设备管理文件系统习题

•（1）以打印机为例说明SPOOLing系统的工作原理，系统如何利用SPOOLing技术将磁盘模拟为虚拟打印机。

答：当用户进程请求打印输出时，Spooling系统同意打印输出，但并不真正把打印机分配给用户进程，而只为它做两件事：1，由输出进程在输出井中为之申请一空闲盘块区，并将要打印的数据送入其中；2，输出进程再为用户进程申请一张空白的用户请求打印表，并将用户的打印要求填入表中，再将该表挂到请求打印队列之上。如果还有进程要求打印输出，系统仍可以接受该请求，同样做上面的工作。如果打印机空闲，输出进程将从请求打印队列的队首取出一张请求表，根据表中的要求将要打印的数据从输出井传送到内存缓冲区，再由打印机进行打印。打印完毕，输出进程再查看请求打印队列中是否还有等待要打印的请求表，若有，再取出一张表，并根据其中的要求进行打印，如此下去，直到请求队列为空，输出进程才将自己阻塞起来，等下次再有打印请求时才唤醒。

•（2）在某个使用磁盘高速缓存的系统中，平均访问时间是41.2ms，高速缓存的平均访问时间是2ms，磁盘平均访问时间是100ms，并且系统有8MB的高速缓存。高速缓存每增大一倍，非命中率减半。那么应该增加多少高速缓存可以将平均访问时间减少到20ms。假设高速缓存只能以2倍的速度增长（8M，16M，…，64M）

答案：32M

•（3）一个磁盘有19456个柱面，16个读写头，并且每个磁道有63个扇区。磁盘以5400rpm的速度旋转。

写头已经在磁道0上，则读整个磁盘需要多长的时间？

答案：（19456*16*1/5400+（19456-1））*2=3498

解：磁盘以每分钟5400转的速度旋转，旋转一周的时间为：

60000/5400=11.11ms 一个磁盘有19456个柱面，16个读/写头，每个磁道读一次需要的时间为：19456*16*11.11=3459 ms 完成整个磁盘的读/写需要花费的时间为：3458+39=3497 s •（B）如果磁盘的平均寻道时间是10ms，那么读一个扇区的平均时间是多少？

•（4）I/O调度能使用时间片轮转调度算法吗，或FCFS，或优先级调度？

•（5）如果磁盘的每个磁道分成9个扇区，现有一文件包含A,B,…,I 共9条记录，每条记录刚好可以放入一个扇区，若磁盘转速为

6000RPM，每读出一条记录后需要2.5ms对该条记录进行处理。若忽略其它辅助时间，试问：

•（A）当这9条记录顺序存放在一个磁道上时，顺序读出并处理该文件需多少时间？

•（B）设计一合适的记录存放方案以减少对文件访问时间，画出个记录的存放位置，计算该文件的访问时间，并与（A）比较.

答案：设磁盘的每个磁道分成9个扇区，现有一文件共有A、B、C、D、E、F、G、H、I 9条记录，每个记录的大小与块的大小相等，设磁盘转速为27ms/转，每读出一块后需要2ms的处理时间。如忽略其他辅助时间（A）读出并处理A记录需要5ms，此时读写头已转到B记录的中间，为读出B记录，必须再转将近一圈。后续8条记录的读取并处理时间与B

相同，于是处理9条记录的总时间为8*（27+3）+（3+2）=245ms. （B）读取并处理一条记录的时间需5ms，当读出并处理A记录时，假设A记录放在第0 个块中，读写头移到第1个块的中间，为了能顺序读到B记录，应将它放在第2个块中，即应将记录按如下顺序存放：

这样，处理一条记录并将此头移到下一条记录的时间为3(读出)+2(处理)+1（等待）=6ms

处理9条记录的总时间为：6*8+5=53ms.

•（6）假设来自磁盘各个磁道的请求是服从均匀分布的，则SSTF调

度算法有利于磁盘中部的磁道的访问，请简要说明原因。更进一步可以严格证明你的结论，或编写模拟程序来检验你的结论。•（7）假设磁盘有200个磁道，磁盘请求队列中是一些随机请求，它

们按照到达的次序分别处于15，158，36，27，96，160，120，38，192号磁道上，当前磁头在100号磁道上，并向磁道号增加的方向运动。请分别给出按FCFS，SSTF，SCAN，CSCAN算法进行磁盘调度时满足请求的次序，并计算出它们的平均寻道长度。

•（8）文件系统采用多重索引结构。设块长为512字节，每个块号长2字节，分别计算一级索引、二级索引和三级索引可寻址的最大文件长度。

答案：由于块长为512B，每个块号占2B，

因此，一个一级索引表可容纳256个磁盘地址。

同样地，一个二级索引表可容纳256个磁盘地址，一个三级索引表可容纳256个磁盘地址。

所以，采用二级索引时，可寻址的文件最大长度为256+256*256 = 65792.

采用三级索引时，可寻址的文件最大长度为256+256*256+256*256*256 = 18675417.

•（9）有文件系统如图所示，图中框表示目录，圈表示普通文件。•（1）可否建立F与R的链接？（2）能否删除R，为什麽？

•（3）能否删除N，为什麽？（4）某用户指定P为当前目录，若想用PR命令打印Q及S,请列出命令行。

答案：（1）可以。因为F是目录，而R是普通文件，所以可以建立R 到F的符号链接

（2）不一定能。因为R是被多个文件所共享，能否删除R取决于文件系统实现共享的方法。如果是基于索引结点的共享方法，则因删除后存在指针悬空问题不能删除R结点；如果采用基于符号共享的方法，则可以删除R结点。

（3）不一定能。由于N的子目录中存在共享文件R，而R结点本身不一定能被删除，所以N也不一定能被删除。

（4）打印Q: Pr /C/I/N/Q

打印S: PrS