操作系統(tǒng)-第8章練習(xí)題

1、0、磁盤的驅(qū)動(dòng)調(diào)度有“移臂調(diào)度”和“旋轉(zhuǎn)調(diào)度”兩部分組成。 常用的移臂調(diào)度算法有：先來先服務(wù)算法最短尋找時(shí)間優(yōu)先算法 電梯調(diào)度算法 單向掃描算法。(要注意題目要求的是哪種算法，求總移動(dòng)距離還是平均移動(dòng)距離)假設(shè)柱面的編號(hào)從 0到 199。例如，如果現(xiàn)在讀寫磁頭正在 53號(hào)柱面上執(zhí)行輸入輸出操作， 而等待訪問者依次要訪問的柱面為 98，183，37，122，14，124，65， 67。(1) 先來先服務(wù)調(diào)度算法當(dāng) 53 號(hào)柱面上的操作結(jié)束后，訪問柱面的次序?yàn)?8，183，37，122，14，124， 65，67。讀寫磁頭總共移動(dòng)了 640個(gè)柱面的距離。 (從 53開始，每次移動(dòng)距離之和，平均移

2、動(dòng)距離是 640/8=80 個(gè)柱面 )(2) 最短尋找時(shí)間優(yōu)先調(diào)度算法現(xiàn)在當(dāng) 53 號(hào)柱面的操作結(jié)束后，訪問次序?yàn)?65、67、37、14，98，122，124，183。 讀寫磁頭總共移動(dòng)了 236 個(gè)柱面的距離。 (從 53 開始，每次找距離當(dāng)前最近的進(jìn) 行移動(dòng) )(3) 電梯調(diào)度算法 由于該算法是與移動(dòng)臂的方向有關(guān)，所以，應(yīng)分兩種情況來討論。(i) 移動(dòng)臂先向外移。當(dāng)前正在53號(hào)柱面執(zhí)行操作的讀寫磁頭是移動(dòng)臂由里向外(向0號(hào)柱面方向 )帶到 53 號(hào)柱面的位置， 因此，當(dāng)訪問 53號(hào)柱面的操作結(jié)束后， 依次訪問的次序?yàn)?37、 14，65，67，98，122，124，183。讀寫磁頭共移動(dòng)

3、了 208 個(gè)柱面的距離。(ii) 移動(dòng)臂先向里移。當(dāng)前正在 53號(hào)柱面執(zhí)行操作的讀寫磁頭是移動(dòng)臂由外向里(向柱面號(hào)增大方向 )帶到 53號(hào)柱面的位置，因此，當(dāng)訪問 53號(hào)柱面的操作結(jié)束后，依次訪問的次序?yàn)?65、67，98，122，124，183、37，14柱面的訪問者服務(wù)。讀寫磁頭共移動(dòng)了299 個(gè)柱面的距離。(總之象電梯一樣，移動(dòng)一個(gè)來回完成所有訪問)(4) 單向掃描調(diào)度算法1. 一個(gè)磁盤組有100個(gè)柱面，每柱面8個(gè)磁道，每磁道 8個(gè)扇區(qū)，現(xiàn)有一個(gè)文件含 5000個(gè) 記錄，每記錄與扇區(qū)大小相等，在磁盤組上順序存放(從 0面0道0扇區(qū)開始)，冋(1)第 3468個(gè)記錄的物理位置 (2)第5

4、6個(gè)柱面上第7磁道第5扇區(qū)對(duì)應(yīng)的塊號(hào)。(1) 3468/(8*8)=54余12, 12/8=1余4,物理位置是第 54個(gè)柱面第1磁道第4塊(2) 56*(8*8)+7*8+52. 采用單向掃描(cscan,也叫循環(huán)掃描)，每塊2KB，共有16384塊，(1)說明如何進(jìn)行磁盤塊管理(2)設(shè)某單面磁盤 6000轉(zhuǎn)/分鐘，每磁道100扇區(qū)，相鄰磁道移動(dòng)時(shí)間需1ms,某時(shí)刻磁頭位于100號(hào)磁道，向內(nèi)移動(dòng)，磁道請(qǐng)求隊(duì)列為50, 90, 30 , 120,從這4個(gè)磁道中都是隨機(jī)讀取1個(gè)扇區(qū)，問需多少時(shí)間。移動(dòng)柱面次序：100, 120, 30 , 50, 90共170個(gè)柱面， 所以移動(dòng)磁頭時(shí)間為 170*

