下载文档原格式
第六章文件管理一、选择题1.文件系统最基本的目标是（A），它主要是通过（B）功能实现的，文件系统所追求的最重要的目标是（C）。
A，C：（1）按名存取；（2）文件共享；（3）文件保护；（4）提高对文件的存取速度；（5）提高I/O 速度；（6）提高存储空间利用率。
B：（1）存储空间管理；（2）目录管理；（3）文件读写管理；（4）文件安全性管理2.在文件系统中可命名的最小数据单位是（A），用户以（B）为单位对文件进行存取、检索等，对文件存储空间的分配则以（C）为单位。
A,B,C：（1）字符串；（2）数据项；（3）记录；（4）文件；（5）文件系统。
3.按逻辑结构可把文件分为（A）和（B）两类，UNIX系统中的文件系统采用（B）。
A,B：（1）读、写文件；（2）只读文件；（3）索引文件；（4）链式文件；（5）记录式文件；（6）流式文件。
4.假定盘块的大小为1KB，对于1.2MB的软盘，FAT需占用（A）的存储空间；对于100MB的硬盘，FAT需占用（B）的存储空间。
A：（1）1KB；（2）1.5KB；（3）1.8KB；（4）2.4KB；（5）3KB。
B：（1）100KB；（2）150KB；（3）200KB；（4）250KB；（5）300KB。
5.从下面的描述中选出一条错误的描述。
（1）一个文件在同一系统中、不同的存储介质上的拷贝，应采用用一种物理结构。
（2）文件的物理结构不仅与外存的分配方式相关，还与存储介质的特性相关，通常在磁带上只适合使用顺序结构。
（3）采用顺序结构的文件既适合进行顺序访问，也适合进行随机访问。
（4）虽然磁盘是随机访问的设备，但其中的文件也可使用顺序结构。
6.从下面关于顺序文件和链接文件的叙述中，选出一条正确的叙述。
（1）顺序文件适合于建立在顺序存储设备上，而不适合于建立在磁盘上。
（2）显式链接文件将分配给文件的下一个物理盘块的地址登记在该文件的前一个物理盘块中。
（3）顺序文件必须采用连续分配方式，而链接文件和索引文件则可采用离散的分配方式。
操作系统第六章答案第六章⽂件管理1、何谓数据项、记录和⽂件P203 P204答：数据项：数据项是最低级的数据组织形式，是数据组中可以命名的最⼩逻辑数据单位，若⼲个基本数据项组成的。
记录：记录是⼀组相关数据项的集合，⽤于描述⼀个对象在某⽅⾯的属性。
⽂件：⽂件是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。
在有结构的⽂件中，⽂件由若⼲个相关记录组成；⽽⽆结构⽂件则被看成是⼀个字符流。
⽂件在⽂件系统中是⼀个最⼤的数据单位，它描述了⼀个对象集。
2、⽂件系统的模型可分为三层，试说明其每⼀层所包含的基本内容。
P206图答：1、对象及其属性：⽂件、⽬录、硬盘（磁带）存储空间；2、对对象操纵和管理的软件集合：⽂件管理系统的核⼼部分；3、⽂件系统的接⼝：命令接⼝、程序接⼝；3、试说明⽤户可以对⽂件施加的主要操作有哪些。
P207答：1、最基本的⽂件操作：创建⽂件、删除⽂件、读⽂件、写⽂件、截断⽂件、设置⽂件的读/写位置；2、⽂件的“打开”和“关闭”操作；3、其它⽂件操作；4、何谓逻辑⽂件何谓物理⽂件P208答：逻辑⽂件：这是从⽤户观点出发所观察到的⽂件组织形式，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。
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。
这不仅与存储介质的存储性能有关，⽽且与所采⽤的外存分配⽅式有关。
