計算機操作系統第六章文件管理4/27/20251本章目錄6.1文件和文件系統6.2文件的邏輯結構6.3外存分配方式6.4目錄管理6.5文件系統的實現6.6文件存儲空間的管理6.7文件共享與文件保護6.8數據一致性控制重點難點學習基本知識總結常見考試知識點分析實戰練習重要問題綜合應用題課后練習及答案4/27/202522009年3個選擇題

2010年2個選擇題

2011年1個綜合應用題

2012年1個綜合應用題

2013年3個選擇題

2014年2年選擇，1個綜合應用題文件管理的重點是文件的幾種邏輯結構、物理結構，目錄的管理和文件存儲空間的管理，比較重要的是要掌握成組鏈接法的原理文件系統是指操作系統中與文件管理有關的那部分軟件以及被它們管理的文件和文件屬性的集合。4/27/20253文件的概念，文件系統特點與文件組織

順序文件、索引文件和索引順序文件，各自有何優缺點，分別用于什么場合

目錄結構和目錄管理

連續分配，了解如何對連續分配的文件進行順序訪問或隨機訪問，這種分配方式有何優缺點

文件共享（共享動機；共享方式；共享語義）

文件保護（訪問類型；訪問控制）略隱式鏈接分配方式是為了解決什么問題而引入的，它有何不足之處，而顯式鏈接結構是如何解決上述不足的，它較適合用于哪種場合，并能用圖來說明這兩種分配方式是如何將多個離散的盤塊鏈成一個鏈表的

為什么要引入索引分配方式，采用索引分配方式時應如何對文件進行訪問，當文件很大時又應如何處理。另外，還必須很好地了解和掌握混合索引分配方式是為了解決什么問題而引入的，此時，應如何將文件的邏輯地址轉換成物理地址

