操作系統(tǒng)第六章答案分享

1、文檔供參考，可復(fù)制、編制，期待您的好評(píng)與關(guān)注！ 第六章 文件管理1、何謂數(shù)據(jù)項(xiàng)、記錄和文件？P203 P204答：數(shù)據(jù)項(xiàng)：數(shù)據(jù)項(xiàng)是最低級(jí)的數(shù)據(jù)組織形式，是數(shù)據(jù)組中可以命名的最小邏輯數(shù)據(jù)單位，若干個(gè)基本數(shù)據(jù)項(xiàng)組成的。記錄：記錄是一組相關(guān)數(shù)據(jù)項(xiàng)的集合，用于描述一個(gè)對(duì)象在某方面的屬性。文件：文件是指由創(chuàng)建者所定義的、具有文件名的一組相關(guān)元素的集合，可分為有結(jié)構(gòu)文件和無結(jié)構(gòu)文件兩種。在有結(jié)構(gòu)的文件中，文件由若干個(gè)相關(guān)記錄組成；而無結(jié)構(gòu)文件則被看成是一個(gè)字符流。文件在文件系統(tǒng)中是一個(gè)最大的數(shù)據(jù)單位，它描述了一個(gè)對(duì)象集。2、文件系統(tǒng)的模型可分為三層，試說明其每一層所包含的基本內(nèi)容。P206圖答：1、對(duì)象及

2、其屬性：文件、目錄、硬盤（磁帶）存儲(chǔ)空間；2、對(duì)對(duì)象操縱和管理的軟件集合：文件管理系統(tǒng)的核心部分；3、文件系統(tǒng)的接口：命令接口、程序接口；3、試說明用戶可以對(duì)文件施加的主要操作有哪些。P207答：1、最基本的文件操作：創(chuàng)建文件、刪除文件、讀文件、寫文件、截?cái)辔募⒃O(shè)置文件的讀/寫位置；2、文件的“打開”和“關(guān)閉”操作；3、其它文件操作；4、何謂邏輯文件？何謂物理文件？P208答：邏輯文件：這是從用戶觀點(diǎn)出發(fā)所觀察到的文件組織形式，是用戶可以直接處理的數(shù)據(jù)及其結(jié)構(gòu)，它獨(dú)立于文件的物理特性，又稱為文件組織。物理結(jié)構(gòu)：又稱為文件的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，是指文件在外存上的存儲(chǔ)組織形式。這不僅與存儲(chǔ)介質(zhì)的存儲(chǔ)性能有

3、關(guān)，而且與所采用的外存分配方式有關(guān)。5、如何提高對(duì)變長記錄順序文件的檢索速度？P210答： 對(duì)于變長記錄的順序文件，在順序讀或?qū)憰r(shí)的情況相似，但應(yīng)分別為它們?cè)O(shè)置讀或?qū)懼羔?，在每次讀或?qū)懲暌粋€(gè)記錄后，須將讀或?qū)懼羔樇由螸i。Li 是剛讀或剛寫完的記錄的長度。6、試說明對(duì)索引文件和索引順序文件的檢索方法。P211 P212答：在對(duì)索引文件進(jìn)行檢索時(shí)，首先是根據(jù)用戶（程序）提供的關(guān)鍵字，并利用折半查找法去檢索索引表，從中找到相應(yīng)的事項(xiàng)；再利用該表項(xiàng)中給出的指向記錄的指針值，去訪問所需的記錄。在對(duì)索引順序文件進(jìn)行檢索時(shí)，首先也是利用用戶（程序）所提供的關(guān)鍵字以及某種查找算法去檢索索引表，找到該記錄所在

4、記錄組中第一個(gè)記錄的表項(xiàng)，從中得到該記錄組第一個(gè)記錄在主文件中的位置；然后，再利用順序杳找法去查找主文件，從中找到所要求的記錄。7、試從檢索速度和存儲(chǔ)費(fèi)用兩方面來比較兩級(jí)索引文件和索引順序文件。P212答：兩級(jí)索引文件：存儲(chǔ)費(fèi)用高，檢索速度較快。 索引順序文件：存儲(chǔ)費(fèi)用不高，檢索速度快。8、試說明順序文件的結(jié)構(gòu)及其優(yōu)點(diǎn)。P209 P210答：第一種是結(jié)構(gòu)：各記錄之間的順序與關(guān)鍵字無關(guān)。第二種情況是順序結(jié)構(gòu)：指文件中的所有記錄按關(guān)鍵字（詞）排列。可以按關(guān)鍵詞的長短從小到大排序，也可以從大到小排序；或按其英文字母順序排序。順序文件的最佳應(yīng)用場合是對(duì)諸記錄進(jìn)行指存取時(shí)，即每次要讀或?qū)懸淮笈涗洉r(shí)。此

