第六章
一、问答题
1、什么是文件的逻辑结构？什么是文件的物理结构？
2、为了能够查找到文件的位置，在采用连续文件、链接文件和索引文件时，在目录中需要登记哪些内容？
3、磁盘容错技术可以分为哪三级？
4、目前最广泛采用的目录结构是哪种？它有什么优点？
5、文件在磁盘上存放的形式有几种？它们与存取方法有何关系？
6、简述以下移臂调度算法的思想：先来先服务调度算法、最短查找时间优先算
法、电梯调度算法。
7、简述文件控制块中包含的内容。
8、假设多个用户共享一个文件目录系统，用户甲要用文件A、B、C、E，用户乙要用文件A、D、E、F。已知用户甲的文件A与用户乙的文件A实际上不是同一个文件；用户甲的文件C与用户乙的文件F实际上是同一个文件；甲、乙
两用户的文件E是同一个文件。试问你是否可以拟定一种文件目录组织方案, 使得甲、乙两用户既能共享文件而又不造成混乱？答：采用多级目录结构，文件目录分解为基本目录和符号目录，只要在不同文件符号目录中使用相同文件内部标识符，甲、乙两用户既能共享文件而又不造成混乱。
画图并简要说明
二、计算题
1 、假定盘块的大小为1KB ，硬盘的大小为10GB ，采用显示链接分配方式时，请问文件分配表只是占用多大空间?
磁盘块数：10GB/1KB=10M
表达10M 盘块，FAT 每项至少需要24 位，即 3 个字节所以文件分配表至少占用3B*10M=30M
2 、系统中磁头停留在磁道号为70 的磁道上，这时先后有4 个进程提出了磁盘访问请求，要访问磁盘的磁道号按申请到达的先后顺序依次为：45，68，28 ，90 。移动臂的运动方向：沿磁道号递减的方向移动。若分别采用FCFS 磁盘调度算法、SSTF算法，SCAN算法时，所需寻道长度分别为多少（走过多少柱面）？0 号磁道是最里面还是最外面的一个磁道？提示：FCFS 磁盘调度算法：
70->45->68->28->90
SSTF 算法：70->68->90->45->28
SCAN 算法：70->68->->45->28->90
3、某系统采用UNIX 操作系统的专用块内容为：空闲块数3 ，然后依次登记的空闲块号为77,89,60 ，问此时若一个文件 A 需要 5 个盘块，系统进行分配后有个文件B 被删除，它占用的盘块块号为100,101,109,500 ，则回收这些盘块后专用块的内
容是什么？写出整个分析过程。
空闲块数 2 ，然后依次登记的空闲块数为109 、500
4 、在实现文件系统时，为了加快文件目录的检索速度，可利用“ FCB 分解法”。假设目录文件存放在磁盘上，每个盘块512B 。FCB占64B ,其中文件名占8B , 通常
将FCB 分解为符号目录项和基本目录项两部分，其中符号目录项大小为10B ：
⑴基本目录项大小为多少字节？
⑵ 假设某一目录文件共有254 个FCB ，试分别给出采用分解法之前和之后，对该目录文件分别的平均访问磁盘次数：
⑶ 一般地，若目录文件分解前占用N 个盘块，分解后符号目录文件占用M 个
盘块，请给出访问磁盘次数减少的条件：
⑴基本目录项大小为多少字节？
64-8=56B
⑵假设某一目录文件共有254 个FCB ，试分别给出采用分解法之前和之后，对该目录文件分别的平均访问磁盘次数：
答：
分解前：FCB 占用块数：254*64/512=32 块，平均访问磁盘次数：（1+32）
/2=16.5 分解后：FCB占用块数：254*10/512=5 块，平均访问磁盘次数：(1+5 )/2=3 ⑶一般地，若目录文件分解前占用N个盘块，分解后符号目录文件占用M个盘块，请给出访问磁盘次数减少的条件：
(1+N)/2<(1+M)/2+1 =>N 5、某系统中磁盘的每个盘块大小为1KB ，外存分配方法采用中的混合索引结构， 其中索引节点中直接地址 6 项，一级索引地址 2 项，二级索引地址 1 项，每个盘块号占用4个字节，请问该系统中允许的文件最大长度是多少？一个盘块可记录的盘块号的数量为：1KB/4=256 直接地址：记录 6 个文件所占物理块的块号 一级索引：记录256*2=512 个文件所占物理块的块号 二级索引：记录256*256 个文件所占物理块的块号该系统中允许的文件最大长度( 256*256+256*2+6 ) *1KB= 6、有一个大小为500M 的硬盘，盘块的大小为1KB, 试计算其FAT 的大小。由题意可知，该硬盘共有500K 个盘块，故FAT 中共有500K 个表项；如果盘块从 1 开始编号，为了能保存最大的盘块号500K ，该FAT 表项最少需要19 位，将它扩展为半个字节的整数倍后，可知每个FAT 表项需20 位，即 2.5 个字节。