UNIX系統中的成組鏈接如何將盤塊進行分組并將各個盤塊組鏈成一個成組鏈的，它應如何進行盤塊的分配和回收，這種管理方式有什么優點

4/27/202546.1文件和文件系統1、文件、記錄和數據項文件定義的兩種說法：（1）文件是由相關信息構成的集合。流式文件（2）文件是由相關記錄構成的集合。記錄式文件文件屬性：FCB,主部和次部（文件名和文件號）（1）文件名：不同類型的文件系統的命名規則不一樣（2）文件類型：重點，在后面（3）文件長度：文件當前長度或文件允許的最大長度（4）文件的物理位置（5）文件的存取控制屬性（6）文件的訪問信息4/27/202552、文件類型和文件系統模型1）文件類型（1）按用途分類：系統文件、用戶文件、庫文件（2）按文件中數據的形式分類：源文件、目標文件、可執行文件（.exe）（3）按存取控制屬性分類：只執行文件、只讀文件、讀寫文件（4）按組織形式和處理方式分類：普通文件(ASCII文件和二進制文件)、目錄文件、特殊文件（設備文件）（5）按文件的邏輯結構劃分：無結構文件和有結構文件（6）按文件的物理結構劃分：連續文件、鏈接文件和索引文件4/27/202562）文件系統模型：對象及其屬性（文件、目錄、磁盤存儲空間）、對對象操縱和管理的軟件集合(實現文件存儲空間的管理、文件目錄管理、文件邏輯地址向物理地址的轉換、文件的讀和寫管理以及文件的共享和保護等功能)、文件系統的接口（命令接口、程序接口、圖形用戶接口）4/27/202573)文件系統結構I/O控制層為最底層，由設備驅動程序和中斷處理程序組成，實現內存與磁盤之間的信息傳輸。設備驅動程序將高層命令轉換成底層的、硬件特定的命令。基本文件系統：向驅動程序發送一般命令即可對磁盤上的物理塊進行讀寫。文件組織模塊：知道文件所在設備及其邏輯塊向物理塊的轉換，將邏輯地址轉換成物理塊地址，I/O緩沖的指定，還包括空閑空間管理器。邏輯文件系統：管理元數據，包括文件系統的所有結構數據，不包括實際數據。4/27/20258例：什么是文件、文件系統？解：文件是具有名字的存儲在某種物理介質的一組相關信息的集合。文件系統是指操作系統中與文件管理有關的那部分軟件以及被它們管理的文件和文件控制信息的集合。4/27/20259主引導記錄（MasterBootRecord，縮寫：MBR），又叫做主引導扇區，是計算機開機后訪問硬盤時所必須要讀取的首個扇區，它在硬盤上的三維地址為（柱面，磁頭，扇區）＝（0，0，1）。在深入討論主引導扇區內部結構的時候，有時也將其開頭的446字節內容特指為“主引導記錄”（MBR），其后是4個16字節的“磁盤分區表”（DPT），以及2字節的結束標志（55AA）。因此，在使用“主引導記錄”（MBR）這個術語的時候，需要根據具體情況判斷其到底是指整個主引導扇區，還是主引導扇區的前446字節。硬盤引導程序的主要作用是檢查分區表是否正確并且在系統硬件完成自檢以后將控制權交給硬盤上的引導程序（如GNUGRUB）。它不依賴任何操作系統，而且啟動代碼也是可以改變的，從而能夠實現多系統引導。4/27/202510主引導扇區記錄著硬盤本身的相關信息以及硬盤各個分區的大小及位置信息，是數據信息的重要入口。如果它受到破壞，硬盤上的基本數據結構信息將會丟失，需要用繁瑣的方式試探性的重建數據結構信息后才可能重新訪問原先的數據。主引導扇區內的信息可以通過任何一種基于某種操作系統的分區工具軟件寫入，但和某種操作系統沒有特定的關系，即只要創建了有效的主引導記錄就可以引導任意一種操作系統（操作系統是創建在高級格式化的硬盤分區之上，是和一定的文件系統相聯系的）4/27/202511硬盤分區表占據主引導扇區的64個字節(偏移01BEH--偏移01FDH)，可以對四個分區的信息進行描述，其中每個分區的信息占據16個字節。具體每個字節的定義可以參見硬盤分區結構信息。4/27/202512系統開機或者重啟。BIOS加電自檢(PowerOnSelfTest--POST)。BIOS執行內存地址為FFFF:0000H處的跳轉指令，跳轉到固化在ROM中的自檢程序處，對系統硬件(包括內存)進行檢查。讀取主引導記錄(MBR)。當BIOS檢查到硬件正常并與CMOS中的設置相符后，按照CMOS中對啟動設備的設置順序檢測可用的啟動設備。BIOS將相應啟動設備的第一個扇區(也就是MBR扇區)讀入內存地址為0000:7C00H處。檢查0000:7CFEH-0000:7CFFH(MBR的結束標志位)是否等于55AAH，若不等于則轉去嘗試其他啟動設備，如果沒有啟動設備滿足要求則顯示"NOROMBASIC"然后死機。4/27/202513當檢測到有啟動設備滿足要求后，BIOS將控制權交給相應啟動設備。啟動設備的MBR將自己復制到0000:0600H處,然后繼續執行。根據MBR中的引導代碼啟動引導程序。事實上，BIOS不僅檢查0000:7CFEH-0000:7CFFH(MBR的結束標志位)是否等于55AAH，往往還對磁盤是否有寫保護、主引導扇區中是否存在活動分區等進行檢查。如果發現磁盤有寫保護，則顯示磁盤寫保護出錯信息；如果發現磁盤中不存在活動分區，則顯示類似如下的信息“RemovediskorothermediaPressanykeytorestart”。4/27/2025143、文件操作1）對文件記錄的操作：查詢和更新２）最基本的文件操作：創建文件（命名、申請外存空間、建立目錄項）、刪除文件（清空目錄項、回收磁盤空間）、讀文件（給出文件名和內存地址作為參數，系統查找目錄項，讀到文件在外存的位置和讀寫指針）、寫文件（給出文件名和在內存中的地址作為參數，找到目錄項，根據讀寫指針進行寫）、截斷文件、設置文件的讀/寫位置。３）文件的“打開”和“關閉”操作：對文件進行多次訪問，打開文件表或活動文件表４）其它文件操作：文件屬性的設置、目錄的操作等4、目錄操作5、磁盤操作4/27/202515作業1：文件系統必須完成哪些工作？重點解：（1）文件的存取：有文件的順序存取和隨機存取兩種方式。（2）目錄管理。建立新文件時，應將與該文件的一些屬性登記在文件目錄中；讀文件時，從文件目錄中查找指定文件是否存在并核對是否有權使用。（3）文件的組織。當用戶要求保存文件時，必須把邏輯文件轉換成物理文件，當用戶要求讀文件時，又把物理文件轉換成邏輯文件。（4）文件存儲空間的管理。必須記住哪些存儲空間已被占用，那些存儲空間時空閑的。（5）文件操作。提供基本文件操作，如建立、打開、讀、寫、關閉和刪除等操作。（6）文件共享、保護、保密。實現文件的共享，對文件提供安全保護措施。4/27/2025166.2文件的邏輯結構（1）文件的邏輯結構，稱為文件組織：用戶所能觀察到的數據組織形式（2）文件的物理結構，稱文件的存儲結構文件邏輯結構的基本要求，首先是提高檢索速度，其次便于修改，第三降低存儲費用。適合于怎么的存取方法。1、文件邏輯結構的類型1）有結構文件（記錄式文件）：定長記錄和變長記錄。（1）順序文件（2）索引文件（3）索引順序文件2）無結構文件2、順序文件1）邏輯記錄的排序：串結構(按錄入的先后次序)、順序結構2）對順序文件的讀/寫操作：實現順序存取3）順序文件的優缺點：最佳應用場合是對記錄進行批量存取時，存取效率是所有邏輯文件中最高的。交互應用場合效率差，增加或刪除記錄困難。4/27/2025173、索引文件：實現直接存取4、索引順序文件：5、直接文件和哈希文件1）直接文件2）哈希文件4/27/202518文件的存儲介質：存儲介質的物理單位定義為卷；存儲介質上連續信息所組成的一個區域稱為塊，也稱為物理記錄。塊是主存與存儲設備進行信息交換的物理單位。文件的存取方法：順序存取和隨機存取。采用哪種方式與用戶的使用要求和存儲介質的特性有關。源程序文件總是按順序存取，數據庫文件常用隨機存取；磁帶上的文件適合于順序存取，磁盤上的文件既可順序存取，也可隨機存取。數據庫管理系統中支持按鍵存取。4/27/2025196.3外存分配文件1、連續分配1）連續分配方式：為每個文件分配一組相鄰接的盤塊。在目錄中記錄第一個記錄所在的盤塊號和文件長度（盤塊數）。2）連續分配的主要優缺點：優點：（1）順序訪問容易：（2）順序訪問速度快：尋道時間短缺點：（1）要求有連續的存儲空間（2）必須事先知道文件的長度。特點：適合于順序存取和隨機存取方法，不利于文件動態增長，不利于記錄的增加和刪除。4/27/202520順序結構：所占盤塊是連續的，邏輯記錄順序與磁盤塊的順序一致。順序結構存在一些問題：磁盤存儲空間的利用率不高，對輸出文件很難估計需要多少盤塊，影響文件的擴展。順序結構最大的優點是存取速度快。4/27/202521記錄的成組與分解把若干個邏輯記錄合并成一組存放一塊的記錄稱為記錄的成組。成組時必須使用主存緩沖區。緩沖區長度等于最大邏輯記錄長度乘以成組的邏輯記錄個數（塊因子）。從一組中把一個邏輯記錄分離出來的工作稱為記錄的分解。信息交換以塊為單位，用戶處理信息要以邏輯記錄為單位，所以當邏輯記錄成組后，要處理記錄時必須要執行分解操作，記錄的分解也要使用主存儲器的緩沖區。成組與分解操作提高空間的利用率，減少存儲設備的啟動次數。缺點是成組與分解操作要設立主緩沖區，增加了系統的開銷。可能的出題點？？？4/27/2025222、鏈接分配1）隱式鏈接：只適合于順序，結構可靠性差。解決的方法：增大物理塊，但增大了碎片。文件的目錄項中，填寫第一個盤塊號和最后一個盤塊號。2）顯式鏈接：FAT不能支持高效的直接存取，FAT需占用較大的內存空間。文件的目錄項中填寫第一個盤塊號即每一條鏈的鏈首指針。特點：僅適合于順序存取，但利于實現文件的動態增長，利于記錄的增加和刪除3、索引分配1）單級索引分配：一個索引塊，目錄項中填寫索引塊的塊號，支持直接存取。問題：每個文件都要單獨分配一個索引塊，小文件不適合。特點：僅適合于隨機存取，有利于文件的動態增長。4/27/202523鏈接結構：用指針把磁盤塊按邏輯記錄的順序鏈接起來；所占盤塊可以不連接，前后鏈接；每個磁盤塊中都含有指向鏈接文件的下一個磁盤塊的指針。優點：磁盤上的所有空閑塊都可以被利用可在任何位置插入或刪除一個記錄。缺點：排在后面的各條記錄只能在把前面各條記錄讀出之后才能得到，即只能按順序讀取記錄。4/27/202524索引結構：為每個文件建立一張“索引表”，把指示每個邏輯記錄存放位置的指針集中在索引表中。優點：方便地實現文件的擴展、記錄的插入和刪除缺點：必須增加索引表占用的空間和讀寫索引表的時間。隨機訪問且易于文件擴展是索引結構的特性。4/27/2025252)多級索引分配：3)混合索引分配方式：UNIX(1)直接地址

(2)一次間接地址

(3)多次間接地址問題：每種索引分配方式經常考察的問題是計算其所能管理的最大文件是多少4/27/202526201030、設文件索引節點中有7個地址項，其中4個地址項是直接地址索引，2個地址項是一級間接地址索引，1個地址項是二級間接地址索引，每個地址項大小為4字節。若磁盤索引塊和磁盤數據塊大小為256字節，則可表示的單個文件最大長度是（）A33KBB519KBC1057KBD16513KB4/27/2025272009年6、下列文件物理結構中，適合隨機訪問且易于文件擴展的是(Ｂ)A連續結構B索引結構C鏈式結構且磁盤塊定長D鏈式結構且磁盤塊變長4/27/202528連續結構的優點是結構簡單、存取速度快，缺點是建立文件時，要求給出文件的最大長度，不易于文件擴展。鏈式結構的優點是文件可動態增加和刪除，易于擴展，缺點是只適合順序存取，必須從頭開始查找，查找速度低，而且每塊都要設置鏈接字，破壞了物理信息的完整性。索引結構的優點是具有鏈式結構的所有優點并克服了它的缺點，可隨機存取、缺點是增加了索引表的空間開銷，增加了一次訪問磁盤的操作而降低了文件訪問速度。4/27/2025292010年30、設文件索引節點中有7個地址項，其中4個地址項為直接地址索引，2個地址是一級間接地址索引，1個地址項是二級間接地址索引，每個地址項大小為4字節，若磁盤索引塊和磁盤數據塊大小均為256字節，則可表示的單個文件最大長度是（C）A

