软件工程概论------文件管理

目录

1.文件的相关概念

2.文件目录

3.位示图

4.索引文件

5.例题

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1.文件的相关概念

文件:具有符号名的、在逻辑上具有完整意义的一组相关信息项的集合。
逻辑结构:有结构的记录式文件、无结构的流式文件。
物理结构: 连续结构、链接结构、索引结构、多个物理块的索引表。

2.文件目录

文件目录包含：文件目录项，文件的说明以及文件控制块FCB

基本信息类:文件名、文件的物理地址、文件长度和文件块数等

存储控制信息类:文件的存储权限:读写、执行权限等

(文件属性: 只执行、隐含、只读、读/写、共享、系统)

使用信息类:文件建立日期、最后一次修改/访问日期、当前使用的信息、打开文件的进程数以及在文件上的等待队列等

目录结构：

一级目录结构: 线性结构，查找速度慢，不允许重名和实现文件共享等

二级目录结构: 主文件目录 (MFD) +用户目录 (UFD)

三级目录结构: 树型目录结构 (多级目录结构)

注：多级目录结构允许不同用户的文件可以具有相同的文件名

绝对路径：是从盘符开始的路径
相对路径：是从当前目录开始的路径

举例：若当前路径为D1，要求写出F2路径：

绝对路径：/D1/W2/F2

相对路径：W2/F2

全文件名：绝对路径+文件名（包括文件的拓展名）

3.位示图

位示图是对空闲存储空间进行管理的一种方法，通常用于跟踪磁盘块或存储区域的使用情况。每个块或区域都被表示为位示图中的一个位（通常是0或1），其中0表示该块或区域是空闲的，1表示已被占用。使用位示图，系统可以快速查找可用的存储块或区域，并进行分配。当一个文件或数据需要存储时，系统可以在位示图中找到一个连续的空闲块，将其标记为已占用，并将数据写入该块中。

例题：

某字长为32位的计算机的文件管理系统采用位示图 (bitmap) 记录磁盘的使用情况。若磁盘的容量为300GB，物理块的大小为1MB，那么位示图的大小为 ( )个字。
A 1200
B 3200
C 6400
D 9600

字数=300*2^10/32位

物理块从0开始编号，某页面放置在第1023个物理块中，则如何操作：

1023/32=31....31,其中31*32=992,31个字只能放992个物理块，则还需要一个字，所以字号从0开始，编号为31，0~31就是32个字，而其在32个字中的偏移号也从0开始，就是30号，0~30号表示第31个bit位。最后将31号字中的编号为30的bit会从0写为1

4.索引文件

直接索引

在直接索引中，每个文件数据块都分配了一个唯一的物理块地址，这些地址存储在文件的索引块中。直接索引可以直接访问数据块。

一级间接索引

在一级间接索引中，每个文件数据块的地址都不直接存储在文件的索引区域中，而是存储在一个专门的一级索引块中。例如10号索引结点中放置的是索引表，若索引表为1kb，每个索引的大小是3b，那么这里可以放置1024/3=341个索引，其余剩余的bit位不能放置索引了。一级间接索引的逻辑页该怎么求呢，以最后一个索引为例，即第341个索引

x-10+1=341个索引，x=350号地址项

对于一级间接索引，要找到索引对应的数据块，需要查一次磁盘找索引，再查一次磁盘才找数据。

 

二级间接索引：

二级间接索引同理，若2级间接索引表中有341个索引结点，那么每个节点又对应了341个一级索引节点，所以二级间接索引，能够索引的地址项为：341*341。三级间接索引以此类推为341^3

注：逻辑页号是连续的，而物理块号是分散的

5.例题

例题1：
某文件系统采用索引节点管理，其磁盘索引块和磁盘数据块大小均为1KB且每个文件索引节点有8个地址项iaddr[0]~iaddr[7]，每个地址项大小为4字节，其中iaddr[0]~iaddr[4]采用直接地址索引，iaddr[5]和iaddr[6]采用一级间接地址索引，iaddr[7] 采用二级间接地址索引。若用户要访问文件userA中逻辑块号为4和5的信息，则系统应分别采用 (),该文件系统可表示的单个文件最大长度是 ( )KB。

A 直接地址访问和直接地址访问

B 直接地址访问和一级间接地址访问

C 一级问接地址访问和一级间接地址访问

D 一级间接地址访问和二级间接地址访问

A.517        B.1029        C.65797        D.66053

直接索引的磁盘数据块为5KB

一级间接索引，因为每个地址项为4字节，1KB/4字节=256个地址项，所以有256个索引结点，每个索引结点对应1KB，所以总共为256KB

二级间接索引则有256^2*1KB=65536KB

答案为D

例题2：
设文件索引结点中有7个地址项，其中4个地址项是直接地址索引，2个地址项是一级间接地址索引，1个地址项是二级间接地址索引，每个地址项大小为4B，若磁盘索引块和磁盘数据块大小均为256B，则可表示的单个文件最大长度是()

A.33KB

B.519KB

C.1057KB

D.16516KB

直接索引：4*256

一级间接索引：64(256/4)*256

二级间接索引：64*64*256

答案为C