5、1=170ms;6000轉(zhuǎn)/分鐘即是10ms/轉(zhuǎn)，平均等待時(shí)間為轉(zhuǎn)半圈時(shí)間，等4次，因此等待時(shí)間10/2*4=20ms;讀一個(gè)扇區(qū)即是旋轉(zhuǎn)一個(gè)扇區(qū)，需10/100=0.1ms，共4次，因此讀取時(shí)間是 0.1*4=0.4ms;所以總時(shí)間是三者之和190.4ms3. 設(shè)磁盤的每個(gè)磁道分成 9個(gè)扇區(qū)，現(xiàn)有一文件共有 A B、C、DE、F、G H I 9條記 錄，每個(gè)記錄的大小與塊的大小相等，設(shè)磁盤轉(zhuǎn)速為27ms/轉(zhuǎn)，每讀出一塊后需要 2ms的處 理時(shí)間。如忽略其他輔助時(shí)間，問：(1) 如果順序存放這些記錄并順序讀取，處理該文件要用多少時(shí)間？(2) 如果要順序讀取該文件，記錄如何存放處理時(shí)間最短？需要

6、多少時(shí)間？答：磁盤轉(zhuǎn)速為27ms/轉(zhuǎn)，每個(gè)磁道存放 9條記錄，讀取一條記錄需要是將=27/9=3ms。(1) 讀出并處理 A記錄需要5ms,后續(xù)8條記錄的讀取并處理時(shí)間相同，等待時(shí)間為27-2=25ms,于是處理9條記錄的總時(shí)間為 8 (27-2 ) +9 (3+2) =245ms.(2) 讀取并處理一條記錄的時(shí)間需5ms,當(dāng)讀出并處理 A記錄時(shí)，假設(shè)A記錄放在第0個(gè)塊中，讀寫頭移到第1個(gè)塊的中間，為了能順序讀到 B記錄，應(yīng)將它放在第 2個(gè)塊中，即應(yīng)將記錄按如下順序存放。塊號(hào)012345678記錄AFBGCHDIE這樣，處理一條記錄并將此頭移到下一條記錄的時(shí)間為3(讀出)+2(處理)+1 (等

7、待)=6ms最后一次只需要 5ms,則處理9條記錄的總時(shí)間為：6*8+5=53ms.4. 一個(gè)磁盤組有10個(gè)盤面，每個(gè)盤面 100個(gè)磁道，每個(gè)磁道 16個(gè)扇區(qū)，用位示圖管理空 閑塊，問位示圖占多大空間？10*100*16/8=2000 （字節(jié)）5. 個(gè)文件系統(tǒng)，其文件控制塊FCB大小為64B，個(gè)盤塊大小為1KB，采用一級(jí)目錄， 假定文件目錄中有 3200 個(gè)目錄項(xiàng)，問查找一個(gè)文件平均需要訪問磁盤多少次一個(gè)盤塊（扇區(qū)）可放 1024/64=16 個(gè) FCB， 3200個(gè)目錄項(xiàng)需要 3200/16=200 塊，所以查找 一個(gè)文件平均需要訪問磁盤100次6. 文件系統(tǒng)采用兩級(jí)索引分配方式，磁盤塊大小

