计算机操作系统(第三版)汤小丹第6章

注意：

1)“本章要点”部分，用红字标注的不是期末考试出题范围。

2)“习题部分”用蓝字标注的是重点习题，期末考试50%的题目是这些习题的原

题。红字标注的习题期末考试不考，仅供考研的同学参考。

3）大部分习题答案只给出要点，同学们可以自行适当补充，但一定要简明扼要。4）如“本章要点”部分用红字标注的非考试内容，在“习题”部分有相关的重点习题，则对该部分内容只需做该习题即可。

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第六章文件管理要点

6.1 文件和文件系统

根据P206 图6-2概略叙述文件系统模型。结合Windows 举例说明文件的命令接口和程序接口。

P207文件“打开”和“关闭”的原因。

6.2 文件的逻辑结构

了解有结构文件（记录式文件）的特点：顺序文件、索引文件、索引顺序文件。

需要说明的是，这一小节主要讲的是记录式文件，但OS 更常使用的是无结构的流式文件，记录式文件反而少用。

结合实际说明你常用到的记录式文件有那些，流式文件有那些。

6.3 文件的物理结构

这是本章最重要的一小节，考研有可能出大题的地方。

要熟悉掌握连续、链节、索引分配的优缺点，了解Windows 的FAT和NTFS。

6.4 目录管理

知道什么是FCB，FCB主要数据项有那些。

知道单级目录、两级目录、多级目录（教材讲的目录结构主要针对多用户OS）

6.5 文件存储空间管理

考研的同学要全读。

6.6 文件的共享与保护

阅读教材并上网查询“SFT 容错”和“服务器集群”的概念和应用。

其他内容考研的同学也没必要看。

6.7 数据一致性控制

考研的同学也没必要看。

本章习题

1．何谓数据项、记录和文件？

答：【P203-204 6.1.1】

1)数据项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，又称为原子数据、数据元素或字段，其具有数据名、数据类型及数据值三个特性。组合数据项则由若干数据项构成。

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)文件是具有文件名的一组相关信息的集合。有一种文件叫记录式文件，是一组记录的集合。

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：【P206 图6-2】

（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 试说明用户可以对文件施加的主要操作有哪些？

答：【P206 6.1.3】要特别注意文件的打开和关闭操作，知道为什么要这样做？

4何谓逻辑文件？何谓物理文件？

答：P208。逻辑文件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；而物理文件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。

在“设备管理”学过设备独立性，即逻辑设备独立于物理设备，或者说逻辑设备是物理设备的抽象。逻辑文件也是独立于设备（磁盘、光盘、U盘等各种文件存储设备）的，这样的好处是，无论设备如何变化，用户看到的逻辑文件都是一样的。这种“抽象、独立”的思想是很重要的。抽象可以认为是简单明了的通用性。

5 如何提高对变长记录顺序文件的检索速度？

答：P211。建索引。对于要求检索效率高、或不易检索的数据，检索引是最常规和有效的办法，但创建索引本身的开销比较大。学过数据结构和数据库后，我们都应该知道这些。

6 试说明关于索引文件和索引顺序文件的检索方法。

答：P211。

①对索引文件进行检索时，首先根据用户（程序）提供的关键字，并利用某种（折半查找）算法检索索引表，从中找到相应的表项；再利用该表项中给出的指向记录的指针值，去访问对应的记录。

②对索引顺序文件结合了索引和顺序查找，适合于巨量数据的查找，它将数据分组建索引（以减少索引表的长度），首先利用用户（程序）提供的关键字以及某种查找方法，去检

索索引表，找到该记录所在记录组中的第一条记录的表项，然后在组内进行顺序查找，由于组内的数据量不多，所以组内顺序查找开销很小。有关效率的分析见P212，这种分组索引的方式，对检索巨量数据是很有效的。

7 试从检索速度和存储费用两方面对索引文件和索引顺序文件进行比较。

答：P212，但教材讲的似乎不对。

假设主文件拥有N条记录。

对于索引文件，主文件的每条记录均需配置一个索引项，故索引存储开销为N；而为检索到具有指定关键字的记录，对分查找平均需要查找约log2(n)条记录。

对于索引顺序文件，假如为每100个记录分组配置一个索引项，故索引存储开销为log2(n/100)+100/2条记录；而为检索到具有指定关键字的记录，平均需要查找N/200+50条记录。对于更大的数据量，还可以两级索引顺序文件。。。。。。

8 试说明顺序文件的结构及优点

答：P200-201。

顺序文件是记录型的，有串结构（不利于按关键字查找，但插入记录方便）和顺序结构（有利于按关键字查找，但插入记录不方便）两种。其共同优点是可以按记录成组的读写数据。教材有关讨论有错，比如“也只有顺序文件才能存储在磁带上”纯属胡说，其实流式文件更合适存在磁带上。

补充习题：按文件的物理结构，可将文件分为哪几类？

答：【参见6.3小节】

（1）顺序文件，指把逻辑文件中的数据顺序地存储到连续的物理盘块中。从外存分配方式来说，是连续分配，【参见P123 6.3.1连续分配】。连续分配有利于文件的读写，主要缺点与内存的连续分配一样：浪费空间。

（2）链接文件，指文件中的数据可以存放在不相邻的各个物理块中，但通过物理块中的链接指针，将它们链接成一个链表。从外存分配方式来说，是离散分配，【参见P215 6.3.2，