操作系統(tǒng)第6章習(xí)題帶答案

1、 第六章一、問答題1、什么是文件的邏輯結(jié)構(gòu)？什么是文件的物理結(jié)構(gòu)？2、為了能夠查找到文件的位置，在采用連續(xù)文件、文件和索引文件時(shí)，在目錄中需要登記哪些容？3、磁盤容錯(cuò)技術(shù)可以分為哪三級(jí)？4、目前最廣泛采用的目錄結(jié)構(gòu)是哪種？它有什么優(yōu)點(diǎn)？5、文件在磁盤上存放的形式有幾種？它們與存取方法有何關(guān)系？物理結(jié)構(gòu)順序結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)索引結(jié)構(gòu)直接文件存取方法順序順序（顯式隱式）順序順序隨機(jī)（顯式）隨機(jī)隨機(jī)按鍵6、簡(jiǎn)述以下移臂調(diào)度算法的思想：先來先服務(wù)調(diào)度算法、最短查找時(shí)間優(yōu)先算法、電梯調(diào)度算法。7、簡(jiǎn)述文件控制塊中包含的容。8、假設(shè)多個(gè)用戶共享一個(gè)文件目錄系統(tǒng)，用戶甲要用文件A、B、C、E，用戶乙要用文件A、D、E

2、、F。已知用戶甲的文件A與用戶乙的文件A實(shí)際上不是同一個(gè)文件；用戶甲的文件C與用戶乙的文件F實(shí)際上是同一個(gè)文件；甲、乙兩用戶的文件E是同一個(gè)文件。試問你是否可以擬定一種文件目錄組織方案，使得甲、乙兩用戶既能共享文件而又不造成混亂？答：采用多級(jí)目錄結(jié)構(gòu)，文件目錄分解為基本目錄和符號(hào)目錄，只要在不同文件符號(hào)目錄中使用一樣文件部標(biāo)識(shí)符，甲、乙兩用戶既能共享文件而又不造成混亂。畫圖并簡(jiǎn)要說明二、計(jì)算題1、假定盤塊的大小為1KB，硬盤的大小為10GB，采用顯示分配方式時(shí)，請(qǐng)問文件分配表只是占用多大空間? 磁盤塊數(shù)：10GB/1KB=10M表達(dá)10M盤塊，F(xiàn)AT每項(xiàng)至少需要24位，即3個(gè)字節(jié)所以文件分配表

3、至少占用3B*10M=30M2、系統(tǒng)中磁頭停留在磁道號(hào)為70的磁道上，這時(shí)先后有4個(gè)進(jìn)程提出了磁盤訪問請(qǐng)求，要訪問磁盤的磁道號(hào)按申請(qǐng)到達(dá)的先后順序依次為：45，68，28，90。移動(dòng)臂的運(yùn)動(dòng)方向：沿磁道號(hào)遞減的方向移動(dòng)。若分別采用FCFS磁盤調(diào)度算法、SSTF算法，SCAN算法時(shí)，所需尋道長(zhǎng)度分別為多少（走過多少柱面）？0號(hào)磁道是最里面還是最外面的一個(gè)磁道？ 提示：FCFS磁盤調(diào)度算法：70-45-68-28-90SSTF算法：70-68-90-45-28SCAN算法：70-68-45-28-903、某系統(tǒng)采用UNIX操作系統(tǒng)的專用塊容為：空閑塊數(shù)3，然后依次登記的空閑塊號(hào)為77,89,60，

4、問此時(shí)若一個(gè)文件A需要5個(gè)盤塊，系統(tǒng)進(jìn)行分配后有個(gè)文件B被刪除，它占用的盤塊塊號(hào)為100,101,109,500，則回收這些盤塊后專用塊的容是什么？寫出整個(gè)分析過程。 空閑塊數(shù)2，然后依次登記的空閑塊數(shù)為109、5004、在實(shí)現(xiàn)文件系統(tǒng)時(shí)，為了加快文件目錄的檢索速度，可利用“FCB分解法”。假設(shè)目錄文件存放在磁盤上，每個(gè)盤塊512B。FCB占64B，其中文件名占8B，通常將FCB分解為符號(hào)目錄項(xiàng)和基本目錄項(xiàng)兩部分，其中符號(hào)目錄項(xiàng)大小為10B： 基本目錄項(xiàng)大小為多少字節(jié)？ 假設(shè)某一目錄文件共有254個(gè)FCB，試分別給出采用分解法之前和之后，對(duì)該目錄文件分別的平均訪問磁盤次數(shù)： 一般地，若目錄文件

