操作系统第八章课后习题

1.目前常用的外存有哪几种组织方式?

答;(1)连续组织方式。为每一个文件分配- -组位置相邻接的盘块，由此形成的文件物理结构是顺序式的文件结构。

(2)链接组织方式。为每个文件分配一组位置离散的盘块，通过给每个盘块设置一个指针，将属于同-一个文件的盘块链接在一起，链接的顺序和文件的逻辑页的顺序一致。由此形成的文件物理结构是链接文件。

(3)索引组织方式。为每个文件分配- -组位置离散的盘块，为每个文件建立一个物理结构的索引表，记录分配给该文件的物理盘块，以及这些盘块和文件逻辑页顺序的对应关系。由此形成的文件物理结构是索引文件。

2.由连续组织方式所形成的顺序文件的主要优缺点是什么?它主要应用于何种

场合?

(1)连续组织方式所形成的顺序文件的主要优点①顺序访问容易②顺序访问速度快

(2)连续组织方式所形成的顺序文件的主要缺点①要求为一个文件分配连续的存储空间

②必须事先知道文件的长度;③不能灵活地删除和插入记录

④对于那些动态增长的文件，由于事先很难知道文件的最终大小，因而很难为分配空间，而即使事先知道文件的最终大小，在采用预分配存储空间的方法时也会使大量的存储空间长期空闲。

(3)主要适用场合:连续组织方式所形成的顺序文件是一种最简单、最常用的文件组织方法，它适用于许多资料处理的场合，如磁带文件，打印文件都是常用的顺序文件。

3.在链接式文件中常用哪种链接方式?为什么?

答:链接方式分为隐式链接和显式链接两种形式。隐式链接是在文件目录的每目录项中，都含有指向链接文件第一个盘块和最后一个盘块的指针。显式链接贝把用于链接文件各物理块的指针，显式地存放在内存的一张链接表中。

4.在文件分配表中为什么要引入“簇”的概念?以“簇”为基本的分配单位有什么好处?

(1)引入“簇”的原因:为了适应磁盘容量不断增大的需要，在进行盘块分配时不再以盘块而是以簇(Cluster）为基本单位。一个簇应包含扇区的数量与磁盘量的大小直接有关。

(2)以簇作为基本分配单位的好处:能应磁盘容量不断增大的情况，还可以减少FAT 表中的项数（在相同的磁盘容量下，FAT表的项数是与簇的大小成反比)，使FAT 表占用更少的存储空间，并减少访问FAT表的存取开销。

5.简要说明为什么要从FAT12发展为FAT16?又进一步要发展为FAT32?

答:(1)从FAT12发展为FAT16的原因:FAT12 表中的表项有限制，亦即最多只允许4096个。这样，随着磁盘容量的增加。必定会引起簇的大小和簇内碎片也随之增加。要想增加FAT 表中的表项数，就必须增加FAT 表的位数(宽度)如果我们将FAT表项位数增至16位，最大表项数将增至65536 216 )个，此时便能将一个磁盘分区分为65536 (216 )个簇。

(2)从FAT16发展为FAT32的原因:由于FAT16 表的长度只有65535项，随着磁盘容量的增加，簇的大小也必然会随之增加，为了减少簇内零，也就应当增加FAT 表的长度，为此需要再增加FAT 表的宽度,这样也就由FAT16演变为FAT32

6.试解释逻辑簇号和虚拟簇号这两个名词，NTPS 是如何将它们映射到文件的物理地址上的?

答：(1)逻辑簇号的定义:逻辑簇号(LCN) 是对卷进行管理的工具，使用逻辑簇号可对卷的第一个簇到最后一个簇进行编号。

(2)虚拟簇号的定义:虚拟簇号(VCN )也是对卷进行管理的工具，使用虚拟簇号可对特定文件的族从头至尾进行编号。它不要求物理上是连续的，要确定YCN 的磁盘上的定位需先将其转换为LN。

(3 )NTFS 将它们映射到文件的物理地址的方法: NTFS 在进行地址映射时，可以通过卷因子与LCN的乘积，算出卷上的物理字节偏移量，从而得到文件数据所在的物理磁盘地址。为了方便文件中数据的引用，NTFS还可以使用 VCN，以文件为单位，将属于某个文件的簇按顺序进行编号。只要知道了文件开始的簇地址，便可将VCN映射到LON。

7.在MS -DOS中有两个文件A和B, A占用11、12、16和14四个盘块; B占用13、18和20三个盘块。试画出在文件A和B中各盘块间的链接情况及FAT的情况。

8. NTFS文件系統中的文件所采用的是什么样的物理结构?

答:以簇作为磁盘空间分配和回收的基本单位。

9.假定一-个文件系统的组织方式与MS-DOS相似，在FAT中可有64K个指针,磁盘的盘块大小为512B，试问该文件系统能否指引-个5121B的磁盘?

