儲系統，即請求分頁系統。請求分頁機制是在純分頁的頁表機制上形成的，由于只將應用程序的一部分調入主存，還有一部分仍在磁盤上，故需在頁表中再增加若干項，如狀態位、訪問字段、輔存地址等供程序（數據）在換進、換出時引用。在請求分頁系統中，每當所要訪問的頁面不在主存時，便要產生一個缺頁中斷， 請求操作系統將所缺頁調入主存。與一般中斷的主要區別在于：缺頁中斷在指令執行期間產生和處理 中斷信號，而一般中斷在一條指令執行完后檢查和處理中斷信號。缺頁中斷返回到該指令的開始重新 執行該指令，而一般中斷返回到該指令的下一條指令執行。

在分段系統的基礎上，增加了請求調段和分段置換功能所形成的段式虛擬存儲系統，即請求分段系統。

4.替換算法

(1）最佳置換算法OPT

OPT是一種理論化的算法。該算法淘汰在訪問串中將來再也不出現的或是在最長時間內不再訪問的頁。這樣，淘汰掉的頁將不會造成因需要訪問該頁而又需要把它調入的現象。這種最佳策略本身不是一種實際的方法，它的理論價值在于：用OPT算法的缺頁率去評價其他算法的優劣。

(2)先進先出算法FIFO

FIFO總是選擇作業中在主存駐留時間最長（即最老）的一頁淘汰，即先進入主存的頁先退出 主存。其理由是，最早調入主存的頁，其不再被使用的可能性比最近調入主存的頁要大。

(3)最近最久未使用置換算法LUR

LUR選擇在最近一段時間內最久不用的頁予以淘汰。這是最常用的頁面置換算法。^

(4)最近未用置換算法NRU

NRU是將最近一段時間未弓丨用過的頁面換出，它是一種011：的近似算法。

【考點2.4】設備管理

―、設備分類

(1）按工作特性分類

存儲設備：輔助存儲器，用來存儲信息的設備。在物理上往往是按字符塊組織的，因此也稱塊設備。

輸入/輸出設備：輸入設備計算機用來接收來自外部世界信息的設備，如鍵盤、卡片輸入 機等。輸出設備是將計算機加工處理好的信息送向外部世界的設備，例如屏幕、打印機、卡片輸出機等。由于輸入/輸出設備上的信息往往是以字符為單位組織的，所以也稱字符設備。

（2）按使用性質分類

獨占設備：在一段時詞內，該設備只允許一個進程獨占，如行式打印機、讀卡機、磁帶機。

共享設備：可由若干個進程同時共享的設備，例如磁盤機。

虛擬設備：利用某種養術耙獨占設備改造成可由多:個進程共享的設備。

（3）按數據傳輸率分類 ^：

低速設備：指傳輸速率為每秒鐘凡個字節到數頁個字節的設備。典型的設備有鍵盤、鼠標、 語音的輸入等。

中速設備：指傳輸速率在每秒鐘數千字節至數萬字節的設備。典型的設備有行式打印機、 激光打印機等。

高速設備：指傳輸速率在數十萬個字節至數兆字節的設備。典型的設備有磁帶機、磁盤機、 光盤機等。

二、DMA與緩沖技術

1. DMA技術

DMA（Directed Memory Access）的基本思想是：在外圍設備和主存之間開辟直接的數據交換通路。在內存與輸入輸出設備間傳送一個數據塊的過程中，不需要CPU的任何干涉，只需要CPU在過程開始啟動與過程結束時的處理，實際操作由DMA硬件直接執行完成。

2.緩沖技術

引入緩沖技術的目的是：緩和CPU和I/O設備間速度不匹配的矛盾;提高它們之間的并行性；減少對CPU的中斷次數，放寬CPU對中斷響應時間的要求。

緩沖技術可以采用硬件緩沖和軟件緩沖兩種。硬袢緩沖是利用專門的硬件寄存器作為緩沖區；軟件緩沖是利用操作系統的管理，用主存中的一個或多個區域作為緩沖區，進而可以形成緩沖池。

三、Spooling系統

(1) Spooling技術：用一類物理設備模擬另一類物理設備的技術，可以將低速的獨占設備改造 成一種可共享的設備，而且一臺物理設備可以對應若干臺虛擬的同類設備。Spooling系統的引入緩和CPU與設備速度的不均勻性，提高了CPU與設備的并行程度。

(2) Spooling系統的組成：&ldquo;預輸入程序&rdquo;、緩輸出程序&rdquo;和&ldquo;井管理程序&rdquo;以及輸入和輸出井，如圖2-8所示。  

（3）Spooling系統的工作過程：Spooling系統將一個作業從進入系統到完成后撤離系統的全過程，劃分成輸入、處理和輸出3個并發執行的過程。當用戶作業要進入系統時，由Spooling系統的預輸入程序將作業信息從物理輸入設備上送到磁盤上指定區域（稱為輸入井〕。輸入井中的作業有4種狀態_：