因此，FAT 需占用的存储空间的大小为： 2.5 X 500K=1250KB 7、一个可移动磁头的磁盘具有200个磁道，其编号为0?199，当它刚刚结束 了125 道的存取后，现正在处理143 道的请求，假设系统当前I/0 请求序列以 FIFO 顺序排列如下：86 , 147 , 91 , 177 , 94 , 150 , 102 , 175 , 130。试 问对以下几种磁盘调度算法而言，满足以上请求序列，磁头将如何移动？ ⑴扫描法SCAN ⑵最短查找时间优先算法SSTF SSTF : 143 147 150 130 102 94 91 86 175 177 总移动距离162 SCAN : 143 147 150 175 177 199 130 102 94 91 86 总移动距离169 8、有一计算机系统采用如下图所示的位示图(行号、列号都从0开始编号)来 管理空闲盘块。如果盘块从0开始编号，每个盘块的大小为1KB。 ⑴现要为文件分配两个盘块，试具体说明分配过程。 查位示图，找到两个为0的位，第3字第11位和第4字第2位；计算出块号， 3*16+11+1=60 ，4*16+2+1=67 ，然后将60，67 分配给文件 ⑵若要释放磁盘的第300块，应如何处理? 012345678910111213141 5 01111111111111111 11111111111111111 21101111111111111 31111110111101111 40000000000000000 5 6 首先计算100块位示图对应位置 字号：[(100-1)/16]=6，位：[(100-1)%16]=3 然后将第6字第3位置0 9 、假定磁盘转速为6000r/min ，磁盘格式化时每个盘面被分为8 个扇区，现有一个文件共有 A ——H 八个逻辑记录要存放在同一磁道上供处理程序使用，假设每个记录的大小与扇区的大小相同，处理程序每次从磁盘读出一个记录后要花 2.5ms 的时间。若忽略其他辅助时间，请回答下列问题： 1. 在假设已经顺序存放好这8 个记录，那么读出该文件需要多少时间？ 2. 采用一个优化的数据存放方法，画出各个记录的存放位置，计算该文件的读出时间，并与 1 进行比较说明。 见课本233 10 、存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10个地址项为一次间接地址，第11 个地址项为二次间接地址，第12 个地址项为三次间接地址。如果每个盘块的大小为4K 字节，若盘块号需要用4 个字节来描述，请问该系统中允许的文件最大长度是多少？ 计算方法同 5 题 由题意可得，每个盘块最多存放4K/4 = 1K个盘块地址。 4K X( 10 + 1K + 1K X 1K + 1K X 1K X 1K )= 40K + 4M + 4G + 4T = 11 、UNIX 系统采用空闲块成组连接的方法管理磁盘空闲空间，图中是采用 UNIX 操作系统的某系统的空闲块成组连接示意图，问此时若一个文件A 需要5 个盘块，则系统会将哪些盘块分配给它？若之后有个文件 B 被删除，它占用的盘块块号为333 、334 、404 、405 、782 ，则回收这些盘块后专用块的内容如何？ 图某系统磁盘空闲块情况 分配给它12、56、49、50和51盘块；回收这些盘块后专用块的内容为: 12、实现文件系统时，为加快文件目录的检索速度，可利用“文件控制块分解法”。假设目录文件分解前占用n个盘块，分解后改用m个盘块存放文件名和文件内部号，请给出访问磁盘次数减少的条件。 访问磁盘次数减少的条件为： (n + 1)/2 > (m+1)/2+1 即m v n -2 14、假设计算机系统采用CSCAN(循环扫描)磁盘调度策略，使用2KB的内存空间记录16384个磁盘的空闲状态 ⑴请说明在上述条件如何进行磁盘块空闲状态的管理 ⑵设某单面磁盘的旋转速度为每分钟6000 转，每个磁道有100 个扇区，相临 磁道间的平均移动的时间为1ms 。若在某时刻，磁头位于100 号磁道处，并沿着磁道号增大的方向移动，磁道号的请求队列为50 ，90 ，30 ，120 对请求队列中的每个磁道需读取 1 个随机分布的扇区，则读完这个扇区点共需要多少时间？需要给出计算过程。 1. 2KB = 2*1024*8bit = 16384bit 。因此可以使用位图法进行磁盘块空闲状
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