33KB

B

519KB

C

1057KB

D

16513KB4/27/2025306.4目錄管理目錄管理的要求：(1)實現”按名存取“(2)提高對目錄的檢索速度(3)文件共享(4)允許文件重名1、文件控制塊和索引結點1)文件控制塊

(1)基本信息類：文件名、文件物理位置、文件邏輯結構、文件物理結構

(2)存取控制信息類：文件主的存取權限、核準用戶的存取權限以及一般用戶的存取權限4/27/202531

(3)使用信息類：文件的訪問時間及修改的時間等。2)索引結點

(1)索引結點的引入：計算讀寫磁盤的次數

(2)磁盤索引結點：

(3)內存索引結點：3、目錄結構：1)單級目錄結構：問題：查找速度慢、不允許重名、不便于實現文件共享。2)兩級目錄：優點：提高了檢索目錄的速度、允許文件重名、使用不同的文件名共享文件。3)多級目錄結構：目錄結構、路徑名、當前目錄。4/27/2025322014年29.在一個文件被用戶進程首次打開的過程中，操作系統需做的是A.將文件內容讀到內存中B.將文件控制塊讀到內存中C.修改文件控制塊中的讀寫權限D.將文件的數據緩沖區首指針返回給用戶進程 4/27/202533例：什么是文件目錄？什么是目錄文件？試說明文件目錄的作用，它一般應包括哪些信息？解：在文件系統中，文件目錄記錄文件的管理信息，又稱為文件控制塊。文件系統又把同一卷上的若干文件的文件目錄組成一個獨立的文件，這個文件全部由文件目錄組成，稱為目錄文件。文件目錄和目錄文件是兩個不同的概念。文件目錄記錄文件的管理信息，用于對單個文件的控制。目錄文件是部分文件目錄組成的文件，用于文件系統的管理。文件目錄用于對單個文件的控制，一般它包含文件的名字、文件長度、文件存放在外存的物理地址，以及文件屬性和文件建立修改的日期、時間等信息。4/27/2025344)增加和刪除目錄3、文件共享方法1）基于文件目錄的共享方式2）基于索引結點的共享方式：硬鏈接3）基于符號鏈的共享方式：軟鏈接3、目錄查詢技術1)線性檢索法：順序檢索法2)Hash方法：4/27/202535200931、設文件F1的當前引用計數值為1，先建立F1的符號鏈接（軟鏈接）文件F2,再建立F1的硬鏈接文件F3,然后刪除F1.此時，F2和F3的引用計數值分別是（B）A0、1B1、1C1、2D2、14/27/202536建立符號鏈接（軟鏈接）時，引用計數值直接復制；建立硬鏈接時，引用計數值為1.刪除文件時，刪除操作對于符號鏈接是不可見的，這并不影響文件系統，當以后再通過符號鏈接訪問時，發現文件不存在，直接刪除符號鏈接；但是對于硬鏈接則不可以直接刪除，引用計數值減1,若值不為0,則不能刪除此文件，因為還有其他硬鏈接指向些文件4/27/2025372010年31、設置當前工作目錄的主要目的是（C）A節省外存空間B節省內存空間C加快文件的檢索速度D加快文件的讀/寫速度4/27/2025382011年46、(7分)某文件系統為一級目錄結構，文件的數據一次性寫入磁盤，已寫入的文件不可修改，但可多次創建新文件。請回答如下問題：(1)在連續、鏈式、索引三種文件的數據塊組織方式中，哪種更合適？要求說明理由。為定位文件數據塊，需要FCB中設計哪些相關描述字段？(2)為快速找到文件，對于FCB，是集中存儲好，還是與對應的文件數據塊連續存儲好？要求說明理由。4/27/202539解：(1)連續更合適，因為一次寫入不存在插入問題，連續的數據塊組織方式完全可滿足一次性寫入磁盤。同時連續文件組織方式減少了其他不必要的空間開銷，而連續的組織方式順序查找讀取速度是最快的。4/27/202540(2)FCB集中存儲好。目錄是存在磁盤上的，所以檢索目錄的時候需要訪問磁盤，速度很慢，集中存儲是將文件控制塊的一部分數據分解出去，存在另一個數據結構中，而在目錄中僅留下文件的基本信息和指向該數據結構的指針，這樣一來就有效地縮短減少了目錄的體積，減少了目錄在磁盤塊中的塊數，于是檢索目錄時讀取磁盤的次數也減少，于是就加快了目錄的次數。4/27/202541例、一個文件有100個磁盤塊(塊號為0~99)，假設文件控制塊在內存，在下列情況下，請分別計算并說明在連續分配和鏈接分配方式下，分別需要執行多少次磁盤I/O操作？(假設每讀或寫一塊磁盤塊就是一次磁盤操作；假設在連續分配方式下，文件頭部無空間的磁盤塊，但文件尾部有空閑的磁盤塊)。(1)在文件開始添加一個磁盤塊(需要往添加的磁盤塊中寫數據)(2)在文件第50塊前添加一個磁盤塊(不需要往添加的磁盤塊中寫數據)(3)刪除文件第50塊磁盤塊(4)在文件結尾處刪除一個磁盤塊。4/27/2025422014年46（7分）文件F由200條記錄組成，記錄從1開始編號，用戶打開文件后，欲將內存中的一條記錄插入到文件F中，作為其第30條記錄，請回答下列問題，并說明理由。（1）若文件系統采用連續分配方式，每個磁盤塊存放一條記錄，文件F存儲區域前后均有足夠的空閑磁盤空間，則完成上述插入操作最少需要訪問多少次磁盤塊？F的文件控制塊內容會發生哪些改變？4/27/202543（2）若文件系統采用鏈接分配方式，每個磁盤塊存放一條記錄和一個鏈接指針，則完成上述插入操作需要訪問多少次磁盤塊？若每個磁盤塊大小為1KB，其中4個字節存放鏈接指針，則該文件系統支持的文件最大長度是多少？4/27/202544答案要點（1）向前移動文件的前29條記錄，每條記錄讀寫各1次，騰出一個磁盤塊空間，以將該記錄插入到此磁盤塊作為文件的第30條記錄。故需要磁盤訪問的次數為：29×2=59次（2）采用鏈接分配方式存儲文件F，需要讀文件的前29塊的鏈接指針（共讀29次），在第29塊內找到指向原第30塊的鏈接指針。再為該記錄分配一個空閑磁盤塊，將該記錄及第29塊內保存的鏈接指針寫入其中，將該塊寫到磁盤（寫1次）。最后修改第29塊的鏈接指針，指向新的插入塊，并將第29塊寫回磁盤（寫1次）。故需要磁盤訪問的次數：29+2＝31次該文件系統支持的文件最大長度是：（1024-4）×232B＝4080GB4/27/2025456.5文件系統的實現1、內存所需的表目（1）系統打開文件表：系統中只有一張FCB文件號：FCB在外存中的位置共享計數，為0時，表明一個空表目修改標志（2）用戶打開文件表:一個進程，一張表文件描述符：fd(filedescriptor)打開方式讀寫指針系統打開文件表入口4/27/2025466.6外存空間的管理1、空閑表法和空閑鏈表法1)空閑表法：適于連續分配