輸入狀態。作業的信息正從輸入設備上預輸入。

收容狀態。作業預輸入結束但未被選中執

執行狀態。作業已被選中運行過程中，它可從輸入井中讀取數據信息,也可向輸出井寫信息。

完成狀態。作業已經撤離，該作業的執行結果等待緩輸出。

【考點2.5】文件管理

一、文件和文件系統

文件是信息的一種組織形式，是存儲在輔助存儲器上的具有標識名的一組集合。操系統中 由文件系統來管理文件的存儲、檢索、更新、共享和保護。文件系統包括兩方面：一方面是負責管理文件的一組系統軟件，另一方面是文件本身。

二、文件類型

根據文件的性質和用途,文件有多種分類方法:

按文件的用途，可以分為系統文件、&rsquo;庫文件和'用戶文件等。

按信息保存期限分為臨時文件、檔案文件和永久文件。

UNIX系統將支件分為普遍文件、目錄文件和設備文件（特殊文件）等。          

按文件的保護方式可分為只讀文件、讀寫文件、可執行文件和不保護文件等。

目前常用的文件系統類型有：FAT、VFAT、NTFS、Ext2、HPFS等。

三、文件的結構

文件的結構是指文件的組織形式，從用戶觀點所看到的文件組織形式，稱為文件的邏輯結構;從實現觀點考查文件在輔助存儲器上的存放方式，常稱為文件的物理結構。

（1）邏輯結構分為兩種：無結構的字符流文件和有結構的記錄文件。記錄文件由記錄組成， 即文件內的信息劃分成多個記錄，以記錄為單位組織和使用信息。記錄文件有順序文件、索引順序文件、索引文件和直接文件。

（2）物理結構是文件在存儲設備上的存放方法。物理塊是分配和傳輸信息的基本單位。常用的文件物理結構有：連續結構、鏈接結構、索引結構。

四、文件目錄

文件控制塊的集合，通常文件目錄也被組織成文件，稱為目錄文件。文件系統一般采用一級目錄結構、二級目錄結構和多級目錄結構。DOS、UNIX、WIN都是采用多級目錄結構。

工作目錄也稱當前目錄。在多級目錄結構的文件系統中，文件的全路徑名可能較長，也會涉及多次磁盤訪問，為了提高效率，操作系統提供設置工作目錄的機制，每個用戶都有自己的工作目錄，任 一目錄節點都可以被設置為工作目錄。一旦某個目錄節點被設置成工作目錄，相應的目錄文件有關內容就會被調入主存，這樣，對以工作目錄為根的子樹內任一文件的查找時間會縮短，從工作目錄出發 的文件路徑名稱為文件的相對路徑名。文件系統允許用戶隨時改變自己的工作目錄。

五、存取方法和存取控制

1.文件的存取方法

文件的存取方法是指讀寫文件存儲器上的一個物理塊的方法。通常有順序存取、隨機存取和按鍵存取等。

2.文件存儲空間的管理

文件存儲空間的管理實質是對空閑塊的組織和管理問題，它包括空閑塊的組織、分配和回收等。常用的空間管理方法有位示圖、空閑塊表和空閑塊鏈3種。                                                      

（1）空閑塊表

將外存空間上一個連續未分配區域稱為&ldquo;空閑區&rdquo;。操作系統為磁盤外存上所有空閑區建立一張空閑表，每個表項對應一個空閑區，空閑表中包含序號、空閑區的第一塊號、空閑塊的塊數等信息。它適用于連續文件結構。

(2）位示圖

在外存上建立一張位示圖（bitmap），記錄文件存儲器的使用情況。每一位對應文件存儲器上的一個物理塊，取值0和1分別表示空閑和占用。文件存儲器上的物理塊依次編號為0，1，2，&hellip;， 假如系統中字長為32位，那么在位示圖中的第一個字對應文件存儲器上的0，1，2&rsquo;&hellip;，31號物理塊；第二個字對應文件存儲器上的32，33，34，&hellip;，63號物理塊；以此類推。這種方法的主要特點 是位示圖的大小由磁盤耷間的大?。ㄎ锢韷K總數〉決定，位示圖的描述能力強，適合各種物理結構。

(3)空閑塊鏈

每個空閑物理塊中有指向下一個空閑物理塊的指針，所有空閑物理塊構成一個鏈表，鏈表的頭指針放在文件存儲器的特定位置上（如管理塊中〉。

(4）成組鏈接法

在UNIX系統中，將空閑塊分成若干組，每100個空閑塊為一組，每組的第一個空閑塊登記了下一組空閑塊的物理盤塊號和空閑塊總數，假如一個組的第一個空閑塊號等于0的話，意味著該組是最后一組，即無下一組空閑塊。

