操作系統(tǒng)概論第四章文件管理習題解答

1、“操作系統(tǒng)概論”習題解答之第4章文件管理第4章 習題解答 1、什么叫文件？答：所謂文件是指邏輯上具有完整意義的信息集合。2、文件系統(tǒng)應具有哪些功能？答：文件系統(tǒng)主要是實現(xiàn)“按名存取”。為了能正確地按名存取，文件系統(tǒng)具有如下功能：、實現(xiàn)從邏輯文件到物理文件間的轉(zhuǎn)換。、有效地分配文件的存儲空間。、建立文件目錄。、提供合適的存取方法以適應各種不同的應用。、實現(xiàn)文件的安全性。、提供一組文件操作。3、解釋下列術語并說明它們之間的關系：存儲介質(zhì)、 卷、 塊、 記錄、 文件。答：存儲介質(zhì)：指信息的載體，可用來記錄信息的磁帶、硬磁盤組、軟磁盤片、光盤、卡片等稱為存儲介質(zhì)。卷：存儲介質(zhì)的物理單位定義為卷。塊：存

2、儲介質(zhì)上可連續(xù)存儲信息的一個區(qū)域稱為塊，也叫物理記錄。記錄：記錄分為邏輯記錄和物理記錄，邏輯記錄指按邏輯上獨立的含義劃分的信息單位；物理記錄即塊。文件：把邏輯上具有完整意義的信息集合稱為文件。一卷存儲介質(zhì)可以被分成若干個塊，能用來存放一個或多個文件；一個文件可以由多個記錄組成，這樣的文件被稱為記錄式文件；一個記錄可占用存儲介質(zhì)上的一塊，或一塊中可以存放多個記錄。4、什么是文件的邏輯結(jié)構(gòu)和存儲結(jié)構(gòu)？答：用戶是從使用的角度來組織文件，用戶把能觀察到的且可以處理的信息根據(jù)使用要求構(gòu)造成文件，這種構(gòu)造方式稱為文件的邏輯結(jié)構(gòu)。文件系統(tǒng)是從文件的存儲和檢索的角度來組織文件，在存儲媒介上的文件構(gòu)造方式稱為文

3、件的存儲結(jié)構(gòu)。5、解釋順序文件、鏈接文件和索引文件。答：1、順序結(jié)構(gòu)：將一個文件邏輯上連續(xù)的信息存放在存儲介質(zhì)（磁盤）中相鄰的塊上，這種存儲結(jié)構(gòu)保證了邏輯記錄順序和物理塊順序相一致。（磁帶上的文件只能是順序結(jié)構(gòu)的，因為磁帶機本身就是個順序存取的設備。） 2、鏈接結(jié)構(gòu)（串聯(lián)結(jié)構(gòu)）：文件所占用的存儲介質(zhì)物理塊不再要求連續(xù)（相鄰）的，可以分散在存儲媒介上。在結(jié)構(gòu)上，采用鏈表的結(jié)構(gòu)方式，將每一塊的最后一個單元用來存放下一個物理塊的地址，形成指針鏈。最后一塊的最后一個單元為0表示結(jié)束。 3、索引結(jié)構(gòu)：和鏈接結(jié)構(gòu)一樣，也是一個非連續(xù)存儲的結(jié)構(gòu)，但它不采用鏈接方式，而是為每一個文件建立一張索引表，索引表中存

4、放文件中每一個記錄存放的物理地址。6、解釋記錄的成組和分解操作。采用這種技術有什么優(yōu)點？答：1、當文件的一個邏輯記錄的長度小于一個物理塊的長度的時候，我們可以把若干個邏輯記錄合并成一組存到一個物理塊中，這個工作稱為成組。訪問某個記錄的時候，需要把這個記錄從它所在的塊中的一組記錄中分離出來，這一工作稱為分解。2、記錄的成組和分解可以提高存儲空間的利用率，并且可以減少存儲設備的啟動次數(shù)。因為I/O操作每次都要讀進來一塊，成組后，就意味著一次讀進來多個連續(xù)的記錄，當順序訪問記錄的時候，可以節(jié)省I/O次數(shù)。但是，成組和分解都需要設立緩沖區(qū)，成組時先在緩沖區(qū)中將記錄成組，然后再將組存放到物理塊中，分解的