5、分解前占用N個(gè)盤塊，分解后符號(hào)目錄文件占用M個(gè)盤塊，請(qǐng)給出訪問磁盤次數(shù)減少的條件： 基本目錄項(xiàng)大小為多少字節(jié)？ 64-8=56B假設(shè)某一目錄文件共有254個(gè)FCB，試分別給出采用分解法之前和之后，對(duì)該目錄文件分別的平均訪問磁盤次數(shù)： 答：分解前：FCB占用塊數(shù)：254*64/512=32塊，平均訪問磁盤次數(shù)：（1+32）/2=16.5分解后：FCB占用塊數(shù)：254*10/512=5塊，平均訪問磁盤次數(shù)：（1+5）/2=3一般地，若目錄文件分解前占用N個(gè)盤塊，分解后符號(hào)目錄文件占用M個(gè)盤塊，請(qǐng)給出訪問磁盤次數(shù)減少的條件：(1+N)/2NM+25、某系統(tǒng)中磁盤的每個(gè)盤塊大小為1KB，外存分配方法采

6、用中的混合索引結(jié)構(gòu)，其中索引節(jié)點(diǎn)中直接地址6項(xiàng)，一級(jí)索引地址2項(xiàng)，二級(jí)索引地址1項(xiàng)，每個(gè)盤塊號(hào)占用4個(gè)字節(jié)，請(qǐng)問該系統(tǒng)中允許的文件最大長(zhǎng)度是多少？ 一個(gè)盤塊可記錄的盤塊號(hào)的數(shù)量為：1KB/4=256直接地址：記錄6個(gè)文件所占物理塊的塊號(hào)一級(jí)索引：記錄256*2=512個(gè)文件所占物理塊的塊號(hào)二級(jí)索引：記錄256*256個(gè)文件所占物理塊的塊號(hào)該系統(tǒng)中允許的文件最大長(zhǎng)度（256*256+256*2+6）*1KB= 6、有一個(gè)大小為500M的硬盤，盤塊的大小為1KB,試計(jì)算其FAT的大小。由題意可知，該硬盤共有500K個(gè)盤塊，故FAT中共有500K個(gè)表項(xiàng)；如果盤塊從1開始編號(hào)，為了能保存最大的盤塊號(hào)5

7、00K，該FAT表項(xiàng)最少需要19位，將它擴(kuò)展為半個(gè)字節(jié)的整數(shù)倍后，可知每個(gè)FAT表項(xiàng)需20位，即2.5個(gè)字節(jié)。因此，F(xiàn)AT需占用的存儲(chǔ)空間的大小為：2.5500K=1250KB7、一個(gè)可移動(dòng)磁頭的磁盤具有200個(gè)磁道，其編號(hào)為0199，當(dāng)它剛剛結(jié)束了125道的存取后，現(xiàn)正在處理143道的請(qǐng)求，假設(shè)系統(tǒng)當(dāng)前I/0請(qǐng)求序列以FIFO順序排列如下：86，147，91，177，94，150，102，175，130。試問對(duì)以下幾種磁盤調(diào)度算法而言，滿足以上請(qǐng)求序列，磁頭將如何移動(dòng)？ 掃描法SCAN 最短查找時(shí)間優(yōu)先算法SSTF SSTF：143 147 150 130 102 94 91 86 175

8、177 總移動(dòng)距離162SCAN：143 147 150 175 177 199 130 102 94 91 86 總移動(dòng)距離1698、 有一計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用如下圖所示的位示圖（行號(hào)、列號(hào)都從0開始編號(hào)）來管理空閑盤塊。如果盤塊從0開始編號(hào)，每個(gè)盤塊的大小為1KB。現(xiàn)要為文件分配兩個(gè)盤塊，試具體說明分配過程。查位示圖，找到兩個(gè)為0的位，第3字第11位和第4字第2位；計(jì)算出塊號(hào)，3*16+11+1=60，4*16+2+1=67，然后將60，67分配給文件若要釋放磁盤的第300塊，應(yīng)如何處理？012345678910111213141501111111111111111111111111111111

