习题解答——第8章文件管理

第5章文件管理思考与练习题
8．磁盘空闲空间的管理可以采用空闲表和位示图。

假设盘块号需要用D位来表示，磁盘有B个块，其中有F个空闲块。

在什么条件下，空闲表所占用的磁盘空间少于位示图？
解答：
根据题意：
空闲块占用空间=F*D
位示图占用空间=B
要使空闲块占用空间<位示图占用空间
即：F*D<B
B/F>D
当磁盘总块数与空闲块数的比值大于盘块号需要的位数D时空闲表所占用的磁盘空间少于位示图。

9．在删除文件时，文件占用的磁盘块被系统放入空闲链中，但块中的数据不被清除。

你认为操作系统是否应该在释放文件空间前将其中的数据清除？请从安全和性能两方面考虑，并解释各自的影响。

解答：从性能看，数据不被清除好，因为这样删除文件的速度快。

从安全角度看，数据不被清除不好，因为这样可能给某些蓄意用户窃取别人
文件中的数据的机会。

10．一种避免磁盘空间浪费的分配方案是，为文件分配的簇的大小随文件的增长而增加。

例如，开始时，簇的大小是一块，在以后每次分配时簇的大小翻倍。

考虑有n 个记录的文件，一个块中期望的记录数为F，文件的物理结构采用索引分配方式。

（1）给出索引块中入口数的上限（用关于F与n的函数表示）。

（2）任何时候，已分配磁盘空间中未被使用空间的最大量是多少？
（红色文字是书中题目有错）
解答：
（1）设索引块中入口数为X
根据题意，开始时，簇的大小是一块，在以后每次分配时簇的大小翻倍，则文件占有空间块数为20+21+22+23+24+……+2X-1=2X-1-1+2X-1=2*2X-1-1=2X-1
又根据题意有n个记录的文件，一个块中期望的记录数为F，则该文件需要的空间块数为n/F
2X-1=n/F
X=log(n/F+1)
索引块中入口数的上限为int(log(n/F+1))+1
(注：int()为取整)
（2）若文件已分配空间为2i-1（i=1,2,3,4,……）
则该文件未被使用空间最大为2i-1-1
11．设有一个包含2000的记录的索引文件，每个记录正好占用一个物理块，一个物理块可以存放10个索引表目，试问：该文件至少应建立几级索引？
解答：
一级索引可存放10个记录，
二级索引可存放10*10=100个记录，
三级索引可存放10*100=1000记录，
四级索引可存放10*1000=1000个记录，
2000的记录需要四级索引。

12．磁盘文件的物理结构采用链接分配方式，文件A有5个记录，每个记录的大小与磁盘块的大小相等，均为512，并依此存放在50、12、75、80、63号磁盘块上。

若要访问该文件的第1569字节，问：
（1）应访问哪个盘块的哪个字节？
（2）要访问几次磁盘才能将该字节的内容读出。

解答：
1569/512=3。

33
（1）应访问盘块80的第33字节。

（2）要访问4次磁盘才能将该字节的内容读出。

13．假定磁盘块的大小是1KB，对于540MB的磁盘，其文件分配表FAT需要占用多少存储空间？当磁盘的容量为1.2GB时，FAT需要占用多少空间？
解答：
540MB/1KB=540K，即文件分配表FAT有540K项，
而540K个盘块号需要用20位表示，即文件分配表的每个表目大小为2.5字节。

FAT 要占用的存储空间总数为：
2.5B*540K =（约）1.3MB
当磁盘的容量为1.2GB时，FAT需要
1.2M*3B=3.6MB
14．有一磁盘共有10个盘面，每个盘面上有200个磁道，每个磁道有32个扇区，每个扇区512字节。

假定文件分配以扇区为单位，若使用位示图来管理磁盘空间，问：
（1）磁盘的容量有多大？
（2）位示图需要占用多少空间？
解答：
（1）磁盘的容量为：10*200*32*512B=32000KB
（2）位示图需要占用：10*200*32/8B=8000B。