5、如何提⾼对变长记录顺序⽂件的检索速度P210答：对于变长记录的顺序⽂件，在顺序读或写时的情况相似，但应分别为它们设置读或写指针，在每次读或写完⼀个记录后，须将读或写指针加上Li。
Li 是刚读或刚写完的记录的长度。
6、试说明对索引⽂件和索引顺序⽂件的检索⽅法。
P211 P212答：在对索引⽂件进⾏检索时，⾸先是根据⽤户（程序）提供的关键字，并利⽤折半查找法去检索索引表，从中找到相应的事项；再利⽤该表项中给出的指向记录的指针值，去访问所需的记录。
第6章文件管理6.4习题6.4.1 基本题一．判断题(正确的在括号中记√,错误的记×)1.如果用户极其频繁地访问其当前目录中的文件,那么应将该目录放在内存。
( )2,打开文件操作的目的是建立用户和文件的联系。
（）3.连续文件的缺点之一是不便于扩充。
( )4.文件保护就是禁止对文件的进行存取。
（）5.树结构目录的层次和隶属关系清晰,有利于文件和目录的共享。
( )6.多重索引结构适合于有大量大文件的系统。
( )7.隐式链接结构可以提高文件存储空间的利用率,但不适合文件的随机存取。
( )8.访问控制矩阵比访问控制表更节约空间。
( )9.对物理文件来说,顺序文件必须采用连续分配方式,而链接文件和索引文件可采用离散分配方式。
( )10.文件系统中,所有文件的目录信息集中存放在内存的一个特定区域中。
( )二.单项选择题1.文件系统是指___________。
A.文件的集合B.文件的目录C.实现文件管理的一组软件D.文件、管理文件的软件及数据结构的总体2.按逻辑结构可把文件分为记录式文件和________两类。
A.读、写文件B.只读文件C.索引文件D.流式文件3.文件系统中文件存储空间的分配是以_______为单位进行的。
A.字B.块C.字节D.文件4.从用户角度看,引入文件系统的主要目的是_______。
A.实现虚拟存储B.保存系统文档C.实现对文件的按名存取 D,保存用户和系统文档5.一个文件系统采用二级目录结构,它的两张目录分别是__________。
A.系统目录和子目录B.根目录和子目录C.主目录和用户目录D.用户目录和子目录6、Hash文件采用的寻址方法是________。
A.计算B.比较C.索引D.顺序7.文件系统中用__________管理文件。
A.作业控制块B.外页表C.目录D.软硬件结合的方法8.可以解决文件重名问题的最简单的文件目录结构是______。
A.单级目录B.树型结构目录C.二级目录D.便于共享的目录9.为了对文件系统中的文件进行安全管理,任何一个用户在进入系统时都必须进行注册,这一级安全管理是_________安全管理。
第六章文件管理1.树形目录结构的第一级称为目录树的B。
A. 当前目录B. 根结点C. 叶结点D. 终结点2.完整路径法访问文件是从 C开始按目录访问某个文件。
A. 当前目录B. 用户主目录C. 根目录D. 父目录3.逻辑文件是B的文件组织形式。
A. 在外部设备上B. 从用户观点看C. 虚拟存储D. 目录4.根据外存设备不同，文件被划分为若干个大小相等的物理块，它是 A 的基本单位。
A. 存放文件信息或分配存储空间B. 组织和使用信息C. 表示单位信息D. 记录式文件5.在文件系统中，从文件的物理组织上看，索引文件结构中的索引表是用来 D。
A. 指示逻辑记录逻辑地址的B. 存放部分数据信息的C. 存放查找关键字项内容的D. 指示逻辑记录和物理块之间对应关系的6.在文件系统中，要求物理块必须连续的物理文件是 A 。
A. 连续文件B. 链接文件C. 索引文件D. Hash文件7.在文件系统中， A 的逻辑文件是记录顺序与物理文件中占用的物理块顺序一致。
A. 连续文件B. 链接文件C. 索引文件D. Hash文件8.目录文件中所存放的信息是 D 。
