操作系统概论第四章习题

“操作系统概论”习题解答之第4章文件管理

第4章习题解答

1、什么叫文件？

答：所谓文件是指逻辑上具有完整意义的信息集合。

2、文件系统应具有哪些功能？

答：文件系统主要是实现“按名存取”。为了能正确地按名存取，文件系统具有如下功能：

①、实现从逻辑文件到物理文件间的转换。

②、有效地分配文件的存储空间。

③、建立文件目录。

④、提供合适的存取方法以适应各种不同的应用。

⑤、实现文件的安全性。

⑥、提供一组文件操作。

3、解释下列术语并说明它们之间的关系：

存储介质、卷、块、记录、文件。

答：存储介质：指信息的载体，可用来记录信息的磁带、硬磁盘组、软磁盘片、光盘、卡片等称为存储介质。

卷：存储介质的物理单位定义为卷。

块：存储介质上可连续存储信息的一个区域称为块，也叫物理记录。

记录：记录分为逻辑记录和物理记录，逻辑记录指按逻辑上独立的含义划分的信息单位；物理记录即块。

文件：把逻辑上具有完整意义的信息集合称为文件。

一卷存储介质可以被分成若干个块，能用来存放一个或多个文件；一个文件可以由多个记录组成，这样的文件被称为记录式文件；一个记录可占用存储介质上的一块，或一块中可以存放多个记录。

4、什么是文件的逻辑结构和存储结构？

答：用户是从使用的角度来组织文件，用户把能观察到的且可以处理的信息根据使用要求构造成文件，这种构造方式称为文件的逻辑结构。文件系统是从文件的存储和检索的角度来组织文件，在存储媒介上的文件构造方式称为文件的存储结构。

5、解释顺序文件、链接文件和索引文件。

答：1、顺序结构：

将一个文件逻辑上连续的信息存放在存储介质（磁盘）中相邻的块上，这种存储结构保证了逻辑记录顺序和物理块顺序相一致。

（磁带上的文件只能是顺序结构的，因为磁带机本身就是个顺序存取的设备。）

2、链接结构（串联结构）：

文件所占用的存储介质物理块不再要求连续（相邻）的，可以分散在存储媒介上。在结构上，采用链表的结构方式，将每一块的最后一个单元用来存放下一个物理块的地址，形成指针链。最后一块的最后一个单元为0表示结束。

3、索引结构：

和链接结构一样，也是一个非连续存储的结构，但它不采用链接方式，而是为每一个文件建立一张索引表，索引表中存放文件中每一个记录存放的物理地址。

6、解释记录的成组和分解操作。采用这种技术有什么优点？

答：1、当文件的一个逻辑记录的长度小于一个物理块的长度的时候，我们可以把若干个逻辑记录合并成一组存到一个物理块中，这个工作称为成组。访问某个记录的时候，需要把这个记录从它所在的块中的一组记录中分离出来，这一工作称为分解。

2、记录的成组和分解可以提高存储空间的利用率，并且可以减少存储设备的启动次数。因为I/O操作每次都要读进来一块，成组后，就意味着一次读进来多个连续的记录，当顺序访问记录的时候，可以节省I/O次数。但是，成组和分解都需要设立缓冲区，成组时先在缓冲区中将记录成组，然后再将组存放到物理块中，分解的时候是将块读到缓冲区中，再进行访问记录的分离。缓冲区的建立增加了系统的开销。其次，成组与分解需要软件做额外的工作。

7、假定某个文件由长度为80个字符的100个逻辑记录组成，磁盘存储空间被划分成长度为2048个字符的块，为有效地使用磁盘空间，你可采用成组方式把文件存放到磁盘上，回答下列问题：

①、该文件至少占用多少磁盘存储块？

②、若该文件是以链接结构形式在磁盘上的，现用户要求使用第28个逻辑记录，写出系统为满足用户要求而应做的主要工作。

答：①、每块能存放的记录个数为「2048／80」＝25个。

一共需要 100／25＝4块。

②、首先系统计算出第28个记录在第2个物理块上，然后系统通过文件目录读出第一块物理块，在该块最后单元找到第二物理块的地址，读出第二物理块，再按第28个记录在第二块中的位置读出该记录。

8、页式存储管理中用位示图表示主存空间的分配情况，磁盘存储空间的分配也可用位示图来表示，两者能合用一张位示图吗？

答：不行，主存空间和磁盘存储空间是两种不同的存储空间，应该使用不同的位示图来表示分配情况。

9、假定有一个盘组共有100个柱面，每个柱面上有8个磁道，每个盘面被分成8个扇区。现采用位示图的方法管理磁盘空间。请回答下列问题：

（1）、该盘组共被划分成多少个物理块？

（2）、若采用字长为32位的字来组成位示图，共需多少个字？

（3）、若从位示图中查找到第50个字的第16位对应的位是“0”，那么其对应的空闲块应在哪个柱面上？应对应哪个扇区？应当那个磁头来完成信息的传送？

答：（1）、该盘组共被划分为100×8×8=6400个物理块。

（2）、若采用字长为32位的字来组成位示图，则共需6400／32=200个字。（3）位示图中第 50个字的第 16位对应的存储块号为：50×32＋16=1616，故它在盘组上的位置为：

柱面号=[块号／柱面上块数]=[1616／64]=25 （商25余数16）

磁头号=[（块号 mod 柱面上块数）／盘面上扇区数]

=〔（1616 mod 64）／8〕=〔16／8〕=2

扇区号=（块号 mod 柱面上块数）mod 盘面上扇区数

=（1616 mod 64）mod 8＝16 mod 8＝0

10、设某文件由5个逻辑记录组成，每个逻辑记录的长度均为510字节。该文件采用链接结构存储在磁盘上，磁盘块大小为512字节，用2个字节存放链接指针，存放该文件的磁盘块号依次为第50、121、75、80、63块。现要使用含有文件中第1569个字节的逻辑记录，请问应读出哪个磁盘块中的信息？

答：由于每个记录为510字节，另用2个字节存放指针，则512字节的磁盘块正好可以存放一个记录。1569字节所在的逻辑记录是第四个记录，（0－512－1024－1536－2048），也就是第四个逻辑盘块，应该存放在磁盘的80（物理块号）块上。

11、为了实现按名存取，文件目录应包含哪些内容？

答：为了实现按名存取，文件目录至少要包括文件的名字和文件存放的物理地址，除此之外，目录中还可以包含其他的控制和管理文件的信息，如：文件类型、记录长度、记录个数、口令、建立日期、保存期限、上次修改时间等。