操作系统第6章习题带答案

第六章

一、问答题

1、什么是文件的逻辑结构？什么是文件的物理结构？

2、为了能够查找到文件的位置，在采用连续文件、链接文件和索引文件时，在目录中需要登记哪些内容？

3、磁盘容错技术可以分为哪三级？

4、目前最广泛采用的目录结构是哪种？它有什么优点？

5、文件在磁盘上存放的形式有几种？它们与存取方法有何关系？

6、简述以下移臂调度算法的思想：先来先服务调度算法、最短查找时间优先算法、电梯调度算法。

7、简述文件控制块中包含的内容。

8、假设多个用户共享一个文件目录系统，用户甲要用文件A、B、C、E，用户乙要用文件A、D、E、F。已知用户甲的文件A与用户乙的文件A实际上不是同一个文件；用户甲的文件C与用户乙的文件F实际上是同一个文件；甲、乙两用户的文件E是同一个文件。试问你是否可以拟定一种文件目录组织方案，使得甲、乙两用户既能共享文件而又不造成混乱？

答：采用多级目录结构，文件目录分解为基本目录和符号目录，只要在不同文件符号目录中使用相同文件内部标识符，甲、乙两用户既能共享文件而又不造成混乱。

画图并简要说明

二、计算题

1、假定盘块的大小为1KB，硬盘的大小为10GB，采用显示链接分配方式时，请问文件分配表只是占用多大空间?

磁盘块数：10GB/1KB=10M

表达10M盘块，FAT每项至少需要24位，即3个字节

所以文件分配表至少占用3B*10M=30M

2、系统中磁头停留在磁道号为70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：45，68，28，90。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（走过多少柱面）？0号磁道是最里面还是最外面的一个磁道？

提示：FCFS磁盘调度算法：70->45->68->28->90

SSTF算法：70->68->90->45->28

SCAN算法：70->68->->45->28->90

3、某系统采用UNIX操作系统的专用块内容为：空闲块数3，然后依次登记的空闲块号为77,89,60，问此时若一个文件A需要5个盘块，系统进行分配后有个文件B被删除，它占用的盘块块号为100,101,109,500，则回收这些盘块后专用块的内容是什么？写出整个分析过程。

空闲块数2，然后依次登记的空闲块数为109、500

4、在实现文件系统时，为了加快文件目录的检索速度，可利用“FCB分解法”。假设目录文件存放在磁盘上，每个盘块512B。FCB占64B，其中文件名占8B，通常将FCB分解为符号目录项和基本目录项两部分，其中符号目录项大小为10B：

⑴基本目录项大小为多少字节？

⑵假设某一目录文件共有254个FCB，试分别给出采用分解法之前和之后，对该目录文件分别的平均访问磁盘次数：

⑶一般地，若目录文件分解前占用N个盘块，分解后符号目录文件占用M个盘块，请给出访问磁盘次数减少的条件：

⑴基本目录项大小为多少字节？

64-8=56B

⑵假设某一目录文件共有254个FCB，试分别给出采用分解法之前和之后，对该目录文件分别的平均访问磁盘次数：

答：

分解前：FCB占用块数：254*64/512=32块，平均访问磁盘次数：（1+32）/2=16.5 分解后：FCB占用块数：254*10/512=5块，平均访问磁盘次数：（1+5）/2=3

⑶一般地，若目录文件分解前占用N个盘块，分解后符号目录文件占用M个盘块，请给出访问磁盘次数减少的条件：

(1+N)/2<(1+M)/2+1 =>N

5、某系统中磁盘的每个盘块大小为1KB，外存分配方法采用中的混合索引结构，其中索引节点中直接地址6项，一级索引地址2项，二级索引地址1项，每个盘块号占用4个字节，请问该系统中允许的文件最大长度是多少？

一个盘块可记录的盘块号的数量为：1KB/4=256

直接地址：记录6个文件所占物理块的块号

一级索引：记录256*2=512个文件所占物理块的块号

二级索引：记录256*256个文件所占物理块的块号

该系统中允许的文件最大长度（256*256+256*2+6）*1KB=

6、有一个大小为500M的硬盘，盘块的大小为1KB,试计算其FAT的大小。

由题意可知，该硬盘共有500K个盘块，故FAT中共有500K个表项；如果盘块从1开始编号，为了能保存最大的盘块号500K，该FAT表项最少需要19位，将它扩展为半个字节的整数倍后，可知每个FAT表项需20位，即2.5个字节。因此，FAT需占用的存储空间的大小为：

2.5×500K=1250KB

7、一个可移动磁头的磁盘具有200个磁道，其编号为0～199，当它刚刚结束了125道的存取后，现正在处理143道的请求，假设系统当前I/0请求序列以FIFO 顺序排列如下：86，147，91，177，94，150，102，175，130。试问对以下几种

磁盘调度算法而言，满足以上请求序列，磁头将如何移动？

⑴扫描法SCAN

⑵最短查找时间优先算法SSTF

SSTF：143 147 150 130 102 94 91 86 175 177 总移动距离162

SCAN：143 147 150 175 177 199 130 102 94 91 86 总移动距离169

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

⑴现要为文件分配两个盘块，试具体说明分配过程。

查位示图，找到两个为0的位，第3字第11位和第4字第2位；计算出块号，3*16+11+1=60，4*16+2+1=67，然后将60，67分配给文件

⑵若要释放磁盘的第300块，应如何处理？

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

1

2

3

4

5

6

首先计算100块位示图对应位置

字号：[（100-1）/16]=6，位：[（100-1）%16]=3

然后将第6字第3位置0

9、假定磁盘转速为6000r/min，磁盘格式化时每个盘面被分为8个扇区，现有一个文件共有A ——H八个逻辑记录要存放在同一磁道上供处理程序使用，假设每个记录的大小与扇区的大小相同，处理程序每次从磁盘读出一个记录后要花2.5ms的时间。若忽略其他辅助时间，请回答下列问题：

1.在假设已经顺序存放好这8个记录，那么读出该文件需要多少时间？

2.采用一个优化的数据存放方法，画出各个记录的存放位置，计算该文件的读出时间，并与1进行比较说明。

见课本233