9、1121101111111111111311111101111011114000000000000000056首先計(jì)算100塊位示圖對(duì)應(yīng)位置字號(hào)：（100-1）/16=6，位：（100-1）%16=3然后將第6字第3位置09、假定磁盤轉(zhuǎn)速為6000r/min，磁盤格式化時(shí)每個(gè)盤面被分為8個(gè)扇區(qū)，現(xiàn)有一個(gè)文件共有A H八個(gè)邏輯記錄要存放在同一磁道上供處理程序使用，假設(shè)每個(gè)記錄的大小與扇區(qū)的大小一樣，處理程序每次從磁盤讀出一個(gè)記錄后要花2.5ms的時(shí)間。若忽略其他輔助時(shí)間，請(qǐng)回答下列問題： 1.在假設(shè)已經(jīng)順序存放好這8個(gè)記錄，那么讀出該文件需要多少時(shí)間？ 2.采用一個(gè)優(yōu)化的數(shù)據(jù)存放方法，畫出各個(gè)記

10、錄的存放位置，計(jì)算該文件的讀出時(shí)間，并與1進(jìn)行比較說明。 見課本23310、存放在某個(gè)磁盤上的文件系統(tǒng)，采用混合索引分配方式，其FCB中共有13個(gè)地址項(xiàng)，第09個(gè)地址項(xiàng)為直接地址，第10個(gè)地址項(xiàng)為一次間接地址，第11個(gè)地址項(xiàng)為二次間接地址，第12個(gè)地址項(xiàng)為三次間接地址。如果每個(gè)盤塊的大小為4K字節(jié)，若盤塊號(hào)需要用4個(gè)字節(jié)來描述，請(qǐng)問該系統(tǒng)中允許的文件最大長(zhǎng)度是多少？ 計(jì)算方法同5題由題意可得，每個(gè)盤塊最多存放4K/41K個(gè)盤塊地址。4K（101K1K1K1K1K1K）40K 4M 4G 4T11、UNIX系統(tǒng)采用空閑塊成組連接的方法管理磁盤空閑空間，圖中是采用UNIX操作系統(tǒng)的某系統(tǒng)的空閑塊成

11、組連接示意圖，問此時(shí)若一個(gè)文件A需要5個(gè)盤塊，則系統(tǒng)會(huì)將哪些盤塊分配給它？若之后有個(gè)文件B被刪除，它占用的盤塊塊號(hào)為333、334、404、405、782，則回收這些盤塊后專用塊的容如何？ 空閑塊數(shù)450495612 專用塊空閑塊數(shù)1001501495251 50*空閑塊數(shù)1000449351 150*圖 某系統(tǒng)磁盤空閑塊情況分配給它12、56、49、50和51盤塊；回收這些盤塊后專用塊的容為：空閑塊數(shù)433440440578212、實(shí)現(xiàn)文件系統(tǒng)時(shí)，為加快文件目錄的檢索速度，可利用“文件控制塊分解法”。假設(shè)目錄文件分解前占用n個(gè)盤塊，分解后改用m個(gè)盤塊存放文件名和文件部號(hào)，請(qǐng)給出訪問磁盤次數(shù)減

12、少的條件。 訪問磁盤次數(shù)減少的條件為：(n1)/2(m+1)/2+1即mn-214、假設(shè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用CSCAN(循環(huán)掃描)磁盤調(diào)度策略,使用2KB的存空間記錄16384個(gè)磁盤的空閑狀態(tài) 請(qǐng)說明在上述條件如何進(jìn)行磁盤塊空閑狀態(tài)的管理。設(shè)某單面磁盤的旋轉(zhuǎn)速度為每分鐘6000轉(zhuǎn)，每個(gè)磁道有100個(gè)扇區(qū)，相臨磁道間的平均移動(dòng)的時(shí)間為1ms。若在某時(shí)刻，磁頭位于100號(hào)磁道處，并沿著磁道號(hào)增大的方向移動(dòng)，磁道號(hào)的請(qǐng)求隊(duì)列為50，90，30，120對(duì)請(qǐng)求隊(duì)列中的每個(gè)磁道需讀取1個(gè)隨機(jī)分布的扇區(qū)，則讀完這個(gè)扇區(qū)點(diǎn)共需要多少時(shí)間？需要給出計(jì)算過程。1. 2KB = 2*1024*8bit = 16384bit。因此可以使用位圖法進(jìn)行磁盤塊空閑狀態(tài)管理，每1bit表示一個(gè)磁盤塊是否空閑。 2. 每分鐘6000轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間為0.01s，通過一個(gè)扇區(qū)的時(shí)間為0.0001s。根據(jù)CSCAN算法，被訪問的磁道號(hào)順序?yàn)?00，120，30，50，90,因此，尋道用去的總時(shí)間為：（20 + 90 + 20 + 40）* 1ms = 170ms總共要隨機(jī)讀取四個(gè)扇區(qū)，用去的時(shí)間為：（0.01*0.5 + 0.0001）*4 = 0.0204s =