5、時(shí)，對(duì)順序文件的存取效率是所有邏輯文件中最高的；此外，也只有順序文件才能存儲(chǔ)在磁帶上，并能有效地工作。9、在鏈接式文件中常用哪種鏈接方式？為什么？p215答：采取離散分配方式：鏈接方式又可分為隱式鏈接和顯式鏈接兩種形式，。在彩隱式鏈接分配方式時(shí)，在文件目錄的每個(gè)目錄項(xiàng)中，都須含有指向鏈接文件第一個(gè)盤塊和最后一個(gè)盤塊的指針。顯式鏈接這是指把用于鏈接文件各物理塊的指針，顯式地存放在內(nèi)存的一張鏈接表中。10在MS-DOS中有兩個(gè)文件A和B，A占用11，12，16 和14 四個(gè)盤塊；B占用13，18和20三個(gè)盤塊。試畫出在文件A 和B中個(gè)盤塊間的鏈接情況及FAT的情況。FCB A FAT11 1312

6、1618EOF1420EOF11、NTFS文件系統(tǒng)對(duì)文件采用什么樣的物理結(jié)構(gòu)？答：以簇作為磁盤空間分配和回收的基本單位。12假定一個(gè)文件系統(tǒng)的組織方式與MS-DOS 相似，在FAT 中可有64K 個(gè)指針，磁盤的盤塊大小為512B，試問該文件系統(tǒng)能否指引一個(gè)512MB的磁盤？解：512MB/512B=1M 個(gè)盤塊，而每個(gè)盤塊都應(yīng)有一個(gè)指針來指示，所以應(yīng)該有1M 個(gè)指針，因此若有64K 個(gè)指針則不能指引一個(gè)512MB 的磁盤。13為了快速訪問，又易于更新，當(dāng)數(shù)據(jù)為以下形式時(shí)，應(yīng)選用何種文件組織方式。 不經(jīng)常更新，經(jīng)常隨機(jī)訪問； 經(jīng)常更新，經(jīng)常按一定順序訪問； 經(jīng)常更新，經(jīng)常隨機(jī)訪問；答： 不經(jīng)常更

7、新，經(jīng)常隨機(jī)訪問；順序結(jié)構(gòu) 經(jīng)常更新，經(jīng)常按一定順序訪問；索引順序結(jié)構(gòu) 經(jīng)常更新，經(jīng)常隨機(jī)訪問；索引結(jié)構(gòu)14在UNIX中，如果一個(gè)盤塊的大小為1KB，每個(gè)盤塊號(hào)占4個(gè)字節(jié)，即每塊可放256個(gè)地址。請(qǐng)轉(zhuǎn)換下列文件的字節(jié)偏移量為物理地址。 9999； 18000； 420000答：盤塊大小為1KB，盤塊號(hào)占4B，即每個(gè)盤塊最多可存放256 個(gè)盤塊號(hào)。又根據(jù)UNIX 系統(tǒng)中采用的混合索引分配方式可知：9999/1024=9 余78318000/1024=17 余592420000/1024=410 余16015什么是索引文件？為什么要引入多級(jí)索引？答：索引結(jié)構(gòu)將一個(gè)邏輯文件的信息存放于外存的若干個(gè)物

8、理塊中，并為每個(gè)文件建立一個(gè)索引表，索引表中的每個(gè)表目存放文件信息所在的邏輯塊號(hào)和與之對(duì)應(yīng)的物理塊號(hào)，一索引結(jié)構(gòu)存放的文件稱為索引文件。 當(dāng)OS為一個(gè)大文件分配磁盤空間時(shí)，如果所分配出去的盤塊的盤塊號(hào)已經(jīng)裝滿一個(gè)索引塊時(shí)，OS便為該文件分配另一個(gè)索引塊，用于將以后繼續(xù)為之分配的盤塊號(hào)記錄于其中，以此類推，再通過鏈指針將各索引塊按序鏈接起來。顯然，當(dāng)文件太大，其索引塊太多時(shí)，這種方法是低效的。此時(shí)，應(yīng)為這些索引塊再建立一級(jí)索引，稱為第一級(jí)索引，即系統(tǒng)再分配一個(gè)索引塊，作為第一級(jí)索引的索引塊，將第一塊、第二塊、等索引塊的盤塊號(hào)，填入到此索引表中，這樣便形成了兩級(jí)索引分配方式，如果文件非常大時(shí)，還可