六、文件使用

一般文件系統提供一組專門用于文件、目錄的管理。如目錄管理、文件控制和文件存取等命令。

(1)目錄管理命令：如建立目錄、顯示工作目錄、改變目錄、刪除目錄（一般只可刪除空目錄）。

(2)文件控制命令_：如建立文件、刪除文件、打開女件、關扇文件、改文件名、改變文件屬性。

(3)文件存取命令：如讀寫文件、顯示文件內容、復制文梓等。

七、文件的共享和保護

1.文件的共享

文件共享是指不同的用戶使用同一文件。文件的共享可以采用文件的絕對路徑名（或相對路徑名）共享同一支件。、

2.文件的保護

保護是指避免文件擁有者或其他用戶有意或無意地使文件受到破壞。這兩個問題涉及用戶對 文件訪問權限，即文件的訪問控制。常見的文件訪問控制方式有訪問控制矩陣、訪問控制表、用戶權限表、口令和密碼。

3.文件的安全

文件的安全是指文件的保密和保護，即限制未授權用戶使用或破壞文件。常常在系統級、用戶級、目錄級和文件級上實施。

系統級：用戶需注冊登記并配有口令，每次使用系統時，都需要進行登錄(login)，然后輸入用戶口令(password)方能進入系統。

用戶級：系統對用戶分類并限定各類用戶對目錄和文件的訪問權限。

目錄級：系統對目錄的操作權限作限定，如讀（R）、寫（W）、查找（X）等。

文件級：系統設置文件屬性來控制用戶對文件的訪問，如只讀（RO)、執行（X）、讀寫 (RW)、共享（Sha）、隱藏（H）等。

對目錄和文件的訪問權限可以由建立者設置。除了限定訪問權限，還可以通過加密等方式進行保護。

【試題2-5】 2012年11月真題8

設文件索引節點中有8個地址項，每個地址項的大小為4字節，其中5個地址項為直接地址索引，2個地址 項是一級間接地址索引，1個地址項是二級間接地址索引，磁盤索引塊和磁盤數據塊的大小均為1KB字節。若要訪問的文件邏輯塊號分別為5和518，則系統應分別采用（8）。

A.直接地#索引和二級間接地址索引　　 B.直接地址索引和二級間接地址索引

C.一級間接地址索引和二級間接地址索引   D. &mdash;級間接地址索引和一級間接地址索引 【答案：(8) C】

【試題2-6】 2010年11月真題8

在操作系統文件管理中,通常采用 （8) 來組織和管理外存中的信息。

A.字處理程序 　　B.設備驅動程序    C.文件目錄     D.語言翻譯程序

解析：在操作系統中，由文件管理系統實現；件的統一管理。文件系統采用按名存取，為了實現按名存取，系統采用文件目錄為每個文件設置用于描述和控制文件的數據結構，對外存中的文件進行組織和管理。 【答案：（8）C】

【考點2.6】作業管理

―、基本概念

作業是用戶在一次上機過程中，要求計算機所做的工作的集合。作業由程序、數據作業說明書3部分組成。其中作業說明書包括作業基本情況、作業控制、作業資源要求的描述，它體現用戶的控制意圖。

作業控制塊JCB是記錄該作業的有關信息。JCB是作業存在的唯一標志，主要包括作業名、作業狀態、資源要求、作業控制方式、作業類型及作業優先組。

二、作業狀態

作業的狀態分為4種：提交、后備、執行和完成。

提交狀態：用戶向系統提交一個作業時，該作業所處的狀態。

后備狀態：用戶作業經輸入設備（如讀卡機）送入輸入井（磁盤〉中存放，等待進入內存時所處的狀況。此時，該作業的數據已轉換成內部的機器可讀的形式，并且作業請求資源等信息也交給了操作系統。

執行狀態：作業分配到所需的資源，被調入內存，并且在處理機（CPU）上執行相應的程序時所處的狀況。此時該作業真正處于活動狀況。

完成狀態：作業完成了計算任務，結果由打印機輸出，最后由系統回收分配給它的全部資源，準備退出系統時的作業狀況。

作業的狀態及轉換如圖2-9所示。

圖2-9作業調度與進程調度

三、作業調度算法

先來先服務(FCFS)：最簡單的算法，它按照作業到達先后次序來挑選作業，先進入的作業優先被挑選。   

短作業優先（SJF）：作業的長短是以要求運行的時間來衡量的。最短作業優先算法總是 優先調度要求運行時間最短的作業，把它作為下一次服務的對象。

響應比高優先（HRN）:響應比高的作業優先啟動。定義響應比為

其中，作業響應時間為作業進入系統后的等候時間與作業的執行時間之和，因此

優先級調度算法：為每個作業確定一個優先數，資源能滿足且優先數高的作業優先被選取， 當幾個作業有相同優先數時，對這些具有相同優先數的作業再按照先來先服務算法進行調度。

均衡調度算法:根據作業對資溽的要求進贊分類，從各類作業中去挑選，盡可能地使得使用不同資源的作業同時執行。