5、時候是將塊讀到緩沖區(qū)中，再進行訪問記錄的分離。緩沖區(qū)的建立增加了系統(tǒng)的開銷。其次，成組與分解需要軟件做額外的工作。7、假定某個文件由長度為80個字符的100個邏輯記錄組成，磁盤存儲空間被劃分成長度為2048個字符的塊，為有效地使用磁盤空間，你可采用成組方式把文件存放到磁盤上，回答下列問題：、該文件至少占用多少磁盤存儲塊？、若該文件是以鏈接結(jié)構(gòu)形式在磁盤上的，現(xiàn)用戶要求使用第28個邏輯記錄，寫出系統(tǒng)為滿足用戶要求而應做的主要工作。答：、每塊能存放的記錄個數(shù)為20488025個。一共需要 100254塊。、首先系統(tǒng)計算出第28個記錄在第2個物理塊上，然后系統(tǒng)通過文件目錄讀出第一塊物理塊，在該塊最后

6、單元找到第二物理塊的地址，讀出第二物理塊，再按第28個記錄在第二塊中的位置讀出該記錄。8、頁式存儲管理中用位示圖表示主存空間的分配情況，磁盤存儲空間的分配也可用位示圖來表示，兩者能合用一張位示圖嗎？答：不行，主存空間和磁盤存儲空間是兩種不同的存儲空間，應該使用不同的位示圖來表示分配情況。9、假定有一個盤組共有100個柱面，每個柱面上有8個磁道，每個盤面被分成8個扇區(qū)?，F(xiàn)采用位示圖的方法管理磁盤空間。請回答下列問題：（1）、該盤組共被劃分成多少個物理塊？（2）、若采用字長為32位的字來組成位示圖，共需多少個字？（3）、若從位示圖中查找到第50個字的第16位對應的位是“0”，那么其對應的空閑塊應在

7、哪個柱面上？應對應哪個扇區(qū)？應當那個磁頭來完成信息的傳送？答：（1）、該盤組共被劃分為10088=6400個物理塊。（2）、若采用字長為32位的字來組成位示圖，則共需640032=200個字。（3）位示圖中第 50個字的第 16位對應的存儲塊號為：503216=1616，故它在盤組上的位置為： 柱面號=塊號柱面上塊數(shù)=161664=25 （商25余數(shù)16） 磁頭號=（塊號 mod 柱面上塊數(shù)）盤面上扇區(qū)數(shù) =（1616 mod 64）8=168=2 扇區(qū)號=（塊號 mod 柱面上塊數(shù)）mod 盤面上扇區(qū)數(shù) =（1616 mod 64）mod 816 mod 8010、設某文件由5個邏輯記錄組成

8、，每個邏輯記錄的長度均為510字節(jié)。該文件采用鏈接結(jié)構(gòu)存儲在磁盤上，磁盤塊大小為512字節(jié)，用2個字節(jié)存放鏈接指針，存放該文件的磁盤塊號依次為第50、121、75、80、63塊。現(xiàn)要使用含有文件中第1569個字節(jié)的邏輯記錄，請問應讀出哪個磁盤塊中的信息？答：由于每個記錄為510字節(jié)，另用2個字節(jié)存放指針，則512字節(jié)的磁盤塊正好可以存放一個記錄。1569字節(jié)所在的邏輯記錄是第四個記錄，（0512102415362048），也就是第四個邏輯盤塊，應該存放在磁盤的80（物理塊號）塊上。11、為了實現(xiàn)按名存取，文件目錄應包含哪些內(nèi)容？答：為了實現(xiàn)按名存取，文件目錄至少要包括文件的名字和文件存放的物理

9、地址，除此之外，目錄中還可以包含其他的控制和管理文件的信息，如：文件類型、記錄長度、記錄個數(shù)、口令、建立日期、保存期限、上次修改時間等。12、怎樣才能防止不同的用戶可能給各自的文件取了相同的名字而造成混亂？答：可以采用二級目錄或多級目錄結(jié)構(gòu)。在主目錄中登記每個用戶的名字和用戶文件目錄的存放地址；在第二級用戶文件目錄中登記用戶的每個文件的文件名及文件存放位置。這樣，不同的用戶有同名文件時，由于文件的路徑是不一樣的，所以不會產(chǎn)生混亂。多級目錄是在二級目錄的基礎上，在用戶目錄下，根據(jù)項目和應用領域再建立子目錄和孫目錄，這樣可以避免同一個用戶的同名文件造成的混亂。13、有一個文件可供兩個用戶共享，但這