A. 某一文件存放的数据信息B. 某一文件的文件目录B. 该目录中所有数据文件的目录 D. 该目录中所有子目录文件和数据文件的目录9.在操作系统中，将文件名转换为文件存储地址，对文件实施控制管理都是通过A 来实现的。
A. 文件目录B. PCB表C. 路径名D. 文件名10.通过对用户分类和限定各类用户对目录和文件的访问权限来保护系统中的目录和文件的安全，这是指B。
A. 系统级安全管理B. 用户级安全管理C. 目录级安全管理D. 文件级安全管理11.通过设置文件的属性来控制用户对文件的访问，这是指 D 。
A. 系统级安全管理B. 用户级安全管理C. 目录级安全管理D. 文件级安全管理12. A 是指有关操作系统和其它系统程序组成的文件。
A. 系统文件B. 文档文件C. 用户文件D. 顺序文件13. B 是指将数据进行加工处理后形成的具有保留价值的文件。
操作系统课后习题答案第六章文件管理习题文件管理操作系统对文件进行管理的部分叫做（） A. 数据库系统 B. 文件系统 C. 检索系统 D 数据存储系统 2．文件系统的主要目的（）A. 实现对文件的按名存取B. 实现虚拟系统C. 提高外存的读写速度D. 用于存储系统文件 3. 下列文件中属于逻辑结构的文件是（）文件 A. 连续文件 B. 系统文件 C. 库文件 D. 流式文件 4. 文件系统用（）组织文件A. 堆栈B. 指针C. 目录D. 路径 5. 为解决不同用户文件的“命名冲突”问题，通常在文件系统中采用（）A. 约定的方法B. 多级目录C. 路径D. 索引 6.文件系统中打开文件系统调用的基本操作是（）， A. 把文件信息从辅存读到内存B. 把文件的控制管理信息从辅存读到内存C. 把文件的FAT表信息从辅存读到内存7.文件路径名是指（） A. 文件名和文件扩展名B. 一系列的目录文件和该文件的文件名C. 从根目录开始到该文件所经历的路径中各符号名的集合D. 目录文件名和文件名的集合 8.存放在磁盘上的文件（） A. 既可随机访问又可顺序访问 B. 只能随机访问 C. 只能顺序访问 D. 不能随机访问9. 用磁带作文件存储介质时，文件只能组织成（） A. 顺序文件 B. 链接文件C. 索引文件D. 目录文件 10. 位示图可用于（）A. 文件目录的查找B. 磁盘空间的管理C. 内存空间的管理D. 实现文件的保护和保密 11. 常用的文件存取方法有两种：顺序存取和（） A. 流式 B. 串联C. 有序D. 随机 12. 文件系统中若文件的物理结构采用连续结构，则文件控制块中关于文件的物理位置应该包括（）和（） 13. 使用位示图（20行，30列）表示空闲盘块状态。
当分配出去的盘块号为132时，其在位示图中的位置为？当释放的盘块号为318时，其所在位置为？（提示：行为0~19，列为0~29，首盘块号为1）14假定盘块的大小为1KB，硬盘的大小为500MB，采用显示链接分配方式时，其FAT需要占用多少存储空间？（为了地址转换方便，FAT表项长度通常取半个字节的整数倍）15．有一磁盘组共有10个盘面，每个盘面上有100个磁道，每个磁道上有16个扇区。
第六章文件管理1.文件管理应具有文件存取空间的管理，目录管理，文件的读/写管理，文件的共享和保护。
2.文件按逻辑结构可分成字符流式和记录式两种类型，现代操作系统（如UNIX）普遍采用的是其中的字符流式。
3.记录式文件把数据的组织分成数据项，记录和文件三级。
4.数据项是用来描述一个实体的某个属性；记录式用来描述一个实体的某方面（相对完整）的属性；文件用于描述一个实体集（即群体）的某方面的属性。