(1)空閑表：

(2)存儲空間的分配與回收：首次適應算法、循環首次適應算法等。回收也要按四種不同的情況進行合并。2)空閑鏈表法

(1)空閑盤塊鏈：適于離散分配。特點：分配和回收簡單，但分配時要重復操作

(2)空閑盤區鏈：適于連續分配。采用首次適應算法進行分配，回收分情況合并。4/27/2025472、位示圖法1)位示圖：2)盤塊的分配：根據i,j計算盤塊號

b=n(i-1)+j3)盤塊的回收：根據盤塊號計算下標

i=(b-1)DIVn+1j=(b-1)MODn+13、成組鏈接法：UNIX1)空閑盤塊的組織：2)空閑盤塊的分配與回收練習4/27/2025482014年27.現有容量為10GB的磁盤分區，磁盤空間以簇（cluster）為單位進行分配，簇的大小為4KB，若采用位圖法管理該分區的空閑空間，即用一位（bit）標識一個簇是否被分配，則存放該位圖所需簇的個數為A.80B.320C.80KD.320K4/27/202549作業：文件系統外存管理和內存管理的有何異同點？解：（1）主要任務。內存管理的主要任務是為多道程序的運行提供良好的環境，而外存管理的主要任務是為文件系統提供存儲空間。（2）基本功能。內存管理的基本功能包括內存空間的分配、回收、內存保護以及內存擴充等，而外存管理的基本功能則只是對外存空間的管理。（3）分配方式。內存和外存管理中都可采用連續分配方式，且都以離散分配方式為主。（4）分配算法與機制。對于連續分配方式，內存與外存管理中的分配和回收算法相似，主要有最先適應算法和最佳適應算法等。在離散分配方式中，兩者所采用的機制不同，內存管理主要是利用頁、段表，而外存管理則主要利用文件分配表或位示圖等。（5）分配單位。內存以字節為單位，而外存則以盤塊為分配單位。4/27/2025506.7文件共享與文件保護1、基于索引結點的共享方式特點：可能會產生數據的不一致性、刪除文件時會造成指針懸掛。2、利用符號鏈實現文件共享3、磁盤容錯技術(略)4/27/2025514、保護1)訪問類型：讀、寫、執行、添加、刪除、列表清單。2)訪問控制：訪問控制列表ACLaccess-controllist。4/27/202552重點難點學習提示1、順序文件、索引文件和索引順序文件，各自優缺點和適用于的場合2、連續分配、鏈接分配和索引分配3、位示圖法和成組鏈接法4、目錄管理5、文件共享方式4/27/2025536.78數據一致性控制1、事務1)事務的定義：用于訪問和修改各種數據項的一個程序單位。2)事務記錄：3)恢復算法：2、檢查點1)檢查點2)新的恢復算法3、并發控制1)利用互斥鎖實現順序性2)利用互斥鎖和共享鎖實現順序性4、重復數據的數據一致性問題：重復文件的一致性、盤塊號一致性的檢查、鏈接數的一致性檢查。4/27/202554考核要點：文件系統，文件分類，文件的邏輯結構，文件的物理結構，文件目錄，文件存儲器的管理方法，文件的保護和共享，磁盤調度算法。基礎要點：1、存放在磁盤上的文件，既可隨機訪問，又可順序訪問。2、操作系統中對信息進行管理的部分叫做文件系統。3、文件系統是指文件、管理文件的軟件及數據結構的總體。4、從用戶角度看，文件系統的主要目的是實現對文件的按名存取。基本知識總結4/27/2025555、按文件的邏輯結構將文件分為記錄式文件和流式文件。6、使用位示圖（20行、30列）表示空閑盤塊狀態。當分配的盤塊號為132號時，其在位示圖中的行、列數為4、11。當釋放的盤塊號為318號時，其所在位示圖中的行、列數為10、17（注：行為0~19、列為0~29，首盤塊號為1）。7、為了對文件系統中的文件進行安全管理，任何一個用戶在進入系統時都必須進行注冊，這一級安全管理是系統級安全管理。8、文件系統用目錄組織文件。4/27/2025569、為了解決不同用戶文件的“命名沖突”問題，通常在文件系統中采用多級目錄10、磁帶和磁盤兩種存儲介質，它們的特點是磁盤是隨機存取，磁帶是順序存取。11、一個文件的絕對路徑名是由從根目錄出發到所找文件的通路上的所有目錄名與數據文件名用分隔符連接起來而形成的一個字符串。4/27/20255712、在文件系統中若采用單級目錄結構，存在的最主要的一個問題是“重名”問題，即文件命名沖突。13、對一個文件的訪問，常由用戶訪問權限和文件屬性共同限制。4/27/20255814、文件共享是指某一個或某一部分文件可以讓事先規定的某些用戶共同使用。15、按物理結構劃分，文件主要有三類：鏈接文件、索引文件、順序文件。16、在二級文件目錄結構中，一級目錄是主文件目錄，二級目錄是用戶文件目錄。4/27/20255917、操作系統實現按名存取的關鍵在于解決文件名與文件存儲地址的轉換。18、按用戶對文件的存取權限將用戶分為若干個組，同時規定每一組用戶對文件的訪問權限。這樣，所有用戶組存取權限的集合稱為該文件的存取控制表。4/27/20256019、文件保護是指避免文件擁有者或其他用戶因有意或無意的錯誤操作使文件受到破壞。20、最短尋道時間優先算法選擇與當前磁頭所在磁道距離最近的請求作為下一次服務的對象。21、磁盤訪問時間由三部分組成，即尋道時間、旋轉延遲時間及傳輸時間。4/27/202561常見考試知識點分析1、文件和文件系統（1）定義（2）文件的分類:按用途可分成：系統文件、庫文件和用戶文件；按保護級別分成：只讀文件、讀/寫文件、執行文件和不保護文件；按信息流向分成：輸入文件、輸出文件和輸入/輸出文件；按存放時限分成：臨時文件、永久文件、檔案文件；按設備類型分成：磁帶文件、磁盤文件；按組織方式分成：邏輯文件和物理文件。4/27/202562（3）文件系統的功能：實現從邏輯文件到物理文件間的轉換、有效地分配文件的存儲管理、建立文件目錄、提供合適的存取方法以適應各種不同的應用、實現文件的共享、保護和保密；提供一組文件操作。4/27/2025632、文件的存儲介質：存儲介質的物理單位定義為卷；存儲介質上連續信息所組成的一個區域稱為塊，也稱為物理記錄。塊是主存與存儲設備進行信息交換的物理單位。3、文件的存取方法：順序存取；隨機存取。采用哪種方式與用戶的使用要求和存儲介質的特性有關。源程序文件總是按順序存取，數據庫文件常用隨機存取；磁帶上的文件適合于順序存取，磁盤上的文件既可順序存取，也可隨機存取。4/27/2025644、文件目錄：一級目錄；二級目錄：主文件目錄，用戶文件目錄。樹型目錄結構。5、文件的邏輯結構：是指面向用戶的文件組織和構造方式。流式文件：是指對文件內的信息不再劃分單位，而是由依次的一串信息組成。按字節位置來定位，按字節長度進行存取。記錄文件：是指用戶把信息按邏輯上的含義劃分信息單位。每個單位是一個邏輯記錄。4/27/2025656、文件的物理結構：文件在存儲介質上的組織方式稱為文件的存儲結構或物理結構、物理文件。順序結構：優點：存取信息的速度快，缺點：磁盤存儲空間利用率不高。鏈接結構：又稱串聯文件。優點：允許用戶擴充文件或刪除文件中的某些記錄；磁盤空間利用率高，缺點：檢索速度慢，只適合于順序存取的文件。索引結構：優點：磁盤空間利用率高，便于增、刪文件的記錄，能夠支持文件記錄的隨機存取和順序存取。缺點：索引表本身也占用存儲資源。4/27/2025667、記錄的成組與分解：把若干個邏輯記錄合并成一組存放一塊的記錄稱為記錄的成組。成組時必須使用主存緩沖區。緩沖區長度等于最大邏輯記錄長度乘以成組的邏輯記錄個數（塊因子）。從一組中把一個邏輯記錄分離出來的工作稱為記錄的分解。信息交換以塊為單位，用戶處理信息要以邏輯記錄為單位，所以當邏輯記錄成組后，要處理記錄時必須要執行分解操作，記錄的分解也要使用主存儲器的緩沖區。成組與分解操作提高空間的利用率，減少存儲設備的啟動次數。缺點是成組與分解操作要設立主緩沖區，增加了系統的開銷。4/27/2025678、存儲空間的分配與回收（1）位示圖（2）空閑塊表（3）UNIX的文件存儲空間管理9、文件操作（1）文件操作：文件系統提供的文件操作主要有建立操作：把一個新文件存放到存儲介質上時，向系統提出“建立”要求，用戶必須向系統提供如下參數：用戶名、文件名、存取方式、存儲設備類型、可訪問性和記錄大小等，系統接到請求后，在文件目錄中找一空目錄項進行登記。打開操作：在系統設置的“已打開文件表”中登記該文件的有關信息。4/27/202568讀/寫操作：關閉操作：刪除操作：系統執行時把指定文件的名字從目錄和索引表中除出，收回它所占用的存儲區域。（2）文件的使用10、文件的保護與保密文件保護：是指防止文件被破壞。文件保密：是指防止他人竊取文件。4/27/202569實戰練習1、下列關于索引表的敘述中，正確的（）A建立索引表的目的之一是為了減少存儲空間B索引表中含有索引文件的數據及其物理地址C

