操作系統(tǒng)第六章答案

1、第六章文件管理1、何謂數(shù)據(jù)項、記錄和文件？P203 P204答：數(shù)據(jù)項：數(shù)據(jù)項是最低級的數(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，若干個基本數(shù)據(jù)項組成的。記錄：記錄是一組相關(guān)數(shù)據(jù)項的集合，用于描述一個對象在某方面的屬性。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，文件由若干個相關(guān)記錄組成；而無結(jié)構(gòu)文件則被看成是一個字符流。文件在文件系統(tǒng)中是一個最大的數(shù)據(jù)單位，它描述了一個對象集。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、對象及其屬性：文件、目錄、硬盤（磁帶）存儲空間；

2、2、對對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、截斷文件、設(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)：又稱為文件的存儲結(jié)構(gòu)， 是指文件在外存上的存儲組織形式。這不僅與存儲介質(zhì)的存儲性能有關(guān)，而且與所采用的外存分配

3、方式有關(guān)。5、如何提高對變長記錄順序文件的檢索速度？P210答： 對于變長記錄的順序文件，在順序讀或?qū)憰r的情況相似，但應(yīng)分別為它們設(shè)置讀或?qū)懼羔槪诿看巫x或?qū)懲暌粋€記錄后，須將讀或?qū)懼羔樇由螸i 。Li剛讀或剛寫完的記錄的長度。6、試說明對索引文件和索引順序文件的檢索方法。P211 P212是答：在對索引文件進行檢索時，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； 再利用該表項中給出的指向記錄的指針值， 去訪問所需的記錄。 在對索引順序文件進行檢索時， 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， 找到該記錄所在記錄組中第一個

4、記錄的表項，從中得到該記錄組第一個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費用兩方面來比較兩級索引文件和索引順序文件。 P212 答：兩級索引文件：存儲費用高，檢索速度較快。索引順序文件：存儲費用不高，檢索速度快。8、試說明順序文件的結(jié)構(gòu)及其優(yōu)點。 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)用場合是對諸記錄進行指存取時， 即每次要讀或?qū)懸淮笈涗洉r。 此時

5、，對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， 在文件目錄的每個目錄項中， 都須含有指向鏈接文件第一個盤塊和最后一個盤塊的指針。 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中有兩個文件 A和B，A占用 11，12， 16 和14 四個盤塊； B占用 13，18和20三個盤塊。試畫出在文件A 和B中個盤塊間的鏈接情況及FAT的情況。FCB AF

6、AT11121618EOF141320EOF11、NTFS文件系統(tǒng)對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假定一個文件系統(tǒng)的組織方式與 MS-DOS相似，在 FAT 中可有 64K 個指針，磁盤的盤塊大小為 512B，試問該文件系統(tǒng)能否指引一個512MB的磁盤？解：512MB/512B=1M個盤塊，而每個盤塊都應(yīng)有一個指針來指示， 所以應(yīng)該有 1M 個指針，因此若有 64K 個指針則不能指引一個 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，應(yīng)選用何種文件組織方式。 不經(jīng)常更新，經(jīng)常隨機訪問； 經(jīng)常更新，經(jīng)常按一定順序訪問； 經(jīng)常更新，

7、經(jīng)常隨機訪問；答：不經(jīng)常更新，經(jīng)常隨機訪問；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)常隨機訪問；索引結(jié)構(gòu)14在UNIX中，如果一個盤塊的大小為 1KB，每個盤塊號占 4個字節(jié)，即每塊可放256個地址。請轉(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，盤塊號占 4B，即每個盤塊最多可存放256 個盤塊號。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 783 18000/1024=17 余592 420000/1024=410 余16015什么是索引文件？為什么要引入多級索引？答：索引結(jié)

8、構(gòu)將一個邏輯文件的信息存放于外存的若干個物理塊中，并為每個文件建立一個索引表， 索引表中的每個表目存放文件信息所在的邏輯塊號和與之對應(yīng)的物理塊號，一索引結(jié)構(gòu)存放的文件稱為索引文件。當(dāng)OS為一個大文件分配磁盤空間時， 如果所分配出去的盤塊的盤塊號已經(jīng)裝滿一個索引塊時， OS便為該文件分配另一個索引塊， 用于將以后繼續(xù)為之分配的盤塊號記錄于其中，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，這種方法是低效的。此時，應(yīng)為這些索引塊再建立一級索引， 稱為第一級索引， 即系統(tǒng)再分配一個索引塊， 作為第一級索引的索引塊，將第一塊、第二塊、等索引塊的盤塊號，填入到此索引表中