5.一个文件系统模型由最低层的对象及其属性，中间层的对对象进行操作和管理的软件集合和最高层用户接口三个层次组成。
6.对文件的访问有顺序访问和随机访问两种方式。
7.文件的物理结构主要有顺序结构，链接结构和索引结构三种类型，其中顺序访问效率最高的是顺序结构，随机访问效率最高的是索引结构。
8.可将顺序文件中的文件内容转入到连续的多个盘块中，此时，文件目录项的地址部分给出的是文件的首个物理块的块号。
问了访问到文件所有内容，目录项中还必须有文件长度。
9.可将链接式文件中的文件内容装入到离散的多个盘块中，并通过链接指针将它们构成一个队列，显示链接文件具有较高的检索速度。
10.对于字符流式文件，可将索引文件中的文件内容装入离散的多个盘块中，并为每个文件建立一张索引表，其中每个表项都含有逻辑块号和对应的物理块块号。
11.在利用空间链表来管理外存空间时，可有两种方式：一种以空间盘块为单位拉成一条链；另一种以空闲盘区为单位拉成一条链。
12.从文件管理的角度来看，文件时由文件控制块PCB和文件体两部分组成的；而在具体实现时，前者的信息通常以目录项和磁盘索引节点的方式存放在文件存储器上。
13.文件目录的最主要的功能是实现按名存取（文件名到物理地址的转换），故目录项的内容至少包含文件名和文件的物理地址。
14.在成组链接法中，将每一组的盘块数和该组的所有的盘块号记入前一组的最后一个盘块中；再将第一组的上述信息记入超级块的空闲盘块号栈中，从而将各组盘块链接起来。
6.1 本章知识点操作系统管理的资源有硬资源和软资源，软资源的一个重要方面指的是文件。
我们的程序和数据等都要以文件的形式存放在系统中，所以文件系统与用户的关系也最为密切。
操作系统通过管理多种存储设备来执行抽象的文件概念。
由于计算机系统需要处理的信息量太大，不可能把所有的信息全部保存到内存中，而往往将其中的绝大部分保存在外存，通常是保存在磁盘中，只有那些相对稳定（即不经常使用与修改）的信息才保存在磁带中。
然而，在多用户系统中，既要保证各用户的信息存放位置不冲突，又要防止任一用户大量占用外存空间而不使用；既要保证用户的信息不被非法窃取或破坏，又要允许在许可的情况下多个用户共享。
显然，这一切都是单个用户无法胜任的，需要有一个公共的管理机构来负责统一使用外存空间，管理外存空间的信息，这就引入了文件系统。
本章的主要知识点为：（1）文件分类文件是被命名的数据的集合体，是由操作系统定义和实施管理的抽象数据类型。
可以从不同的角度来划分文件的类型：按用途分为：系统文件、库文件、用户文件；按文件中的数据形式分为：源文件、目标文件、可执行文件；按存取权限分为：只读文件、读写文件、可执行文件；按保存时间分为：临时文件、永久文件；在UNIX/Linux和MS-DOS系统中，文件分为普通文件、目录文件和特殊文件。
而普通文件又分为ASCII文件和二进制文件两种。
不同的文件系统对文件的命名规则是不同的，通常由文件名和扩展名（即后缀）组成。
一般利用扩展名可区分文件的属性。
（2）文件系统的功能文件系统是操作系统中负责操纵和管理文件的一整套机制，它实现文件的共享和保护，方便用户“按名存取”。
文件系统为用户提供了存取简便、格式统一、安全可靠的管理各种文件信息的方法。
一般说来，文件系统应具备以下功能：文件管理（如创建/删除文件，对文件的各种操作等）、目录管理（创建/删除目录项，权限验证等）、文件存储空间的管理（如外存空间的分配与回收）、文件的共享和保护以及提供方便的对外接口（如实现按名存取，文件系统调用等）。
第21 次课教案第6章文件管理在一个计算机系统中除了包含如内存、中央处理器和各种各样的输入输出设备等硬件资源外，还有一些更重要的资源，即软件资源。
