操作系統(tǒng)-110440113-王力-第八章

1、思考與練習(xí)題1 文件系統(tǒng)要解決的問題有哪些？答：解決的主要問題有：完成文件存儲空間的管理，實(shí)現(xiàn)文件名到物理地址的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)文件的目錄操作，提高文件共享能力和保護(hù)措施，提供友好的用戶接口。向用戶提供了有關(guān)文件的目錄操作的各種功能接口和系統(tǒng)調(diào)用。2 許多操作系統(tǒng)中提供了文件重命名功能，它能賦予文件一個新的名字。若進(jìn)行文件復(fù)制，并給復(fù)制文件起一個新的名字，然后刪除舊文件，也能達(dá)到給文件重命名的目的。是問這個方法在實(shí)現(xiàn)上有何不同？答：給文件重命名，用戶必須提供兩個參數(shù)：舊文件名和新文件名。實(shí)現(xiàn)該功能是，系統(tǒng)使用舊文件名查找文件目錄，若找到舊文件名所在的目錄表項(xiàng)，則將目錄表箱中文件名字段對應(yīng)的值改為新文

2、件名值。從視線上看，文件重命名功能完成的工作室修改表項(xiàng)中的文件名字段，出文件名外，文件的其他屬性都未改變。3 使用文件系統(tǒng)時，通常要顯式地進(jìn)行Open（）與Close（）操作。試問：(1) 這樣做的目的是什么？答：顯式操作完成文件的打開功能，它將訪問文件的目錄信息讀入內(nèi)存活動文件表，建立起用戶進(jìn)程與文件的聯(lián)系。顯式操作完成文件關(guān)閉操作，該操作刪除內(nèi)存中有關(guān)該文件的目錄信息，切斷用戶與該文件的聯(lián)系。若在文件打開期間，該文件做過某些修改，還應(yīng)將其寫回磁盤。(2) 能夠取消顯式地Open（）與Close（）操作么？若能，怎樣做？答：可以取消顯式的OPEN與CLOSE操作。如果取消了顯式地OPEN與C

3、LOSE操作，系統(tǒng)在進(jìn)行文件操作之前需判斷文件是否已經(jīng)打開，若文件打開，則應(yīng)自動完成文件的打開功能，建立用戶與文件之間的聯(lián)系。同時，在系統(tǒng)結(jié)束時，還應(yīng)該自動關(guān)閉所打開的文件。(3) 取消顯式地Open（）與Close（）操作有什么不利影響？答：取消顯示的OPEN與CLOSE操作使文件的系統(tǒng)開銷增加。因?yàn)槊看巫x寫文件之前都需要判斷文件是否打開，若未打開，還要完成打開操作。系統(tǒng)在結(jié)束時也要做一些額外的工作，以完成CLOSE操作所完成的功能。當(dāng)用戶進(jìn)程已完成對一個文件的訪問時，因無顯式地CLOSE操作而無法關(guān)閉文件，從而不利于系統(tǒng)資源回收4 文件目錄的作用是什么？文件目錄項(xiàng)通常包含哪些內(nèi)容？答：文件

4、目錄是文件名與文件所在存儲位置的一張映射表。文件系統(tǒng)根據(jù)它實(shí)現(xiàn)用戶按名存取文件。文件目錄由若干目錄項(xiàng)組成，每個目錄項(xiàng)紀(jì)錄一個文件的管理和控制信息。其中包括文件名、文件類型、文件在存儲設(shè)備上的位置、文件的存取控制信息、文件的創(chuàng)建、訪問和修改信息等。5 文件物理結(jié)構(gòu)中的鏈接分配方式有幾種實(shí)現(xiàn)方法？各什么特點(diǎn)？答：文件物理結(jié)構(gòu)中的鏈接分配方式有兩種：一種是隱式的，即文件占用物理塊中除存儲文件信息之外，還存儲有一個指向下一個物理塊的指針；另一種顯式的，即將鏈接指針從物理塊中提取出來，單獨(dú)建立一個表，如MS-DOS操作系統(tǒng)方式，該表文件叫做分配表。隱式鏈接結(jié)構(gòu)的文件只能采用順序存取方法，否則效率太低。顯