對索引文件存取時，必須先查找索引表D索引表中每個記錄的索引項可以有多個4/27/2025702、一個文件的路徑名是從（）開始，逐步沿著每一級子目錄向下追溯，最后到指定文件的整個通路上所有子目錄名組成的一個字符串。A根目錄B當前目錄C二級目錄D多級目錄3、從用戶角度看，文件系統主要是實現（）A文件保護B文件保密C文件共享D按名存取4/27/2025714、（）具有將文件名轉換為該文件在外存的物理位置的功能，這也正是文件目錄所提供的最基本的功能。A文件目錄B一級目錄C二級目錄D樹型目錄5、為能對一個文件進行正確的存取，必須為文件設置用于描述和控制文件的數據結構，稱之為（）A文件邏輯結構B文件物理結構C文件的屬性D文件控制塊FCB4/27/2025726、文件信息的邏輯塊號到物理塊號的變換方法也是由文件的（）決定的。A邏輯結構B順序結構C物理結構D索引結構7、UNIX操作系統采用（）對空閑盤塊加以組織A位示圖法B成組鏈接C單塊鏈接D以上說法均不對4/27/2025738、為了防止各種意外可能破壞文件，文件系統可以采用（）的方法來保護文件A口令和加密B對每個文件規定使用權限C建立副本和定時轉儲D為文件設置口令9、打開文件操作的重要工作是（）A把指定文件的目錄復制到內存指定的區域B把指定文件復制到內存指定的區域C在指定文件所在的存儲介質上找到指定文件的目錄D在內存尋找指定的文件4/27/20257410、用戶在程序中試圖讀某文件的第100個邏輯塊，使用操作系統提供的（）接口。A系統調用B圖形用戶接口C原語D鍵盤命令11、文件路徑名是指（）A文件名和文件擴展名B一系列的目錄文件和該文件的文件名C從根目錄到該文件所經歷的路徑中各符號名的集合D目錄文件名和文件名的集合4/27/20257512、磁盤和磁帶是兩種存儲介質，它們的特點是（）A二者都是順序存取B二者都是隨機存的C磁盤是順序存取的，磁帶是隨機存取的D磁盤是隨機存取，磁帶是順序存取的13、在文件系統中若采用一級目錄結構，存在的最主要的一個問題（）A目錄表的大小難以確定B磁盤容量大時，文件檢索慢C用戶使用不方便D“重名”問題，即文件命名沖突4/27/20257614、物理文件的組成方式是由（）確定的。A應用程序B主存容量C外存容量D操作系統15、若用8個字（字長32位）組成的位示圖管理內存，假定用戶歸還一個塊號為100的內存塊時，它對應的位示圖的位置為（）。A字號為3，位號5

B字號為4，位號4C字號為3，位號4

D字號為94，位號54/27/20257716、MS－DOS中的文件物理結構采用（）A連續結構（順序結構）B鏈接結構（串聯結構）C索引結構D哈希表17、下列文件中屬于邏輯結構的文件是（）A連續文件B系統文件C散列文件D流式文件4/27/20257818、UNIX操作系統的文件系統是（）A一級目錄結構B二級目錄結構C多級目錄結構D鏈表結構19、在下列物理結構中，不利于文件長度動態增長的文件物理結構是（）A

Hash結構B索引結構C鏈接結構D連續結構4/27/20257920、文件系統中若文件的物理結構采用連續結構，則文件控制塊FCB中有關文件的物理位置的信息應包括（）①首塊地址②文件長度③索引表地址A全部B①和②C①和③D②和③21、操作系統為保證未經文件擁有者授權，任何其他用戶不能使用該文件所提供的解決方法是（）A文件保護B文件保密C文件轉儲D文件共享4/27/20258022、在UNIX操作系統中，把輸入/輸出設備看作是（）A普通文件B目錄文件C索引文件D

特殊文件23、按文件用途分類，編譯程序是（）A用戶文件B系統文件C執行文件D只讀文件4/27/20258124、采用哪種文件存取方式，主要取決于（）A用戶的使用要求B存儲介質的特性C用戶的使用要求和存儲介質的特性D文件的物理結構25、如果文件系統中有兩個文件重名，不應采用（）結構A一級目錄B二級目錄C多級目錄D一級目錄和二級目錄4/27/20258226、存儲介質的物理單位為（）A塊B磁道C扇區

D卷27、實現文件保密的方法有（）A建立副本B定時轉儲C加口令和文件加密D規定權限28、絕對路徑是從（）開始跟隨的一條指向指定文件的路徑。A根目錄B用戶文件目錄C子目錄D當前目錄4/27/20258329、位示圖可用于（）A文件目錄查找B文件保護C主存空間共享D磁盤空間和主存空間的管理30、（）是文件系統實現按名存取的重要手段A堆棧

