操作系统第七八章文件管理习题

一、简答题：

1．什么是文件？它包含哪些类型及特点?

答：文件指由创建者所定义的，具有文件名的一组相关元素的集合，可分为有结构文件和无结构文件两种。
按用途分配：系统文件，库文件，用户文件；按存取控制属性分类：只读文件，读写文件，只执行文件；按文件数据形式分类：源文件，目标文件和可执行文件。按逻辑结构分类：有结构文件和无结构文件。
特点：(1)文件具有保存性，它被存储在某种存储介质上，长期保存和多次使用。
(2)文件是按名存取的，每个文件具有唯一的标识名，通过标识名(文件名)来存取文 件中的信息，而不需了解文件在存储介质上的具体物理位置。
(3)文件的内容是一组信息的集合，信息可以是源程序、二进制代码、文本文档、数 据、表格、声音和图像等。

2．什么是文件的逻辑结构？它有哪几种组织方式？

答：文件的逻辑结构：这是从用户观点出发所观察到的文件组织形式，即如何将这些逻辑记录组成的，是用户可以直接处理的数据及其结构，它独立于文件的物理特性，又称为文件组织。
组织方式分为：一种是无结构的流式文件，是由字符流构成的文件，文件的长度是以字节为单位的。一种是有结构的记录式文件， 是指由一个以上的记录构成的文件，每个记录都拥有描述实体集中的一个实体，各记录有着相同或不同数目的数据项。

3．什么是文件系统，文件系统的主要功能包括哪些？

答：文件系统是文件和对文件进行操控和管理的软件集合。
文件系统功能包括：文件目录管理， 文件存储空间管理， 地址映射、文件的共享和保护，文件的读写管理等。

4. 目前广泛采用的目录结构是哪种？它有什么优点？

答：树形结构目录：（1）能有效地提高对目录的检索速度。
（2）允许文件重名。在此种结构中是通过文件路径名来检索文件的，因此不同用户的分目录下使用相同的文件名相同不会影响。
（3）便于实现共享。用户可通过路径名共享他人文件，也可链接共享文件到目录下。只需增设目录项即可。

5、什么是文件的物理结构？它有哪几种组织方式？

答：文件的物理结构又称为文件的存储结构，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。
（1）连续组织方式：为每个文件分配一篇连续的磁盘空间。
（2）链接组织方式：可以为每个文件分配不连续的磁盘空间，通过链接指针将一个文件的所有盘块链接在一起。
（3）索引组织方式：系统为每个文件建立了一张索引表，把所有分配给改文件的所有盘块号都记录在该索引块中，在建立一个文件时，只需为之建立的目录项中填上指向该索引块的指针。

二、综合题：

6. 一个文件的逻辑记录大小为125字节，共有20个逻辑记录，文件系统采用链接方式将这个文件存储到磁盘上，磁盘分块大小为512字节，请问：

(1)采用什么方法可有效地利用磁盘空间？
答：可采用分组的方法；
逻辑记录大小为125字节，则一个磁盘块可装下4个逻辑记录，剩余12个字节用于存放指针。20个逻辑记录需要5个盘块。
(2)若用户要读包含第l285字节的逻辑记录，文件系统将如何工作？
答：由1258/500=2…258，可知该逻辑记录在第2块盘块上，将该块读入主存缓冲区，然后从主存缓冲区读出位于第258字节的记录。

7. 在放在某个磁盘上的文件系统，采用混合索引分配方式，其FCB中共有13个地址项，第0～9个地址项为直接地址，第11个地址项为一次间接地址，第12个地址项为二次间接地址，第13个地址项为三次间接地址。如果每个盘块的大小为512字节，若盘块号需要用3个字节来描述，而每个盘块最多存放170个盘块地址：

（1）该文件系统允许文件的最大长度是多少？
答：（10+170+170170+170170*170）*512B= 2530344960B
（2）将文件的字节偏移量5000、15000、150000转换为物理块号和块内偏移量。
答：5000/512=9…392，可通过直接寻址定位。物理块号：10，块内偏移为392；
15000/512=29…152,可通过一次间接寻址找到，从FCB的第十一个地址块中得到一次间址块的地址，并从一次间址块的第20项得到物理盘块号，块内偏移为152；
150000/512=292…496，可通过二次间接地址找到，从FCB 的第12个地址项中找到二次间址块地址，在二次间址地址中的第一个地址项中得到一次间址块的地址，并从一次间址块的第112个地址项中得到物理块号，块内偏移为496。

8. 有一个计算机系统利用如图所示的位示图（行号、列号都从0开始编号）来管理空闲盘块。如果盘块从1开始编号，每个盘块的大小为1KB。

（1）现要为文件分配两个盘块，试具体说明分配过程。
答：顺序扫描位示图，从中找到两个值为0的二进制位，得到行列号分别为2,2和3,6，
将其转化为盘块号为216+3=35和316+7=55，将位示图map[2,2],map[3.6]修改为1并把盘块分配。
（2）若要释放磁盘的第300块，应如何处理？
答：先将300转化为对应的行号和列号，299/16=18…12，因此对应的行列号为18和11，修改位示图map[18,11]为0.