10、兩個用戶卻對這個文件定義了不同的名字，為了保證兩個用戶都能存取該文件，應怎樣設置文件目錄？簡單畫出目錄結(jié)構(gòu)關系并加以解釋。答：采用二級目錄結(jié)構(gòu)。如圖所示，用戶A和用戶B對一個共享文件分別定義了不同的名字a1和b2，只要在它們各自的目錄表中把相應的文件存放地址填上共享文件在存儲介質(zhì)上的起始位置，當用戶A存取a1文件，用戶B存取b2文件時，文件系統(tǒng)按照目錄查找文件時得到相同的文件存放位置。于是各用戶使用了不同的文件名，卻仍能共享同一文件。主目錄用戶名AB目錄地址 用戶A的目錄 用戶B的目錄 文件名a.txtw.doca-1物理地址 文件名b-2h.doct.txt物理地址文件文件文件文件文件13、

11、總結(jié)文件的存取方式、文件的存儲結(jié)構(gòu)、存儲設備類型之間的關系。答：文件的存取方法有兩種：順序存取和隨機存取。文件的存取方法決定了文件的存儲結(jié)構(gòu)，它們的關系如下表所示。存儲設備磁盤、磁鼓、光盤磁帶存儲結(jié)構(gòu)順序結(jié)構(gòu)鏈接結(jié)構(gòu)索引結(jié)構(gòu)順序結(jié)構(gòu)文件長度固定固定、可變固定、可變固定存取方法順序順序順序、隨機順序邏輯結(jié)構(gòu)流式文件、記錄式文件15、區(qū)分文件的保護和保密。答：文件的保護是指防止文件被破壞。文件的保密是指防止他人竊取文件。16、怎樣防止由于系統(tǒng)故障而造成的文件被破壞？答：防止系統(tǒng)故障而造成的文件被破壞的方法有兩種：1、 一種方法是采用建立副本的辦法來解決，可以建立在同類型的不同存儲介質(zhì)上，也可以建立

12、在不同類型的存儲介質(zhì)上，當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，根據(jù)系統(tǒng)故障的具體情況來選取副本。2、 另一種方法是采取定時轉(zhuǎn)儲，定時把文件轉(zhuǎn)儲到其它存儲介質(zhì)上，當文件發(fā)生故障時，就用轉(zhuǎn)儲的文件來復原。17、怎樣防止用戶共享文件可能造成的文件被破壞？答：為了防止在使用共享文件時有意無意的破壞，可對每個文件規(guī)定存取權(quán)限。如：只讀，可讀寫，只允許執(zhí)行，不能刪除等。對多用戶可共享的文件采用樹形目錄結(jié)構(gòu)，在目錄項中設置存取權(quán)限，規(guī)定按存取權(quán)限去使用目錄和文件。典型的例子是在UNIX系統(tǒng)中，用戶被分為三類：文件主，同組用戶，其他用戶。系統(tǒng)中各類用戶對文件的存取權(quán)限有讀、寫、執(zhí)行三種操作的組合。18、文件系統(tǒng)提供的基本文件操作

13、有哪些？答：“建立”操作、“打開”操作、“讀/寫”操作、“關閉”操作、“刪除”操作。19、文件系統(tǒng)中為什么要設置“建立”、“打開”和“關閉”操作？答：要把一個文件存放到存儲介質(zhì)上或使用一個已經(jīng)建立在某存儲介質(zhì)上的文件前，首先應該把文件的屬性（文件名、文件類型、可訪問性、記錄大小等），文件的管理信息（口令、建立日期、保存期限等）以及存取方式，通過特定的形式告訴文件系統(tǒng)?！敖ⅰ??！按蜷_”和“關閉”操作就是為此目的而設置的。用“建立”操作向系統(tǒng)提出生成一個新文件的要求。用“打開”操作向系統(tǒng)申請讀一指定文件的權(quán)力。用“關閉”操作表示已經(jīng)不再要讀寫某個文件了，向系統(tǒng)歸還使用文件的權(quán)力。20、當用戶要讀一個尚未打開的文件的時候，系統(tǒng)怎么處理？答：當用戶要讀一個文件的時候，系統(tǒng)先要驗證該用戶是否有使用權(quán)力，所