B

文件目錄C指針D頁表31、若用戶總是要求用隨機存取方式查找文件記錄，則采用索引結構比采用鏈接結構（）A一樣B麻煩C方便D有時方便有時麻煩4/27/20258432、MS－DOS中文件的存儲結構是（）A鏈接式文件B流式文件C記錄式文件D索引式文件33、文件系統可以為某個文件建立一張（），其中存放每個邏輯記錄存放位置的指針。A打開文件表B鏈接指針表C位示圖D索引表4/27/20258534、進行成組操作時必須使用主存緩沖區，緩沖區的長度等于（）。A平均邏輯記錄長度乘以成組塊因子B最大邏輯記錄長度乘以成組塊因子C最小邏輯記錄長度乘以成組塊因子D邏輯記錄長度4/27/20258635、允許多個用戶同時使用同一個共享文件時，下列（）做法是不對的A不允許多個寫者同時對共享文件執行寫操作B不允許讀者和寫者同時使用共享文件C允許讀者和寫者同時使用共享文件D允許多個用戶同時打開共享文件執行讀操作4/27/20258736、用戶可以調用（）文件操作來歸還文件的使用權。A關閉B打開C建立D刪除4/27/20258837、文件系統最基本的目標是（A）（1），它主要是通過（B）（2）功能實現的，文件系統所追求的最重要的目標是（C）（4）。A，C：（1）按名存取；（2）文件共享；（3）文件保護；（4）提高對文件的存取速度；（5）提高I/O速度；（6）提高存儲空間利用率。B：（1）存儲空間管理；（2）目錄管理；（3）文件讀寫管理；（4）文件安全性管理。4/27/20258938、在文件系統中可命名的最小數據單位是（A）（2），用戶以（B）（3）為單位對文件進行存取、檢索等，對文件存儲空間的分配則以（C）（4）為單位。A，B，C：（1）字符串；（2）數據項；（3）記錄；（4）文件；（5）文件系統。39、按邏輯結構可把文件分為（A）（5）和（B）（6）兩類，UNIX系統中的文件系統采用（B）。A，B：（1）讀、寫文件；（2）只讀文件；（3）索引文件；（4）鏈式文件；（5）記錄式文件；（6）流式文件。4/27/20259040、從下面的描述中選出一條錯誤的描述。（1）一個文件在同一系統中、不同的存儲介質上的拷貝，應采用同一物理結構。（2）文件的物理結構不僅與外存的分配方式相關，還與存儲介質的特性相關，通常在磁帶上只適合使用順序結構。（3）采用順序結構的文件既適合進行順序訪問，也適合進行隨機訪問。（4）雖然磁盤是隨機訪問的設備，但其中的文件也可使用和順序結構。4/27/20259141、從下面關于順序文件和鏈接文件的論述中，選出一條正確的論述。（1）順序文件適合于建立在順序存儲設備上，而不適合于建立在磁盤上。（2）顯式鏈接文件將分配給文件的下一個物理盤塊的地址登記在該文件的前一個物理盤塊中。（3）順序文件必須采用連續分配方式，而鏈接文件和索引文件則可采用離散分配方式。（4）在MS－DOS中采用的是隱式鏈接文件結構。4/27/20259242、從下面關于索引文件的論述中，選出兩條正確的論述。（1）在索引文件中，索引表的每個表項中含有相應記錄的關鍵字和該記錄的物理地址。（2）對順序文件進行檢索時，首先從FCB中讀出文件的第一個盤塊號；而對索引文件進行檢索時，應先從FCB中讀出文件索引表的起始地址。（3）對一個具有三級索引表的文件，存取一個記錄通常需要三次訪問磁盤。（4）在文件較大時，無論進行順序存取還是隨機存取，通常都以索引文件為最快。4/27/20259343、在下列物理文件中，（A）（1）將使文件順序訪問的速度最快；（B）（2）最不適合對文件進行隨機訪問；（C）（4）能直接將記錄鍵值置換成物理地址。A，B，C：（1）順序文件；（2）隱式鏈接方式；（3）顯式鏈接文件；（4）索引文件。4/27/202594單項選擇題1、從下面關于連續結構文件和鏈接結構文件的論述中，選出一條正確的論述。A連續結構文件適于建立在順序存儲設備上，而不適合建立在磁盤上B在顯式鏈接結構文件中是在每個盤塊中設置一鏈接指針，用于將文件的所有盤塊鏈接起來C連續結構文件必須采用連續分配方式，而鏈接結構文件和索引結構文件則都可采用離散分配方式D在MS-DOS中采用的是隱式鏈接文件結構2、從下面關于索引文件的論述中，選出一條正確的論述A索引文件中，索引表的每個表項中含有相應目錄的關鍵字和存放該記錄的物理地址B

文件進行檢索時，首先從FCB中讀出文件的第一個盤塊號，而對索引文件進行檢索時，應先從FCB中讀出文件索引塊的開始地址。C對于一個具有三級索引的文件，存取一個記錄通常要訪問三次磁盤D在文件較大時，無論是進行順序存取還是隨機存取，通常都是以索引文件最快4/27/2025953、文件系統中若文件的物理結構采用連續結構，則文件控制塊FCB中關于文件的物理位置信息應包括（）（1）首塊地址（2）文件長度（3）索引表地址A只有（1）B（1）和（2）C（1）和（3）D（2）和（3）4、在文件系統管理中，有三類常用的空閑塊管理方法，即位圖法，空閑塊鏈表鏈接法和（）A一級目錄法B多級目錄法C分區法D

索引法5、存放在磁盤上的文件（）A

既可隨機訪問又可順序訪問B只能隨機訪問C只能順序訪問D必須通過操作系統訪問4/27/2025966、文件系統中，設立打開文件（Open）系統調用的基本操作是（1）,關閉文件（Close）系統調用的基本操作是（2）（1）A把文件信息從外存讀到內存B

把文件的控制管理信息從外存讀到內存C把文件的FAT表信息從外存讀到內存D把磁盤的超級塊從外存讀到內存（2）A把文件的最新信息從內存寫入外存B把文件當前的控制管理信息從內存寫入外存C把位示圖從內存寫回外存D把超級塊的當前信息從內存寫回外存4/27/2025977、下面說法正確的是（）A文件系統負責文件存儲空間的管理但不能實現文件名到物理地址的轉換B在多級目錄結構中對文件的訪問是通過路徑名和用戶目錄名進行的C文件可以被劃分成大小相等的若干物理塊且物理塊大小也可任意指定D

邏輯記錄是對文件進行存取操作的基本單位8、從用戶角度看，引入文件系統的主要目的是（）A實現虛擬存儲B保存系統文檔C保存用戶和系統文檔D

實現對文件的按名存取4/27/2025989、為了解決不同用戶文件的“命名沖突”問題，通常在文件系統中采用（）A約定的方法B多級目錄C路徑D索引10、對一個文件的訪問，常由（）共同限制A用戶訪問權限和文件屬性B用戶訪問權限和用戶優先級C優先級和文件屬性D文件屬性和口令11、磁盤上的文件以（）為單位讀寫A

塊B記錄C柱面D磁道4/27/20259912、在文件系統中，文件的不同物理結構有不同的優缺點。在下列文件的物理結構中，（）不具有直接讀寫文件的任意一個記錄的能力。

A連續結構B

鏈接結構C索引結構DHash結構13、如果文件采用直接存取方式且文件大小不固定，則宜選擇（）文件結構

A直接B連續C鏈接D

索引14、在下列文件的物理結構中，（）不利于文件長度動態增長

A連續結構B鏈接結構C索引結構DHash結構15、文件系統采用二級目錄結構，這樣可以（）A縮短訪問文件存儲器時間B實現文件共享C節省主存空間D解決不同用戶之間的文件名沖突問題16、常用的文件存取方法有兩種：順序存取和（）存取