8、為1KB ,每個(gè)塊號(hào)（可看作索引表省略邏輯塊號(hào)，只有物理塊號(hào)一個(gè)字段，即索引表中一項(xiàng)）占4字節(jié)，問單個(gè)文件最大長(zhǎng)度？1024/4=256256*256*1KB=64MB7. 一個(gè)記錄式文件，鏈?zhǔn)椒峙浞绞?，邏輯記錄固定長(zhǎng)度是100 字節(jié)，盤塊為 512 字節(jié)，問 修改第 22 個(gè)邏輯記錄需要啟動(dòng)磁盤多少次22*100/512=4 余 XXXX ， 所以要讀到第 5 塊， 即啟動(dòng)磁盤 5 次8. 磁盤有 500 塊，塊號(hào) 0-499， 用位示圖，當(dāng)字長(zhǎng)是 32 位時(shí)，需要幾個(gè)字長(zhǎng)空間來存放該位示圖？圖中第i字節(jié)第j位表示的塊號(hào)？（從0開始計(jì)算）需要空間 500/32=16 字長(zhǎng)； 表示塊號(hào)是 32

9、*i+j9. 盤塊大小為 512字節(jié)，一個(gè)文件依次存放在 50， 121， 75， 80， 63塊上，若要存取文件 第 1569 邏輯字節(jié)處的信息，問需要訪問哪個(gè)物理盤塊？1569/512=3 余 XXXX ， 對(duì)應(yīng)物理塊號(hào)為 80，所以要訪問第 80 塊。10. 塊大小為512B，文件A有590個(gè)邏輯記錄，每個(gè)記錄 255B，則每塊存放2個(gè)記錄。文件 A 的路徑為 rootusrusr1mytextA. （root 表示根目錄 ）（1） 鏈?zhǔn)椒峙洌x A 中第 590條記錄，需要訪問磁盤多少次（2）連續(xù)分配，讀 A 中第 590條記錄，需要訪問磁盤多少次（ 3）目前處于 rootusrusr

10、2 目錄下，如何訪問 A答： （1） usr, usr1, mytext 這 3級(jí)目錄需要訪問 3 次, 590/2=295, 所以共需要 298 次 （2）連續(xù)分配訪問文件只需要 1 次， 訪問目錄同上需要 3次，所以共需要 3+1=4次用繞道法，.usr1mytextA11混合索引，塊長(zhǎng)1KB，每個(gè)塊號(hào)長(zhǎng)度(索引表每項(xiàng)長(zhǎng)度)為4字節(jié)，將以下邏輯地址轉(zhuǎn)換成物理位置。(1)9000 ( 2)14000 ( 3)350000428塊(1) 9000/1024=8余808,所以物理位置是 367塊，偏移量808字節(jié)(2) 14000/1024=13余688，13-10=3，所以物理位置是 953塊

11、，偏移量688字節(jié)(3) 350000/1024=341 余 816，341-10-256=75，所以物理位置是 3333 塊，偏移量 816 字節(jié)12. 索引表有12項(xiàng)，每項(xiàng)占4字節(jié)，前10項(xiàng)直接索引，后2項(xiàng)分別指向一級(jí)索引表和二級(jí) 索引表，每個(gè)盤塊 4KB ,問最大文件長(zhǎng)度是多少？10*4KB+1*1k*4KB+1*1K*1K*4KB=40KB+4MB+4GB13. 某磁盤組，每個(gè)盤面有200個(gè)磁道，格式化時(shí)每磁道分成 4個(gè)扇區(qū)，整個(gè)磁盤組有8000 個(gè)物理塊，問有多少個(gè)盤？8000/ (200*4 ) =10個(gè)盤面， 一個(gè)盤有兩個(gè)面，所以有 5個(gè)盤。14磁盤轉(zhuǎn)速 7200 轉(zhuǎn)/分鐘，每個(gè)磁道 16 個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū) 512字節(jié)，求數(shù)據(jù)傳輸率。0.5KB*160*7200/ 分鐘 =9600KB/ 秒15一個(gè)順序文件包含 100