操作系统第七章课后习题

操作系统（7）

1．何谓数据项、记录和文件?

1、数据项是最低级的数据组织形式，可分为基本数据项和组合数据项。基本数据项是用于描述一个对象某种属性的字符集，是数据组织中可以命名的最小逻辑数据单位，即原子数据，又称为数据元素或字段。组合数据项则由若干个基本数据项构成。

2、记录是一组相关数据项的集合,用于描述一个对象某方面的属性。

3、文件是指有创建者所定义的、具有文件名的一组相关信息的集合提。

2．文件系统的模型可分为三层，试说明其每一层所包含的基本内容。

答:1最低层为对象及其属性说明，主要包括物理文件相关功能，包括文件和目录、磁盘存储空间等对象。

（2）中间层是对对象进行操纵和管理的软件集合，是文件系统的核心部分，主要是逻辑文件相关功能。包括文件存储空间管理、文件目录管理、逻辑文件到物理文件的映射、文件读写管理及文件共享与保护等诸多功能。

(3）最高层是文件系统提供给用户的接口,分为命令接口、图形化用户接口、程序接口（C语言函数形式）和等三种类型。

3.与文件系统有关的软件可分为那几个层次

答:1、I/O控制层;

2、基本文件系统层;

3、基本管理程序;

4、逻辑文件系统。

4.试说明用户可以对文件施加的主要操作有哪些?

答:1、最基本的文件操作:创建文件、删除文件、读文件、写文件、截断文件设置文件的读/写位置;

2、文件的“打开”和“关闭”操作;

3、其它文件操作;

5、为什么在大多数OS中都引入"打开“这一文件系统调用?打开的含义是什么

答:当用户要求对一个文件实施多次读/写或其它操作时，每次都要从检索目录开始，浪费时间，低效。为了避免多次重复地检索目录，在大多数OS中都引入“打开”这一文件系统调用。

当用户第一次请求对某文件进行操作时，先利用“打开”系统调用将该文件打开磁盘索引结点被拷贝到内存中，后面的目录检索都在内存中进行。

6、何谓文件逻辑结构?何谓文件的物理结构?

答:文件的逻辑结构是指从用户的观点出发所观察到的文件组织形式，也就是用户可以直接处理的数据及其结构，它独立于物理特

性,;而文件的物理结构则是指文件在外存上的存储组织形式，与存储介质的存储性能有关。

7、按文件的组织方式可将文件分为哪几种类型?

答:从逻辑结构可以将文件分为两大类:有结构的记录式文件和无结构的流式文件。

按文件的组织方式，可以将有结构的文件分为三类:

(1)顺序文件，指由一系列记录按某种顺序排列所形成的文件，其中的记录可以是定长记录或变长记录;

(2)索引文件，指为变长记录建立一张索引表，为每个记录设置一个表项，以加快对记录检索的速度。

(3索引顺序文件，这是顺序文件和索引文件相结合的产物。它为文件建立一张索引表，为每一组记录中的第一个记录设置一个表项，以缩短索引表的长度，而记录检索的速度也不很慢。

8．如何提高对变长记录顺序文件的检索速度?

答:为了提高对变长记录顺序文件的检索速度,可为其建立一张索引表，以主文件中每条记录的长度及指向对应记录的指针(即该记录在逻辑地址空间的首址)作为相应每个表项的内容。由于索引表本身是一个定长记录的顺序文件，若将其按记录键排序，则可以实现对主文件的方便快速的直接存取。需要指出的是，如果文件较大，应通过建立分组多级索引以进一步提高检索效率。

9．通过哪两种方式来对固定长记录实现随机访问?

答:(1）通过文件中记录的位置:在文件中的每一个记录，可用从0到N-1的整数来标识，即用一个整数来唯一地标识一个记录。对于定长记录文件，如果要查找第i个记录,可直接根据下式计算，获得第i个记录相对于第一个记录首址的地址:AFixLy由于获得任何记录地址的时间都非常短，故可利用这种方法对定长记录实现随机访问。

(2)利用关键字:用户必须指定一个字段作为关键字，通过指定的关键字来查找该记录。当用户给出要检索记录的关键字时,系统将利用该关键字顺序地从第一个记录开始，与每一个记录的关键字进行比较，直到找到匹配的记录。

10、可以采取什么方法来实现对变长记录文件进行随机检索?

答(1)按关键字建立索引:变长记录文件查找一个记录必须从第一个记录查起,一直顺序查找到目标记录为止，耗时很长。如果我们为变长记录文件建立一张索引表，为主文件中的每个记录在索引表中分别设置一个表项，记录指向记录的指针(即记录在逻辑地址空间的首址)以及记录的长度L,索引表按关键字排序,因此其本身也是一个定长记录的顺序文件,这样就把对变长记录顺序文件的顺序检索转变为对定长记录索引文件的随机检索，从而加快对记录检索的速度，实现直接存取。

(2)具有多个索引表的索引文件:使用按关键字建立索引表的索引文

件与顺序文件一样，都只能按该关键字进行检索。而实际应用情兄往往是:不同的用户，为了不同的目的，希望能按不同的属性(或不同的关键字)来检索一条记录。为实现此要求,需要为顺序文件建立多个索引表,即为每一种可能成为检索条件的域(属性或关键字)都配置一张索引表。在每一个索引表中，都按相应的一种属性或关键字进行排序。

11．试说明索引顺序文件的几个主要特征。

答:1)索引顺序文件是对顺序文件的一种改进，它基本上克服了变长记录的顺序文件不能随机访问,以及不便于记录的删除和插入的缺点。但它仍保留了顺序文件的关键特征，即记录是按关键字的顺序组织起来的。

(2)引入了文件索引表，通过该表可以实现对索引顺序文件的随机访问。

(3）增加了溢出(overflow )文件，用它来记录新增加的、删除的和修改的记录。

12、试说明对索引文件和索引顺序文件的检索方法。

答:在对索引文件进行检索时，首先是根据用户（程序）提供的关键字，并利用折半查找法去检索索引表，从中找到相应的事项;再利用该表项中给出的指向记录的指针值，去访问所需的记录。在对索引顺序文件进行检索时，首先也是利用用户（程序）所提供的关键字