A流式B串聯C順序D

隨機4/27/2025100填空題1、索引文件大體上由索引區和數據區構成，其中索引區一般按關鍵字的順序存放。2、對操作系統而言，打開文件廣義指令的主要作用是裝入文件目錄表3、磁盤文件目錄表的內容至少包含文件名和文件存儲在磁盤上的地址。4、操作系統實現按名存取進行檢索的關鍵在于解決文件名與文件存儲地址的轉換。5、在文件系統中，若按邏輯結構劃分，可將文件劃分成流式文件和記錄式文件兩大類。6、按用戶對文件的存取權限將用戶分為若干組，同時規定每一組用戶對文件的訪問權限。這樣，所有用戶組存取權限的集合稱為該文件的存取控制表。4/27/20251017、文件保護是指避免文件擁有者或其他用戶因有意或無意的錯誤操作使文件受到破壞。8、從文件管理角度看，文件由文件控制塊和文件體兩部分組成。9、磁盤與主機之間傳遞數據是以數據塊為單位進行的。10、文件的結構就是文件的組織形式，從用戶觀點出發所看到的文件組織形式稱為文件的邏輯結構組織形式，從實際觀點出發，文件在外存上的存放稱為文件的物理結構11、文件轉儲的方法有兩種：全量轉儲和增量轉儲4/27/2025102判斷題1、樹型結構的文件系統中，設置當前目錄有利于加快文件的查找速度√2、順序文件適合于建立在順序存儲設備上，而不適合建立在磁盤上。×3、操作系統對數據的安全已采取了足夠的防范措施，因此不必擔心系統內的數據丟失。×4、同一文件在不同的存儲介質上可以采用不同的物理組織形式，可以用不同的文件名√5、在文件直接存取方法中，允許任意存取文件中的一個記錄√6、文件目錄存放在內存的一個固定區域×7、在文件系統支持下，用戶也需知道文件存放的物理地址。×8、連續文件在順序存取時，其存取速度較慢×9、對文件進行檢索時，總是將當前目錄作為檢索的起始點×10、文件系統中不同目錄下的文件名稱不能相同。×11、多級目錄結構下，對文件的訪問是通過路徑名和文件名進行的√12、對文件實施檢索時，檢索的起始點一定是根目錄×13、操作系統的文件系統不包括負責管理文件的系統軟件×4/27/2025103問答題1、文件系統必須完成哪些工作？解：（1）文件的存取：有文件的順序存取和隨機存取兩種方式。（2）目錄管理。建立新文件時，應將與該文件的一些屬性登記在文件目錄中，讀文件時，從文件目錄中查找指定文件是否存在并核對是否有權使用。（3）文件的組織：當用戶要求保存文件時，必須把邏輯文件轉換成物理文件，當用戶要求讀文件時，又把物理文件轉換成邏輯文件。（4）文件存儲空間的管理：必須記住哪些存儲空間已被占用，那些存儲空間是空閑的（5）文件操作：提供基本文件操作，如建立、打開、讀、寫、關閉和刪除等操作。（6）文件共享、保護、保密：實現文件的共享，對文件提供安全保護措施。4/27/20251042、什么是文件目錄？什么是目錄文件？試說明文件目錄的作用，它一般應包括哪些信息？解：在文件系統中，文件目錄記錄文件的管理信息，又稱為文件控制塊。文件系統又把同一卷上的若干文件的文件目錄組成一個獨立的文件，這個文件全部由文件目錄組成，稱為目錄文件。文件目錄和目錄文件是兩個不同的概念。文件目錄記錄文件的管理信息，用于對單個文件的控制。目錄文件是部分文件目錄組成的文件，用于文件系統的管理。文件目錄用于對單個文件的控制，一般它包含文件的名字、文件長度、文件存放在外存的物理地址，以及文件屬性和文件建立修改的日期、時間等信息。4/27/2025105重要問題1、文件系統的主要目標是提高存儲空間的利用率和減少存取時間。2、對文件檢索時，起始點是當前目錄。3、文件的存取除依賴于其物理結構外，還依賴于存放文件的存儲設備特性。4、對文件實施按名存取的關鍵是解決文件名與文件具體存儲地址的轉換。5、邏輯記錄是對文件進行存取操作的基本單位。4/27/20251066、根據文件的邏輯機構，文件分為流式文件和記錄式文件。7、在文件系統中，用于文件的標識，并按其進行存取的是文件的文件名。8、在采用索引結構的文件系統中，每個文件都至少有一張索引表。索引表中的每一個表項包括文件記錄的存儲地址。9、文件目錄中用盤塊號記錄文件的一維地址，而實際讀寫磁盤需用柱面號、磁頭號（盤面號）及塊號（扇區號）三維地址。4/27/202510710、文件級管理，主要是通過設置訪問權限來控制用戶對文件的訪問。11、在配置有操作系統的計算機系統中，用戶程序通過文件系統提供的系統調用“讀文件”讀取磁盤上的數據文件。12、有序結構文件中記錄的排列按其關鍵字值的大小順序排列。13、文件系統中文件的內容可以是源代碼。14、文件的物理組織是指文件在外存的存放形式。4/27/202510815、打開文件的目的是把該文件的有關目錄表復制到主存中約定的區域，，以建立用戶和該文件的聯系。16、引入當前目錄是為了更方便地查找、檢索和操作，與減少啟動磁盤的次數毫無關系。17、UNIX中將通常的文件控制塊分成簡單目錄項（符號名和i節點號）和基本目錄項（i節點）。18、文件具有哪三個基本特征：按名存取、文件安全可靠和文件共享。19、UNIX系統把用戶分成三類：文件主、同組用戶和其他用戶。4/27/202510920、文件系統在實現文件共享時，必須考慮。文件的安全性，文件的安全性體現在文件的保護和文件的保密兩個方面。4/27/2025110綜合應用題1、考慮一個存于磁盤上的文件系統，其中的文件由大小為512B的塊組成。假定每個文件有一個文件目錄項，該目錄項包含該文件的名字，文件長度以及第一塊（或第一索引塊）和最后一塊的位置，而且該目錄項位于內存。對于索引結構文件，該目錄項指明第一索引塊，該索引塊又依次指向511個文件塊且有一指向下一索引塊的指針。針對連續、鏈接、索引結構的每一種，要求：（1）說明在這個系統中是如何實現邏輯地址到物理地址映射的。（2）如果當前位于邏輯塊10（即最后一次訪問的塊是邏輯塊10）且希望訪問邏輯塊4，請說明必須從盤上讀多少個物理塊。4/27/2025111設文件的邏輯地址（字節）為La，用512去除La，分別記Lbn和bd為除得的商和除數，則Lbn表示該塊的邏輯塊號，bd表示塊內偏移。設文件的起始塊號為sbn，那么針對3種結構，分別有：（1）連續結構：

a.實現：pbn=sbn+cbnb.從盤為讀1個物理塊（2）鏈接結構：

b.從盤上讀4個物理塊。（3）索引結構

b.從盤上讀1個物理塊。4/27/20251122、假定磁帶的記錄密度為每英寸800個字符，邏輯記錄長為160個字符，塊與塊之間的間隙為0.6英寸，現有1000個邏輯記錄需要存儲到磁帶上，試問：（1）不采用成組操作時，磁帶空間的利用率是多少。（2）采用以5個邏輯記錄為一組的成組操作進，磁帶空間的利用率是多少？（3）為了使磁帶空間的利用率大于50%，采用記錄成組時其塊因子至少是多少？4/27/2025113（1）間隙可以存放的字符數是：800個字符/英寸×0.6英寸=480個字符。a.采用不成組操作時，一個邏輯記錄作為一個物理存儲塊，因此，磁帶空間的利用率是：160÷(480＋160)＝25%，即不采用成組操作時，磁帶空間的利用率是25%。b.采用以5個邏輯記錄為一組的成組操作時，每個5個邏輯記錄構成一個物理存儲塊，因此，磁帶的利用率是(160×5)÷(480+160×5)=800÷1280=62.5%。c.假定記錄成組塊因子是X時，磁帶空間的利用率大于50%，則有：4/27/2025114160X÷（480＋160X）>=0.50，解不等式得X>=3。因此，要使磁帶空間的利用率大于50%，采用記錄成組時，其成組塊因子至少為3。4/27/20251153、（華中理工大學1995年試題）設有一個建立在磁盤上的文件系統，文件邏輯記錄大小與磁盤物理塊大小相等，都等于512字節，在每個文件的目錄項中有關于文件的物理結構的信息，設某文件A有4個邏輯記錄，針對可能采用的三種分配策略：連續、串聯、索引的每一種畫出此文件的物理結構。（物理塊號自己設定）（12分）4/27/20251164、（華中理工大學1995年試題）某文件系統有二個用戶，用戶A有文件：usera.c,test.c,clock.asm,a.exe,用戶B有文件：userb.c,test.c,send.exe,receive.exe.要求：（12分）1、畫出此文件系統的文件目錄結構（4分）2、該文件系統中有無重名問題？如何解決這一問題？（4分）3、若用戶B想共享用戶A的文件a.exe，并得到允許，系統將如何實現這一共享？（4分）4/27/20251175、試簡單扼要地說明下述文件操作命令的實現方法：（10分）1、Renamefile1file2此命令將名為file1的文件改名為file2(4分)2、在樹型目錄結構中，提供跨目錄的換名命令如下：