它主要包括系统程序(如编译程序、汇编程序等)、标准库函数以及大量的应用程序等。
对于这些软件资源，从管理者的角度来看，把它们看成一个个的文件，并把它们保存在某种介质上。
操作系统本身就是一个很重要的软件资源，对于操作系统只有某部分的内容常驻内存，其它大部分的操作系统程序存放在磁盘上，当需要用到某部分内容时，才将其装入内存。
此外，在计算机系统中将要安装各种应用软件，内存的空间是有限的并且不能长期保存，所以通常都是将它们保存在外存上，需要时再调入内存。
因此，为了便于管理，操作系统中提供了文件管理功能，这样不仅方便了用户，而且还可以提高资源的利用率。
文件系统是操作系统中对文件进行控制和管理的模块，也是操作系统中不可缺少的部分，本章将介绍文件、文件系统、文件的存储和检索以及共享和保护等问题。
6.1 文件和文件系统一、文件文件是在逻辑上具有完整意义的信息的集合，它以文件名作为唯一标识。
文件名以字符串的形式描述。
不同的操作系统对文件名有不同的规定，有些系统采用扩展名表示文件的属性和类型，文件名与扩展名之间用“.”分隔，例如在DOS中使用扩展名.exe 表示该文件为二进制可执行文件；有些系统通过修改文件属性描述文件的类型，而不支持扩展名，如Linux中“.”只是一个字符，该字符之后的所有字符也被认为是文件名的一部分，不能以此识别文件类型，文件类型要通过文件属性来描述，在这点上DOS和Linux不同。
文件属性通常包括：⑴文件名，文件的唯一标识，由用户按规定取名。
⑵文件类型，标志该文件的类型，如可执行文件、源文件等。
⑶文件长度，文件的大小。
⑷文件的位置，文件在设备上存放位置的地址。
⑸文件的存取控制，文件的存取权限，如可读、可写、可执行等。
⑹日期和时间：文件的创建、修改和访问的时间和日期。
二、文件类型文件分类主要是为了便于系统对不同的文件进行不同的管理，从而提高处理速度，便于保护和共享。
⒈按用途分类⑴系统文件：支持操作系统实现其基本功能的文件。
这类文件用户不能直接调用，只能由系统程序调用为用户服务。
⑵库文件：由标准子程序及若干应用程序组成。
这类文件允许用户直接调用，但不允许用户对其进行修改。
⑶用户文件：在用户操作过程中建立、保存的各种文件。
如源程序、编译连接后的目标程序、输入的数据文件、计算结果的输出文件等。
这类文件，用户可以使用操作系统提供的命令对它进行修改、删除和编辑等。
2．按文件的存取控制属性分类⑴只读文件：允许具有权限的用户读取该文件的内容，但不允许写。
⑵读写文件：允许具有权限的用户对该文件进行读和写操作，但禁止没有此权限的用户进行读写。
⑶可执行文件：只允许文件主和具有权限的用户去调用执行文件而不允许读和写文件。
⑷不保护文件：所有用户都可以使用的文件。
3．按信息流向分类⑴输入文件：只能读入的文件，例如读卡机或纸带输入机上的文件，只能读入，所以它们是输入文件。
⑵输出文件：只能写的文件，例如打印机、穿卡机等文件，只能写，所以它们是输出文件。
⑶输入输出文件：既可以读又可以写的文件，在磁盘、磁鼓、磁带上的文件。
4．按文件的逻辑结构分类⑴流式文件：文件内的信息不再划分结构，文件就是一串信息，以结束符作为文件的结束标志。
⑵记录文件：文件内的信息可再划分为多个记录，用户以记录为单位组织使用信息。
三、文件系统文件系统是计算机组织、存取和保存文件信息的系统。
文件系统一般由文件目录、文件组织、文件存储空间的管理、文件操作以及文件的共享和保护等部分组成。
高文件系统接口操作和管理对象的软件集合对象和对象属性说明低图文件系统模型6.2 文件结构文件结构是指文件的组织形式，主要分为两种：逻辑结构和物理结构，逻辑结构是从用户的角度出发，为用户提供一个结构清晰、使用方便的结构。