9、用三級(jí)、四級(jí)等多級(jí)索引分配方式。16、試說明UNIX系統(tǒng)中所采用的混合索引分配方式？答：UNIX系統(tǒng)中采用混合索引分配方式，是指將多種索引分配方式相結(jié)合而形成的一種分配方式。系統(tǒng)既采用了直接地址，又采用了一級(jí)索引分配方式，兩級(jí)索引分配方式，三級(jí)索引分配方式。再UNIX System V的索引結(jié)點(diǎn)中，共設(shè)有13個(gè)地址項(xiàng)，即iaddr(0)-iaddr(12).(1)直接地址，用iaddr(0)-iaddr(9)存放直接地址。（2）一次間接地址，地址項(xiàng)iaddr(10)提供一次間接地址。（3）多次間接地址，用地址項(xiàng)iaddr(11)提供二次間接地址，地址項(xiàng)iaddr(12)作為三次間接地址。17、

10、對(duì)目錄管理的主要要求是什么？答：目前廣泛采用的目錄結(jié)構(gòu)是樹型目錄結(jié)構(gòu)。它具有以下優(yōu)點(diǎn)：能有效提高對(duì)目錄的檢索速度；允許文件重名；便于實(shí)現(xiàn)文件共享。18采用單級(jí)目錄能否滿足對(duì)目錄管理的主要要求？為什么？答：采用單級(jí)目錄不能完全滿足對(duì)目錄管理的主要要求，只能實(shí)現(xiàn)目錄管理最基本的功能即按名存取。由于單級(jí)目錄結(jié)構(gòu)采用的是在系統(tǒng)只配置一張目錄表用來記錄系統(tǒng)中所有文件的相關(guān)信息，因此此目錄文件可能會(huì)非常大，在查找時(shí)速度慢，另外不允許用戶文件有重名的現(xiàn)象，再者由于單級(jí)目錄中要求所有用戶須使用相同的名字來共享同一個(gè)文件，這樣又會(huì)產(chǎn)生重名問題，因此不便于實(shí)現(xiàn)文件共享。19目前廣泛采用的目錄結(jié)構(gòu)是哪種？它有什么優(yōu)

11、點(diǎn)？答：目前廣泛采用的目錄結(jié)構(gòu)是樹型目錄結(jié)構(gòu)。它具有以下優(yōu)點(diǎn)：a.能有效提高對(duì)目錄的檢索速度；假定文件系統(tǒng)中有N 個(gè)文件，在單級(jí)目錄中，最多要檢索N 個(gè)目錄項(xiàng)，但對(duì)于有i 級(jí)的樹型目錄，在目錄中每檢索一個(gè)指定文件，最多可能要檢索i* i N 個(gè)目錄項(xiàng)。b.允許文件重名；由于在樹型結(jié)構(gòu)的文件系統(tǒng)中，是利用文件路徑名來檢索文件的，故允許每個(gè)用戶在自己的分目錄中使用與其他用戶文件相同的名字。c.便于實(shí)現(xiàn)文件共享；在樹型目錄中，用戶可通過路徑名來共享其他用戶的文件，也可將一個(gè)共享文件鏈接到自己的目錄下，從而使文件的共享變得更為方便，其實(shí)現(xiàn)方式也非常簡單，系統(tǒng)只需在用戶的目錄文件中增設(shè)一個(gè)目錄項(xiàng)，填上用

12、戶賦予該共享文件的新文件名，以及該共享文件的唯一標(biāo)識(shí)符即可。20Hash 檢索法有何優(yōu)點(diǎn)？又有何局限性？答：在Hash 檢索法中，系統(tǒng)利用用戶提供的文件名并將它變換為文件目錄的索引值，再利用該索引值到目錄中去查找，這樣能有效地提高目錄的檢索速度，但Hash 檢索法也有局限性即對(duì)于使用了通配符的文件名，系統(tǒng)是無法使用Hash 檢索法檢索目錄的。21、在Hash檢索法中，如何解決“沖突”問題？答：（1）在利用Hash法索引查找目錄時(shí)，如果目錄表中相應(yīng)的目錄項(xiàng)是空的，則表示系統(tǒng)中并無指定文件。（2）如果目錄項(xiàng)中的文件名與指定文件名相匹配，則表示該目錄項(xiàng)正是所要尋找的文件所對(duì)應(yīng)的目錄項(xiàng)，故而可從中找到

