操作系统---第四章文件管理---文件系统基础--选择题

1什么是打开文件操作？

打开文件操作就是系统调用open。
因为许多文件操作都涉及给定文件搜索相关目录条目，因此许多系统要求在首次使用文件时，使用系统调用open将指明文件的属性（包括该文件在外存上的物理位置）从外存复制到内存打开文件表的一个表目中，并将该表目的编号返回给用户。
操作系统维护一个包含所有打开文件信息的表（open-file-table）。当用户需要一个文件操作时，可通过该表的一个索引指定文件，因此省略了搜索环节。当文件不再使用时，进程可以关闭它，操作系统从打开文件表中删除这一条目。

2UNIX系统中，输入/输出设备视为特殊文件。

3逻辑结构与物理结构

文件结构包括逻辑结构与物理结构。逻辑结构是用户组织数据的结构形式，数据组织形式来自需求，而物理结构是操作系统组织物理数据块的结构形式。
因此说，逻辑文件的组织形式取决于用户，物理结构的选择取决于文件系统设计者对硬件结构（如磁带介质很难实现链接结构和索引结构）所采取的策略。
一个文件存放在磁带中时，通常采用连续存放方法，文件在硬盘上一般不采用连续存放方法，由此可以看出，不同的文件系统存放的方法是不一样的。

4open与read

大部分操作系统要求在文件使用之前就被显示地打开。操作open会根据文件名搜索目录，并将目录条目复制到打开文件表。若调用open的请求（创建，只读，只写，添加等）得到允许，则进程就可打开文件，而open通常返回一个指向打开文件表的一个条目的指针。通过使用该指针（而非文件名）进行所有的I/O操作，以简化步骤并节省资源。
注意，在open调用完成后，操作系统对文件的任何操作都不再需要文件名，而只需要open调用返回的指针。
因此，当一个用户进程通过read系统调用读取一个磁盘文件中的数据，read只需使用open返回的文件描述符即可。

5文件系统为什么要采用多级目录结构呢？

它有两个作用，一是提高了文件查找的速度，二是允许用户建立同名文件，解决了命名冲突。

6硬链接与软链接

（1）硬链接与软链接是用于实现文件共享的。
（2）什么是硬链接
用户A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.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，并设置一个指针指向该文件的索引节点。此时，文件主仍然是用户A，count=2.用户A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，则必然也删除了该文件的索引结点。这样便会使用户B的指针悬空，而用户B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A不能删除此文件，只是将该文件的count-1，然后删除自己目录的相关目录项。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。
（3）什么是软链接？
为使文件B能共享文件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。
硬链接就是多个指针指向一个索引结点，保证只要有一个指针指向索引结点，索引结点就不能被删除；
软链接就是把到达共享文件的路径记录下来，当要访问文件时，根据路径寻找文件。可以想象，硬链接的查找速度要比软链接的快。

7加密保护与访问控制

相对于加密保护机制，访问控制机制的安全性较差。因为访问控制的级别和保护力度较小，因此它的灵活性相对较高。若访问控制不由系统实现，则系统本身的安全性就无法保证。加密机制若由系统实现，则加密方法将无法扩展。

8文件访问

对一个文件的访问，常由用户访问权限和文件属性共同限制。

9什么是存取控制矩阵？

存储控制矩阵用于多用户之间的存取权限保护。
防止受损常采用备份的方法保护文件。

10若多个进程共享一个文件F，则：

（1）多个进程可以同时以“读”或“写”的方式打开文件，操作系统并不保证写操作的互斥性，进程可通过系统调用对文件加锁，保证互斥写（读者-写者问题）。
（2）整个系统只有一个系统打开文件表，同一文件打开多次只需改变引用计数。
（3）各进程的打开文件表中关于F的表项内容不一定相同，例如读写指针位置可能就不一样。
（4）进程关闭文件时，文件的引用计数减1，引用计数变为0时才删除系统打开文件表中的表项。

11目录结构的作用

（1）按名存取
（2）提高对目录的检索速度
（3）文件共享
（4）允许文件重名

12不同操作系统的删除目录操作不同

13A？B.doc查找这样一个目录，文件名有3个字符，第一个字符为A，第三个字符为B。

14硬链接 基于文件名和指向索引结点的指针（inode），索引结点里有文件物理地址

15软连接，基于符号链接。符号是一个文件，共享文件的路径。

只有一个有指针，其他都是路径信息。实线表示文件拥有者，虚线为符号链。
（1）软链接没有悬空指针现象
（2）软链接可能误判
（3）时间开销较大
（4）额外空间开销
（5）方便网络共享（html）

16文件系统采用层次结构

17文件系统接口包括命令接口和程序接口

命令接口：键盘命令获取文件系统服务
程序接口：系统调用获取文件系统服务

18操作和管理对象的软件集合

文件存储空间管理，目录管理，文件的逻辑地址转换为物理地址，文件读写管理，文件共享与保护

19I/O控制层

文件系统最底层，主要由设备驱动程序和中断处理程序组成

20逻辑文件系统，基本I/O管理程序，基本文件层，I/O管理层

21每一个逻辑盘都可以划分为逻辑盘和物理盘

22外存不同的存储介质对应不同的文件系统，同一存储介质也可对应不同的文件系统

23一般而言，C盘的0号扇区是引导扇。引导控制块（硬盘）

24分区控制块（逻辑盘），存储卷的盘块数，块容量，空闲块地址和数量，空闲FCB地址和数量。

25不同的文件系统具有不同的目录结构。

26系统打开文件表（SFT），对文件操作通过文件指针（文件句柄）直接进行

27进程打开文件表