软件设计师：操作系统复习笔记五
21、Spooling技术Spooling是外围设备联机操作的简称，又称为假脱机系统。Spooling实际上是用一类物理设备模拟另一类物理设备的技术，是使独占使用的设备变成多台虚拟设备的技术，是一种速度匹配技术。Spooling由预输入程序、缓输出程序、井管理程序、输入井输出井组成。Spooling系统中拥有一张作业表来登记进入系统的所有作业的作业名、状态、预输入表位置等信息。每个作业拥有一张预输入表来登记该作业的各个文件的情况，包括设备类、信息长度及存放位置等。（包括图）
输入井中的作业有4种状态：提交、后备、执行、完成。
22、磁盘调度，分为移臂调度和旋转调度两种。并且是先进行移臂调度，然后再进行旋转调度。因为访问磁盘最耗时的是寻道时间，所以磁盘调度的目标是减少磁盘的平均寻道时间。磁盘驱动调度，常用的磁盘调度算法有先来先服务FCFS、最短寻道时间SSTF、扫描算法SCAN(又称为电梯调度算法)、单向扫描调度算法CSCAN、N-Step-SCAN算法(磁臂粘着)、FSCAN算法。
FCFS的优点是简单，缺点是平均寻道时间太长；SSTF的优点是每次的寻道时间最短，缺点是不能保证平均寻道时间最短，且有高度局部化的倾向，会推迟某些请求以致引起饥饿；SCAN的优点是避免了饥饿现象，缺点是可能有个别请求被严重延迟；C－SCAN为的是避免SCAN的缺点旋转调度算法，该算法用来计算，当移动臂定位后，有多个进程等待访问该柱面时，这些进程的访问顺序。系统应该选择延迟时间最短的进程对磁盘的扇区进行访问。
23、文件：具有符号名的、在逻辑上具有完整意义的一组相关信息项的集合。文件是一种抽象机制，它隐藏了硬件和实现细节。
文件管理系统：就是操作系统中实现文件统一管理的一组软件和相关数据的集合，是专门负责管理和存取文件信息的软件机构，简称文件系统。
文件系统的功能：按名存取、统一的用户接口、并发访问和控制、安全性控制、优化性能、差错恢复。
文件的结构和组织：文件的结构是指文件的组织形式。从用户的角度看到的文件组织形式称为文件的逻辑结构；从实现的角度看文件在存储器上的存放方式，称为文件的物理结构。
文件的逻辑结构分为2类：一是有结构的记录式文件；另一是无结构的流式文件。文件的物理结构，决定了文件的逻辑块号到物理块号的转换方式。常见的物理结构有：连续结构(顺序结构)、链接结构、索引结构、多个物理块的索引表（链接、多重索引表、unix的索引结构）。索引顺序文件既适合于交互方式应用，也适合于批处理方式应用。文件目录，就是文件控制块的有序集合。文件控制块FCB是用于描述和控制文件的数据结构。常见的目录结构有3种：一级目录结构，二级目录结构，多级目录结构。
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文件的存取方法有顺序和随机两种。磁盘分配表，就是外存进行空间管理的数据结构。常用的空闲空间管理方法：位示图、空闲表法、空闲链表及成组链接法。文件的使用：文件系统为每个文件与该文件在磁盘上的存放位置建立了对应关系。文件系统通过用户给出的文件名查找对应文件的存放位置并读出内容。在多用户环境下，操作系统为每个文件建立和维护关于访问权限等方面的信息。为此操作系统在操作级和编程级为用户提供文件服务。
文件共享：是指不同用户使用同一文件。有多种共享形式，采用文件名与文件说明分离的目录结构有利于实现文件共享。在Unix系统中允许多用户基于索引结点的共享，或利用符号链接共享同一个文件。基于索引结点的共享方式又有静态共享和动态共享两种方式。这样子，会在打开文件表、系统打开文件表、内存i结点表及磁盘间形成一副关系图。这种关系图在辅导教材的155页的几个例子中有图解，可以体味。符号链接会增加系统的读盘次数，而硬链接的共享文件的目录文件表目中已包括了共享文件的索引结点号。
文件保护：文件系统对文件的保护采用存取控制方式进行。存取控制就是不同的用户对文件的访问规定不同的访问权限。常用的存取控制方式有，存取控制矩阵、存取控制表、用户权限表、密码。存取控制矩阵，就是一个二维矩阵，一维列出全部用户，另一维列出全部的文件，每个矩阵元素表示某个用户对某个文件的存取权限。存取控制表，就是按用户对文件的访问权力的差别对用户进行分类，该存取控制表可存放在每个文件的文件控制块中。UNIX使用的这种方式，用9位二进制数表示三类用户对文件的存取权限，该权限存在文件索引节点的di_mode中。用户权限列表，以用户或用户组为单位将用户可存取的文件集中起来存入表中，表中的每个条目表示该用户对相应文件的存取权限。这相当于把存取控制矩阵简化为一行。
系统的安全性：分为4个级别，系统级、用户级、目录级和文件级。
文件系统的可靠性：转储与恢复，日志文件，文件系统的一致性。
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