13、該文件所在的物理地址。（3）如果在目錄表的相應(yīng)目錄項(xiàng)中的文件名與指定文件名并不匹配，則表示發(fā)生了“沖突”，此時(shí)須將其Hash值再加上一個(gè)常數(shù)(該常數(shù)應(yīng)與目錄的長度值互質(zhì))，形成新的索引值，再返回到第一步重新開始查找。22、試說明在樹型目錄結(jié)構(gòu)中線性檢索法的檢索過程，并給出相應(yīng)的流程圖？答：假設(shè)用戶給定的文件路徑名為/Level1/Level2/Leveln/datafile，則關(guān)于樹型目錄結(jié)構(gòu)采用線性檢索法檢索該文件的基本過程為：讀入第一個(gè)文件分量名Level1，用它與根目錄文件（或當(dāng)前目錄文件）中各個(gè)目錄項(xiàng)的文件名順序地進(jìn)行比較，從中找出匹配者，并得到匹配項(xiàng)的索引結(jié)點(diǎn)號(hào)，再從對(duì)應(yīng)索引結(jié)點(diǎn)中獲

14、知Level1目錄文件所在的盤塊號(hào)，將相應(yīng)盤塊讀入內(nèi)存。對(duì)于2n，循環(huán)執(zhí)行以下步驟，以檢索各級(jí)目錄文件：讀入第i個(gè)文件分量名Leveli，用它與最新調(diào)入內(nèi)存的當(dāng)前目錄文件中各個(gè)目錄項(xiàng)的文件名順序地進(jìn)行比較，從中找出匹配者，并得到匹配項(xiàng)的索引結(jié)點(diǎn)號(hào)，再從對(duì)應(yīng)索引結(jié)點(diǎn)中獲知Leveli目錄文件所在的盤塊號(hào)，將相應(yīng)盤塊讀入內(nèi)存。讀入最后一個(gè)文件分量名即datafile，用它與第n級(jí)目錄文件中各個(gè)目錄項(xiàng)的文件名進(jìn)行比較，從而得到該文件對(duì)應(yīng)的索引結(jié)點(diǎn)號(hào)，進(jìn)而找到該文件物理地址，目錄查找操作成功結(jié)束。如果在上述查找過程中，發(fā)現(xiàn)任何一個(gè)文件分量名未能找到，則停止查找并返回“文件未找到”的出錯(cuò)信息。23有一計(jì)

15、算機(jī)系統(tǒng)利用圖6-33 所示的位示圖來管理空閑盤塊。盤塊的大小為1KB，現(xiàn)要為某文件分配量個(gè)盤塊，試說明盤塊的具體分配過程。123456789101112131415161111111111111111121111111111111111311011111111111114111111011110111150000000000000000圖6-33 某計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的位示圖答：分配量個(gè)盤塊的過程如下： 順序掃描位示圖，從中找到第一個(gè)值為0 的二進(jìn)制位，得到其行號(hào)i=3，列號(hào)j=3。 將所找到的二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換成與之對(duì)應(yīng)的盤塊號(hào)。盤塊號(hào)計(jì)算公式為：b=（3-1）*16+3=35； 修改位示圖，令map3，3=1，并將該盤塊分配出去。類似地，可使用相同的方法找到第二個(gè)值為0 的二進(jìn)制位，得到行號(hào)i=4，列號(hào)j=7，其對(duì)應(yīng)的盤塊號(hào)為55，令mapi，j=1，并將該盤塊分配出去。24某操作系統(tǒng)的磁盤文件空間共有500 塊，若用字長為32位的位示圖管理磁盤空間，試問： 位示圖需要多少字？ 第i字第j 位對(duì)應(yīng)的塊號(hào)是多少？ 給出申請(qǐng)/歸還一塊的工作流程。答：（1）500/32z=16 個(gè)字（2）b=(i-1)*32+j=32(i-1)+j (b 從1 開始計(jì)數(shù)，i，j 也從1 開始計(jì)數(shù))