磁盘存储器管理--习题分析

1、系统中磁头停留在磁道号为100的磁道上，这时先后有4个进程提出了磁盘访问请求，要访问磁盘的磁道号按申请到达的先后顺序依次为：55、120、39、110。移动臂的运动方向：沿磁道号递减的方向移动。若分别采用FCFS磁盘调度算法、SSTF算法、SCAN算法时，所需寻道长度分别为多少？

FCFS算法：100-55+ 120-55+ 120-39+ 110-39 = 262

SSTF算法：110-100 +120-110 + 120-55 + 55-39 = 101

SCAN算法： 100-55+ 55-39 +110-39 + 120-110 = 142

2、假设磁盘有200个磁道，磁盘请求队列中是一些随机请求，它们照到达的次序分别处于55、58、39、18、90、160、150、38、184号磁道上，当前磁头在100号磁道上，并向磁道号增加的方向上移动。请给出按FCFS、SSTF、SCAN及CSCAN算法进行磁盘调度时满足请求的次序，并计算它们的平均

1、在FAT16文件系统中，且每个盘块的大小是512字节，

1)如果每个簇可以有4个盘块，可以管理的最大分区空间是多少？

2)如果每个簇可以有64个盘块，可以管理的最大分区空间又是多少？

答： 1）216 * 4 * 512 = 128M

2）216 * 64 * 512 = 2G

2、某操作系统的磁盘文件空间共有500块，若用字长为32位的位示图管理盘块空间，试问：

1)位示图需要多少个字？

2)如果b（盘块号）, i， j从1开始计数，第i字第j位对应的块号是多少？

3)如果b（盘块号）, i， j 从0开始计数，第i字第j位对应的块号是多少？

答：

1）[500/32] =16

2) b = 32* (i-1) +j

3）b= 32*i+j

3、有3200个磁盘块可用来存储信息，如果用字长为16位的字来构造位示图，若位示图部分内容如图所示。

1)位示图共需多少个字？

2)若某文件长度为3200B，每个盘块为512个字节，采用链接结构且盘块从1开始计数，系统将

为其分配哪些磁盘块？

3)试具体说明分配过程。

4)若要释放磁盘的第300块，应如何处理？

1）3200/16=200

2）3200/512 =7 ； 20、24、25、26、27、37和38

3）顺序检索位示图，从中找到第一个值为0的二进制位，得到行号i=2，列号j=4 ;计算出找到的第一个盘块是 B1 = （2-1)*16+4=20

第二个值为0的二进制位，得到行号i=2，列号j=8. ;计算出找到的第一个盘块是

B2=(2-1)*16+8=24

………….

修改位示图，令Map[2,4]=Map[2,8] = …..=1,并将对应块20、24……. 分配出去。

4）计算出磁盘第300块所对应的二进制位的行号i和列号j :

i = (300-1)/16 + 1 = 19 j = (300-1)MOD16 + 1= 12 修改位示图，令Map[19，12]=0，表示对应块为空闲块。

4、有一计算机系统利用下图所示的位示图（行号、列号都从0开始编号）来管理空闲盘块。如果盘块从1开始编号，每个盘块的大小为1KB。

（1）现要为文件分配两个盘块，试具体说明分配过程。

（2）若要释放磁盘的第300块，应如何处理？

（编号从0开始）

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

答：（1）为某文件分配两个盘块的过程如下：

①顺序检索位示图，从中找到第一个值为0的二进制位，得到其行号il=2，列号jl=2。第二个

值为0的二进制位，得到其行号i2=3，列号j2=6。

②计算出找到的两个空闲块的盘块号分别为：

b1=i1×16+j1+1=2×16+2+1=35

b2=i2×16+j2+1=3×16+6+1=55

③修改位示图，令map[2,2]=map[3,6]=1，并将对应块35、55分配出去。

（2）释放磁盘的第300块时，应进行如下处理：

①计算出磁盘第300块所对应的二进制位的行号i和列号j：

i=（300-1）／16=18，j =（300-1）%16=11

②修改位示图，令map[18,11]=0，表示对应块为空闲块。

1、存放在某个磁盘上的文件系统，采用混合索引分配方式，其FCB中共有13个地址项，第0~9

个地址项为直接地址，第10个地址项为一次间接地址，第11个地址项为二次间接地址，第12个

地址项为三次间接地址。如果每个盘块的大小为4KB,若盘块号需要用4个字节来描述，请问系统

中允许文件的最大长度是多少？

直接地址： 10 * 4KB +

一次间接地址：（4KB/4B）* 4KB +

二次间接地址：（4KB/4B）* （4KB/4B） * 4KB +

三次间接地址：（4KB/4B）* （4KB/4B） * （4KB/4B） * 4KB

= 40KB+4MB+4GB+4TB

2、设有一分页存储管理系统，向用户提供的逻辑地址空间最大为16页，每页4096字节，

①试问逻辑地址至少应为多少位？

每页4096B，所以页内位移部分地址需要占12个二进制位，

逻辑地址空间最大为16页，所以页号部分地址需要占4个二进制位。故逻辑地址至少应为16位。

3、在两级索引分配方式下，如果每个盘块的大小为4KB，每个盘块号占4个字节，

①所允许的文件最大长度是多少？

(4KB/4B) * (4KB/4B) * 4KB = 4GB

4、请分别解释在连续分配方式、隐式链接分配方式、显式链接分配方式和索引分配方式中如何将文件的字节偏移量3500转换为物理块号和块内位移量（设盘块大小为1KB，盘块号需占4个字节）。解：首先，将字节偏移量3500转换成逻辑块号和块内位移量：3500／1024得到商为3，余数为428，即逻辑块号为3，块内位移量为428。

（1）在连续分配方式中，可从相应文件的FCB中得到分配给该文件的起始物理盘块号，例如a0，故字节偏移量3500相应的物理盘块号为a0+3，块内位移量为428。

（2）在隐式链接方式中，由于每个盘块中需留出4个字节（如最后的4个字节）来存放分配给文件的下一个盘块的块号，因此字节偏移量3500的逻辑块号为3500／1020的商3，而块内位移量为余数440。

从相应文件的FCB中可获得分配给该文件的首个（即第0个）盘块的块号，如b0；然后可通过读第b0块获得分配给文件的第1个盘块的块号，如b1；再从b1块中得到第2块的块号，如b2；从b2块中得到第3块的块号，如b3。如此，便可得到字节偏移量3500对应的物理块号b3，而块内位移量则为440。

（3）在显式链接方式中，可从文件的FCB中得到分配给文件的首个盘块的块号，如c0；然后可在FAT的第c0项中得到分配给文件的第1个盘块的块号，如c1；再在FAT的第c1项中得到文件的第2个盘块的块号，如c2；在FAT的第c2项中得到文件的第3个盘块的块号，如c3。如此，便可获得字节偏移量3500对应的物理块号c3，而块内位移量则为428。

（4）在索引分配方式中，可从文件的FCB中得到索引表的地址。从索引表的第3项（距离索引表首字节12字节的位置）可获得字节偏移量3500对应的物理块号d，而块内位移量为428。

5、存放在某个磁盘上的文件系统，采用混合索引分配方式，其FCB中共有13个地址项，第0-9个地址项为直接地址，第10个地址项为一次间接地址，第11个地址项为二次间接地址，第12个地址项为三次间接地址。如果每个盘块的大小为512字节，若盘块号需要用3个字节来描述，而每个盘