Renamedir1/file1dir2/file2

此命令將目錄dir1下的名為file1的文件改名為dir2目錄下的file2（6分）4/27/20251186、某文件系統采用索引文件結構，文件目錄中索引表占4個表目，每個表目占2個字節，磁盤上物理塊大小為512字節，文件邏輯記錄大小與物理塊大小相等，每個物理號占2個字節，設文件A包含1200個記錄，要求：（12分）1、畫出該文件的文件結構圖（8分）（采用三級索引）2、當要讀1100號記錄時，需讀磁盤多少次？作出簡單扼要的說明。（4分）（4次）4/27/20251197、（華師大2002年試題）（5分）若系統中活動頭硬盤有200個磁道，現有請求磁盤的磁道號依次為58,60,39,19,100,180,150，當前磁頭在50號磁道上。要求：分別按FIFO，SSTF，SCAN算法，計算它們的平均尋道長度（道數）。4/27/20251208、一軟盤有40個柱面，尋道時移過每個柱面花6ms，若不采取措施盡量使文件的塊在磁盤上緊靠存放，則邏輯上相信的塊平均間隔13個柱面，另一種情況是操作系統盡量將相鄰的塊放在一起，此時塊間的平均距離為2個柱面，設旋轉延遲為100ms，傳輸速率為每塊25ms，則在這兩種情況下傳輸一個100塊的文件各需要多長時間？4/27/2025121解：磁盤整理前，邏輯上相鄰數據塊平均距離為13磁道，讀一塊數據需要的時間為：13×6＋100＋25＝203ms因此，讀取一個100塊的文件需要時間：203×100＝20300ms磁盤整理后，邏輯上相鄰數據塊的平均距離為2磁道，讀一塊數據需要時間：2×6＋100＋25＝137ms因此，讀取一個100塊的文件需要時間：137×100＝13700ms4/27/20251229、當UNIX文件系統的卷資源表處于圖示狀態時，首先由進程A申請4個物理塊，再由進程B申請釋放3個物理塊101、37、28。試畫圖說明分配和回收物理塊時的卷資源表狀態。4/27/202512339866179…..s-freefree(0)free(1)free(2)free(99)1005203…574314666#179#s-freefree(0)free(1)free(99)free(98)free(97)4/27/202512410、一個文件有100個磁盤塊(塊號為0~99)，假設文件控制塊在內存，在下列情況下，請分別計算并說明在連續分配和鏈接分配方式下，分別需要執行多少次磁盤I/O操作？(假設每讀或寫一塊磁盤塊就是一次磁盤操作；假設在連續分配方式下，文件頭部無空間的磁盤塊，但文件尾部有空閑的磁盤塊)。(1)在文件開始添加一個磁盤塊(需要往添加的磁盤塊中寫數據)(2)在文件第50塊前添加一個磁盤塊(不需要往添加的磁盤塊中寫數據)(3)刪除文件第50塊磁盤塊(4)在文件結尾處刪除一個磁盤塊。4/27/202512511、有一批數據，共有32000條記錄，每條記錄的結構如下：字段姓名地址年齡專業類型字符字符數字字符長度(字節)4---80---10010----204/27/2025126該批數據的內容固定不變，其用途主要用于根據姓名來檢索其他相關信息。現把這些數據以文件形式存放在磁盤上，該磁盤的物理塊大小為4KB。請設計存放該數據的文件的邏輯結構(可以不存儲在一個文件中)和物理結構(在磁盤上的存儲結構)，使得檢索操作能盡可能少訪問磁盤。并計算在該結構下，每次檢索平均需要訪問多少個物理塊，(假設文件的目錄已經調入內存，文件存放在外存)。4/27/202512712、在某個文件系統中，每個盤塊為512字節，文件控制塊占64個字節，其中文件名占8個字節。如果索引結點編號占2個字節，對一個存放在磁盤上的256個目錄項的目錄，試比較引入索引結點后，為找到其中一個文件的FCB，平均啟動磁盤的次數。4/27/2025128解：在引入索引結點前，每個目錄中存放的是對應文件的FCB，故256個目錄項的目錄總共需要占用256×64/512=32個盤塊，因此，在該目錄中檢索到一個文件，平均啟動磁盤的次數為（1+32）/2=16.5次。在引入索引結點后，每個目錄項中只需存放文件名和索引結點的編號，因此256個目錄項的目錄總共需要占用256×（8+2）/512=5個盤塊。因此，找到匹配的目錄項平均需要啟動（1+5）/2,即3次磁盤；而得到索引結點編號后，還需啟動磁盤將對應文件的索引結點讀入內存，故平均需要啟動磁盤4次。提高了檢索文件的速度。4/27/202512913、假定盤塊的大小為1KB，硬盤的大小為500MB，，采用顯式鏈接分配方式時，其FAT需占用多少存儲空間？如果文件A占用硬盤的第11、12、16、14四個盤塊，試畫出文件A中各盤塊間的鏈接情況及FAT的情況。14、請分別解釋在連續分配方式、隱式鏈接分配方式、顯式鏈接分配文件和索引分配方式中如何將文件的字節偏移量3500轉換為物理塊號和塊內位移量（設盤塊大小為1KB，盤塊號需占4個字節）4/27/202513014解:3500/1024，商為3，余數為428，即邏輯塊號3，塊內偏移量為428。（1）連續分配方式：從FCB中得到文件的起始物理盤塊號。（2）隱式鏈接方式：每個盤塊中留出4個字節存放下一個盤塊的塊號，3500/1020，商為3，而塊內偏移量為440。從FCB中獲得該文件的首個盤塊的塊號。（3）顯式鏈接方式：從FCB中得到文件的首個盤塊的塊號。（4）索引分配方式：從FCB中得到索引表的地址。找第3項。4/27/202513115、存放在某個磁盤上的文件系統，采用混合索引分配方式，其FCB中共有13個地址項，第0－－9個地址項為直接地址，第10個地址項為一次間接地址，第11個地址項為二次間接地址，第12個地址項為三次間接地址。如果每個盤塊的大小為512字節，若盤塊號需要用3個字節來描述，而每個盤塊最多存放170個盤塊地址：（1）該文件系統允許的文件的最大長度是多少？（2）將文件的字節偏移量5000、15000、150000轉換為物理塊號和塊內偏移量。（3）假設某個文件的FCB已在內存，但其他信息均在外存，為了訪問該文件中某個位置的內容，最少需要幾次訪問磁盤，最多需要幾次訪問磁盤？4/27/2025132解：（1）該文件系統中一個文件的最大長度可達：10+170+170×170+170×170×170=4942080塊＝2471040KB（2）5000/512，商為