9、，這樣便形成了兩級索引分配方式， 如果文件非常大時， 還可用三級、 四級等多級索引分配方式。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， 又采用了一級索引分配方式， 兩級索引分配方式，三級索引分配方式。再 UNIX System V的索引結(jié)點中，共設(shè)有 13個地址項，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 iaddr(10) 提供一次間接地址。（ 3）多次間接地址，用

10、地址項 iaddr(11) 提供二次間接地址， 地址項 iaddr(12) 作為三次間接地址。17、對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： 能有效提高對目錄的檢索速度；允許文件重名；便于實現(xiàn)文件共享。18采用單級目錄能否滿足對目錄管理的主要要求？為什么？答：采用單級目錄不能完全滿足對目錄管理的主要要求， 只能實現(xiàn)目錄管理最基本的功能即按名存取。 由于單級目錄結(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非常大， 在查找時速度慢，另外不允許用戶文件有重名的現(xiàn)象， 再者由于單級目錄中要求所有用戶須使用相同

11、的名字來共享同一個文件，這樣又會產(chǎn)生重名問題，因此不便于實現(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)點？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：a. 能有效提高對目錄的檢索速度；假定文件系統(tǒng)中有 N 個文件，在單級目錄中，最多要檢索 N 個目錄項，但對于有 i 級的樹型目錄， 在目錄中每檢索一個指定文件，最多可能要檢索 i* i N 個目錄項。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

12、將一個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)一個目錄項， 填上用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)識符即可。20Hash 檢索法有何優(yōu)點？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，如果目

13、錄表中相應(yīng)的目錄項是空的，則表示系統(tǒng)中并無指定文件。（2）如果目錄項中的文件名與指定文件名相匹配，則表示該目錄項正是所要尋找的文件所對應(yīng)的目錄項，故而可從中找到該文件所在的物理地址。（3）如果在目錄表的相應(yīng)目錄項中的文件名與指定文件名并不匹配，則表示發(fā)生了“沖突”，此時須將其 Hash值再加上一個常數(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

14、基本過程為： 讀入第一個文件分量名 Level1 ，用它與根目錄文件 （或當(dāng)前目錄文件） 中各個目錄項的文件名順序地進行比較， 從中找出匹配者， 并得到匹配項的索引結(jié)點號， 再從對應(yīng)索引結(jié)點中獲知 Level1 目錄文件所在的盤塊號，將相應(yīng)盤塊讀入內(nèi)存。對于 2n，循環(huán)執(zhí)行以下步驟，以檢索各級目錄文件：讀入第 i 個文件分量名 Leveli ，用它與最新調(diào)入內(nèi)存的當(dāng)前目錄文件中各個目錄項的文件名順序地進行比較， 從中找出匹配者，并得到匹配項的索引結(jié)點號， 再從對應(yīng)索引結(jié)點中獲知 Leveli 目錄文件所在的盤塊號， 將相應(yīng)盤塊讀入內(nèi)存。 讀入最后一個文件分量名即 datafile ，用它與第

15、n級目錄文件中各個目錄項的文件名進行比較，從而得到該文件對應(yīng)的索引結(jié)點號，進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”的出錯信息。23有一計算機系統(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盤塊，試說明盤塊的具體分配過程。123456789101112131415161111111111111111121111111111111111311011111111111114111111011110111150000000000000000圖6-33某計算機系統(tǒng)的位

16、示圖答：分配量個盤塊的過程如下：順序掃描位示圖， 從中找到第一個值為 0的二進制位， 得到其行號 i=3 ，列號j=3。將所找到的二進制位轉(zhuǎn)換成與之對應(yīng)的盤塊號。 盤塊號計算公式為： 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值為0 的二進制位，得到行號 i=4 ，列號j=7 ，其對應(yīng)的盤塊號為 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 位對應(yīng)的塊號是多少？ 給出申請 / 歸還一塊的工作流程。答：（ 1）500/32z=16個字（ 2） b=(i-1)*32+j=32(i-1)+j (b從 1 開始計數(shù)， i ，j 也從 1