unix系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告及答案

《UNIX_Linux操作系統(tǒng)內(nèi)核結(jié)構(gòu)》課程報(bào)告1、如果幾個(gè)進(jìn)程競(jìng)爭(zhēng)一個(gè)緩沖區(qū)，內(nèi)核保證沒(méi)有一個(gè)進(jìn)程會(huì)永遠(yuǎn)睡眠等待，但并不保證不會(huì)出現(xiàn)一個(gè)進(jìn)程一直等待得不到緩沖區(qū)的情況發(fā)生。請(qǐng)重新設(shè)計(jì)算法getblk以保證一個(gè)進(jìn)程最終能用上一個(gè)緩沖區(qū)。答：getblk算法輸入：文件系統(tǒng)號(hào)塊號(hào)輸出：現(xiàn)在能被磁盤塊使用的上了鎖的緩沖區(qū){ While(沒(méi)找到緩沖區(qū)）{ If(塊不在散列隊(duì)列中){If(空閑表上無(wú)緩沖區(qū)){ Sleep(等候“任何緩沖區(qū)變?yōu)榭臻e”事件); Continue;}}}}2、在通常的目錄結(jié)構(gòu)中，對(duì)目錄項(xiàng)的搜索都是線性的。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種新的目錄結(jié)構(gòu)，其中各目錄項(xiàng)是按其hash值以某種方式排列的，對(duì)其中目錄項(xiàng)的搜索也是按其hash值來(lái)查找的。答：3、一個(gè)進(jìn)程可以用“追加寫（APPEND）”方式打開(kāi)一個(gè)文件，這表明每次寫操作都是從標(biāo)識(shí)當(dāng)前文件尾的字節(jié)偏移量處開(kāi)始。如果一個(gè)進(jìn)程以“追加寫”方式打開(kāi)一個(gè)文件，并定位于文件頭，會(huì)發(fā)生什么呢？答：4、設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用，該系統(tǒng)調(diào)用將一個(gè)已存在的文件截為任意給定的大小，并說(shuō)明實(shí)現(xiàn)方法。答：5、UNIX系統(tǒng)V允許一個(gè)路徑名分量最長(zhǎng)達(dá)14個(gè)字符。namei算法把一個(gè)路徑名分量中多余的字節(jié)截掉。假設(shè)保持定長(zhǎng)目錄項(xiàng)的目錄結(jié)構(gòu)，應(yīng)該怎樣設(shè)計(jì)目錄結(jié)構(gòu)和namei算法，才能允許任意長(zhǎng)度的目錄項(xiàng)名稱？答：更改文件系統(tǒng)中SFD中文件名的長(zhǎng)度以及加大namei中目錄變量的字節(jié)即可。首先，namei判定搜索路徑名是從根目錄開(kāi)始的絕對(duì)路徑名，還是從當(dāng)前目錄開(kāi)始的相對(duì)路徑名。如果是絕對(duì)路徑名，則將根目錄置為目錄變量，否則將當(dāng)前目錄置為目錄變量。其次，namei以目錄變量為依據(jù)，搜索到該目錄變量所對(duì)應(yīng)的內(nèi)存i節(jié)點(diǎn)，并驗(yàn)證存取許可權(quán)。如果該目錄文件是可以存取的，則依次將該目錄變量所對(duì)應(yīng)的目錄文件塊讀入內(nèi)存，并且順序搜索與路徑名中目錄變量的下一個(gè)分量相匹配的文件名。如果未找到相應(yīng)的分量，則表明文件系統(tǒng)中不存在相應(yīng)的文件或路徑名有錯(cuò)。否則，如果路徑名未搜索完畢的話，則namei反復(fù)將目錄變量沿路徑名下移，且重復(fù)從搜索目錄變量對(duì)應(yīng)i節(jié)點(diǎn)開(kāi)始的上述操作。當(dāng)路徑名搜索完畢，且已找到對(duì)應(yīng)文件名時(shí)，返回該文件名所對(duì)應(yīng)的內(nèi)存i節(jié)點(diǎn)指針。6、在UNIX的文件系統(tǒng)中，文件的物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)是以索引方式來(lái)組織的。如果將存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)改為串聯(lián)方式，即在每個(gè)數(shù)據(jù)塊的末尾加上一個(gè)指向下一個(gè)數(shù)據(jù)塊的指針，則文件系統(tǒng)應(yīng)做哪些修改？答：7、如果有10個(gè)進(jìn)程都要對(duì)同一個(gè)文件進(jìn)行順序地讀操作，請(qǐng)分析比較這10個(gè)進(jìn)程分別在串行運(yùn)行和并行運(yùn)行這兩種運(yùn)行模式下，哪一種的綜合效率更高？答：并行運(yùn)行的綜合效率更高，由于對(duì)這個(gè)文件的訪問(wèn)都是順序的讀操作，所以第一個(gè)進(jìn)程將文件從磁盤上調(diào)入內(nèi)存之后，使用完之后是可以繼續(xù)供下一個(gè)進(jìn)程訪問(wèn)的；而如果串行運(yùn)行的話，有可能第一個(gè)進(jìn)程訪問(wèn)完這個(gè)文件之后，文件的開(kāi)頭部分已經(jīng)被置換出內(nèi)存了，需要重新調(diào)入內(nèi)存；并行運(yùn)行可以節(jié)省的文件在內(nèi)存和磁盤交換的時(shí)間，所以并行運(yùn)行的綜合效率更高。8、下面的代碼段創(chuàng)建一個(gè)具有兩個(gè)進(jìn)程的環(huán)。intfd[2];pipe(fd);dup2(fd[0],STDIN_FILENO);dup2(fd[1],STDOUT_FILENO);close(fd[0]);close(fd[1]);pipe(fd);if(fork()==0)dup2(fd[1],STDOUT_FILENO);elsedup2(fd[0],STDIN_FILENO);close(fd[0]);close(fd[1]);其中dup2(oldfd,newfd)函數(shù)是把文件描述符oldfd指向的內(nèi)容復(fù)制到文件描述符newfd中，STDIN_FILENO和STDOUT_FILENO是進(jìn)程的標(biāo)準(zhǔn)輸入和標(biāo)準(zhǔn)輸出文件描述符。試分析其主要工作過(guò)程。如果用此結(jié)構(gòu)來(lái)建立三個(gè)進(jìn)程的環(huán)，又該如何修改該程序？答：父進(jìn)程首先將標(biāo)準(zhǔn)輸入、標(biāo)準(zhǔn)輸出重定向到第一個(gè)管道的讀端和寫端；然后將標(biāo)準(zhǔn)輸出重定向到第二個(gè)管道的寫端。進(jìn)行了if語(yǔ)句后（第二個(gè)連續(xù)的close前）父進(jìn)程的文件描述符。【0】pipe1讀【1】pipe2寫【2】標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤【3】pipe2讀【4】pipe2寫子進(jìn)程的文件描述符表【0】pipe2讀【1】pipe1寫【2】標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤【3】pipe2讀【4】pipe1寫由于子進(jìn)程繼承父進(jìn)程的文件描述符表，這時(shí)候它的標(biāo)準(zhǔn)輸入和標(biāo)準(zhǔn)輸出分別是pipe1的讀端和寫端，然后子進(jìn)程用自己的代碼將標(biāo)準(zhǔn)輸入重定向到pipe1的讀端。所以，整個(gè)代碼運(yùn)行后是這樣的：父進(jìn)程子進(jìn)程【0】pipe1讀【0