操作系统--课堂问答笔记29--习题答案

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【6-5、6-6、6-7、6-8】

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1、简述目录查询技术

答：对目录进行查询的方式主要是两种：

1）线性检索法

线性检索法又称为顺序检索法。在单级目录中，利用用户提供的文件名，用顺序查找法直接从文件目录中找到指名文件的目录项。在树形目录中，用户提供的文件名是由多个文件分量名组成的路径名，此时需对多级目录进行查找。假定用户给定的文件路径名是 /usr/ast/mbox，则查找 /usr/ast/mbox文件的过程如图所示：

 

附：查找/usr/ast/mbox 的步骤：首先，系统应先读入第一个文件分量名usr，用它与根目录文件(或当前目录文件)中各目录项中的文件名顺序地进行比较，从中找出匹配者，从而得到匹配项的索引结点号6，再从6号索引结点中得知usr目录文件放在132号盘块中，将该盘块内容读入内存。

接着，系统再将路径名中的第二个文件分量名ast读入，用它与放在132号盘块中的第二级目录文件中各目录项的文件名顺序进行比较，又找到匹配项，从中得到ast的目录文件放在26号索引结点中，再从26号索引结点中得知/usr/ast存放在496号盘块中，再读入 496号盘块。

然后，系统又将该文件的第三个分量名mbox读入，用它与第三级目录文件/usr/ast中各目录项中的文件名进行比较，最后得到/usr/ast/mbox的索引结点号为 60，即在60号索引结点中存放了指定文件的物理地址。目录查询操作到此结束。如果在顺序查找过程中发现有一个文件分量名未能找到，则应停止查找，并返回“文件未找到”信息。

2）Hash方法（视频中未给出）

首先建立一张Hash索引文件目录，便可利用Hash方法进行查询，即系统利用用户提供的文件名，并将它变换为文件目录的索引值，再利用该索引值到目录中去查找，这样将显著地提高检索速度。

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2、在现代计算机系统中，提供了哪些文件共享手段

答：1）基于索引结点的共享方式（硬链接）：

利用索引结点，文件的物理地址及其它的文件属性等信息，不再是放在目录项中，而是放在索引结点中。在文件目录中只设置文件名及指向相应索引结点的指针，在索引结点中还应有一个链接计数count，用于表示链接到本索引结点（亦即文件）上的用户目录项的数目。当count=2时，表示有两个用户目录项链接到本文件上，或者说是有两个用户共享此文件。如下图所示：

 

当用户C创建一个新文件时，它便是该文件的所有者，此时将count置为1。当有用户 B要共享此文件时，在用户B的目录中增加一个目录项，并设置一指针指向该文件的索引结点。此时，文件主仍然是用户C，count=2。如果用户C不再需要此文件，不能将文件直接删除。因为若删除了该文件，也必然删除了该文件的索引结点，这样便会便用户B的指针悬空，而用户B则可能正在此文件上执行写操作，此时用户B会无法访问到文件。因此用户C不能删除此文件，只是将该文件的count减1，然后删除自己目录中的相应目录项。用户B仍可以使用该文件。当count =0时，表示没有用户使用该文件，系统将负责删除该文件。

 

2）利用符号链实现文件共享（软链接）：

为使用户B能共享用户A的一个文件F,可以由系统创建一个LINK类型的新文件，也取名为F，并将文件F写入用户B的目录中，以实现用户B的目录与文件F的链接。在新文件中只包含被链接文件F的路径名。这样的链接方法被称为符号链接。

新文件中的路径名则只被看做是符号链，当用户B要访问被链接的文件F且正要读 LINK类新文件时，操作系统根据新文件中的路径名去读该文件，从而实现了用户B对文件 F的共享。

在利用符号链方式实现文件共享时，只有文件的拥有者才拥有指向其索引结点的指针。而共享该文件的其他用户则只有该文件的路径名，并不拥有指向其索引结点的指针。这样，也就不会发生在文件主删除共享文件后留下悬空指针的情况。当文件的拥有者把一个共享文件删除后，其他用户通过符号链去访问它时，会出现访问失败，于是将符号链（也就是共享文件的路径）删除，此时不会产生任何影响。

 

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3、简述利用访问矩阵实现文件系统的安全保护

答：利用一个矩阵来描述系统的访问控制，并把该矩阵称为访问矩阵(Access Matrix)。访问矩阵中的行代表域，列代表对象，矩阵中的每一项是由一组访问权组成的。因为对象已由列显式地定义，故可以只写出访问权而不必写出是对哪个对象的访问权，每一项访问权access(i, j)定义了在域Di中执行的进程能对对象Qj所施加的操作集。举例如下：