解: 512MB/512B=1M个盘块，而每个盘块都应有一一个指针来指示，所以应该有1M个指针，因此若有64K个指针则不能指引一个512MB的磁盘。

10.为了快速访问，又易于更新，当数据为以下形式时，应选用何种文件组织方式?

(1) 不经常更新，经常随机访问，

答: (1)顺序结构

(2)经常更新，经常按一定顺序访问;

(2)索引顺序结构

(3)经常更新，经常随机访问。

(3)索引结构

11、在UNIX中，如果个盘块的大小为IKB,每个盘块号占4个字节，即每块可放256个地址。请转换下列文件的字节偏移量为物理地址:(1)9999;(2)18000; (3)

420000.

答:首先将逻辑文件的字节偏移量转换为逻辑块号和块内偏移量,即字节偏移量/盘块大小的商为逻辑块号，余数是块内偏移量。在UNIX的FCB中，第0~9个地址为直接地址，第10个为一次间接地址，第11个地址为二次间接地址，第12个地址为三次间接地址。在将文件的逻辑块号转换为物理块号后，使用多重索引结构，在索引结点中根据逻辑块号通过直接索引或间接索引找到对应的物理块号。

(1)9999/1024=9余783，则逻辑块号为9，直接索引第9个地址得到物理块号，(2)18000/1024=17余592,则逻辑块号为10<17<10+256，通过一次间接索引在第10个地址可得到物理块号，块内偏移地址为592;

(3)420000/1024=410余160,则逻辑块号为10+256<410,通过二次间接索引在第11个地址中可得到一次间址，再由此得到二次间址，再找到物理块号，其块内偏移地址160.

12.什么是索引文件?为什么要引入多级索引?

答:索引结构将一个逻辑文件的信息存放于外存的若干个物理块中，并为每个文件建立一个索引表,索引表中的每个表目存放文件信息所在的逻辑块号和与之对应的物理块号，一索引结构存放的文件称为索引文件。

当0S为一个大文件分配磁盘空间时，如果所分配出去的盘块的盘块号已经装满一个索引块时，6OS便为该文件分配另一个索引块，用于将以后继续为之分配的盘块号记录于其中，以此类推，再通过链指针将各索引块按序链接起来。显然，当文件太大，其索引块太多时,这种方法是低效的。此时，应为这些索引块再建立一级索引，称为第一级索引,即系统再分配一个索引块,作为第一级索引的索引块,将第一块.第二块2等索引块的盘块号，填入到此索引表中，这样便形成了两级索引分配方式，如果文件非常大时，还可用三级、四级等多级索引分配方式。

13、试说明增量式索引组织方式。

答:为了能较全面的照顾到小、中、大及特大型作业，可以采取多种组织方式来构成文件的物理结构。

1、直接寻址:如果盘块的大小为1KB或4KB,对于小文件(如1KB-10KB或4KB一40KB)而言，将它们的每一个盘块地址，都直接放入文件控制块FCB(或

索引结点)中，可以直接从FCB中获得该文件的盘块地址。

2、间址方式:对于中等文件(如11KB-256KB或5KB-4MB)，可以采用单级索引组织方式，先从FCB中找到该文件的索引表，从中获得该文件的盘块地址，

可将它称为一次间址;对于大型和特大型文件，可以采用两级和三级索引组织方式，或称为二次间址和三次间址。

3、增量式索引组织方式:基于上述的基本思想来组织的,既采用了直接寻址方式，又采用了单级和多级索引组织方式(间接寻址)。

14,有一计算机系统利用图8-19所示的位示图来管理空闲盘块。盘块的大小为

1KB

现要为某文件分配两个盘块,试说明盘块的具体分配过程。

答:(1)顺序扫描位示图，从中找到第一个值为0的二进制位，得到行号i=3，号j-3。

(2）将找到的二进制位转换成对应盘块号。盘块号为:b= (3-1） *16+3=35;(3)