5、式鏈接結(jié)構(gòu)的文件，優(yōu)于指針單獨(dú)管理，通常將文件分配表放在主存中，避免內(nèi)存碎片和可以實(shí)現(xiàn)動態(tài)增長，無論采用順序存取還是隨機(jī)存取，速度都差不多6 設(shè)某文件A由100個物理塊組成，現(xiàn)分別用連續(xù)文件，鏈接文件和索引文件來構(gòu)造。針對3種不同的結(jié)構(gòu)，執(zhí)行以下操作時各需要多少次從洗盤I/O？(1) 將一物理塊加到文件頭部(2) 將一物理塊加到文件正中間。 連續(xù)文件 鏈接文件 索引文件將一物理塊加到文件頭部 201 1 1將一物理塊加到文件正中間 101 52 1將一物理塊加到文件尾部 1 102 1(3) 將一物理塊加到文件尾部。7 文件系統(tǒng)用混合方式管理存儲文件的物理塊，設(shè)塊的大小為512B，每個塊號占3

6、B，如果不考慮邏輯塊號在物理塊中所占的位置，求二級索引和三級索引時可尋址的文件最大長度。答：二級索引：512/3=170個塊號，故文件最大長度：170*170*512B=14450KB；三級索引：文件最大長度：170*170*170*512B=2456500KB；8 一個計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，文件控制塊占64B，磁盤塊的大小為1KB，采用一級目錄，假定目錄中有3200個目錄，問查找一個文件平均需要訪問磁盤多少次？答：目錄占的塊數(shù)：64B*3200/1024=200塊 ，故訪問磁盤的平均次數(shù)是200/2=1009 假定磁盤塊的大小是1KB，對于1GB的磁盤，其文件分配表FAT需要占用多少存儲空間？當(dāng)硬盤

7、的容量為10GB時，F(xiàn)AT需要占用多少空間？答：有題目可知，磁盤的大小為1GB的磁盤，磁盤塊的大小為1KB，所以該磁盤共有盤塊數(shù)為：1GB/1KB=1M(個) 而1MB個盤塊號需要20位表示，及文件分配表的每個表畝大小為2.5B。FAT要占用的存儲空間總數(shù)為：2.5B*1M=2.5MB 當(dāng)磁盤大小為10GB時，硬盤共有盤塊：10GB/1KB=10M（個） 故10M個盤號要用24位二進(jìn)制表示。及文件分配表的每個表畝大小為3B。FAT要占用的存儲空間總數(shù)為：3B*10M=30MB10UNIX系統(tǒng)中采用索引節(jié)點(diǎn)表示文件的組織，在每個索引節(jié)點(diǎn)中，假定有12個直接塊指針，分別有一個一級、二級和三級間接指

8、針。此外，假定系統(tǒng)盤塊大小為8KB。如果盤快指針用32位表示，其中8位用于標(biāo)識物理磁盤號，24位用于標(biāo)識磁盤塊號。問：（1） 該系統(tǒng)支持的最大文件長度是多少？答：最大文件長度是：12*8KB+2K*8KB+2K*2K*8KB+2K*2K*2K*8KB=96KB+16MB+32GB+64TB（2） 該系統(tǒng)支持的最大文件系統(tǒng)分別是多少？答：224個盤塊，故最大有8kb*224=128GB。（3） 假定主存中除了文件索引節(jié)點(diǎn)外沒有其他信息，訪問位置在12345678字節(jié)時，需要訪問磁盤多少次？答：123456789B/8K=1507余334.，即訪問文件的第1507塊，塊內(nèi)位移為334.，系統(tǒng)有12

9、個直接快，1507-12=1495，故第1495號索引項(xiàng)應(yīng)在一級索引塊中，故首先訪問內(nèi)存，得到一級間接索引塊號；然后訪問該間接塊，得到1495號索引項(xiàng)對應(yīng)的物理塊號，最后得到塊內(nèi)位移為334的位置就是文件的12345678字節(jié)。11磁盤文件的物理結(jié)構(gòu)采用鏈接分配方式，文件A有10個記錄，每個記錄的長度為256B存放在5個磁盤塊中，每個盤塊中放2個記錄，如表所示。若要訪問該文件的第1580字節(jié)，問：（1）應(yīng)訪問哪個盤塊才能將該字節(jié)的內(nèi)容讀出？答：要訪問該文件的第1580字節(jié)所在的相對盤塊為：1580/（256*2）=3余44.（2）要訪問幾次幾盤才能將該字節(jié)的內(nèi)容讀出？答：訪問磁盤4次。12有一個磁盤共有10個盤面，每個盤面上有100個此道，沒個此道有16個山區(qū)，每個扇區(qū)有512字節(jié)。假定文件分配以扇區(qū)為單位，若使用位示圖來管理磁盤空間，問：（1）磁盤的容量有多大？答：磁盤的容量為： 10*100*16*512B=8000KB（2）位示圖需要占用多少空間？答：位示圖用于描述扇區(qū)的使用情況，每個扇區(qū)用1位表示，位示圖需要存儲