物理结构是从系统的角度来进行研究，主要的目的是选择一个性能良好、设备利用率高的物理文件结构。
一、文件的逻辑结构文件的逻辑结构指的是从用户的角度所看到的文件的组织形式，文件的逻辑结构通常分为两种：流式文件和记录式文件。
常用的存取方法有顺序存取、随机存取和按键存取三种方法。
二、文件的物理结构把文件在存储介质上的组织方式称为文件的物理结构，或称为物理文件。
文件在磁盘上可以有多种组织方式，常用的组织方式有顺序结构、链接结构和索引结构。
6.3 文件存储空间的管理（简介，略讲）6.4 文件目录管理建立文件系统的主要任务之一，就是让用户借助于文件系统可以很方便地访问外存。
在文件系统支持下，用户只要给出文件名，就可以进行存取访问。
文件空间的按名存取，是通过文件目录来实现的，这也正是文件目录提供的最基本的功能。
⒈文件的组成为了能够对一个文件进行正确的存取，必须为文件设置文件控制块。
文件与文件控制块一一对应，而把文件控制块的有序集合称为文件目录。
换言之，一个文件控制块就是一个文件目录项。
通常一个文件目录也被看作一个文件，称为目录文件。
⒉文件目录文件目录是用于检索文件的，它是文件系统实现按名存取的重要手段。
文件目录由若干目录项组成，每一个目录项记录一个文件的有关信息。
在目录项中除了指出文件名和文件在存储介质上的位置外，还应该包含如何控制和管理文件的信息。
有了文件目录后，当用户要求使用某个文件时，文件系统可顺序查找目录项并比较文件名，就可以找到指定文件的目录项，根据该目录项中给出的有关信息，可以进行核对使用权限等工作，并读出文件供用户使用。
因此，文件目录的组织和管理应便于检索和防止冲突。
对文件目录的管理有以下要求：⑴实现“按名存取”。
用户只需要向系统提供其需要访问的文件名，就可以快速、准确的找到指定文件在外存上的位置。
实现“按名存取”是目录管理中要提供的最基本的功能，也是文件系统向用户提供的最基本的服务。
⑵提高对目录的检索速度。
通过合理地组织目录结构的方法，可以加快对目录的检索速度，从而能够提高对文件的存取速度。
⑶文件共享。
在多用户系统中，应该允许多个用户共享一个文件。
这样就需要在外存上保留一份文件的副本，供不同用户使用，以节省大量的存储空间。
⑷允许文件重名。
系统应该允许不同的用户使用相同的名字来表示不同的文件，这样可以方便用户按照个人的习惯给文件命名和使用文件。
常用的目录结构有一级目录、二级目录和多级目录。
6.5 文件的共享和保护为了减少用户的重复劳动，免除系统复制文件的时间开销，以及节省文件占用的存储空间，操作系统提供文件共享的功能是十分必要的。
此外，为了防止文件被破坏，操作系统还要提供保护机构，实现不同的用户对文件的存储权限进行控制并提供相应的保密机制。
一、文件共享文件共享是指一个文件可以让指定的某些用户共同使用。
文件共享有许多好处，例如，免除系统复制文件的工作；节省文件占用的存储空间等。
在允许文件共享的系统中，必须对共享文件进行管理，共享文件的使用有两种情况：●不允许同时使用任何时刻只允许一个用户使用共享文件，即不允许两个或两个以上的用户同时打开一个文件。
一个用户打开共享文件后，待使用结束关闭文件后，才允许另一个用户打开该文件。
●可以同时使用允许多个用户同时使用同一个共享文件，但系统必须实现对共享文件的同步控制。
一般说，允许多个用户同时打开共享文件执行读操作，而不允许读者与写者同时使用共享文件，也不允许多个写者同时对共享文件执行写操作，以确保文件信息的完整性。
在现代计算机系统中，有些文件可供许多用户所共享，或者，有若干人在共同的为一个项目而工作，有关该项目的所有文件能供这一组人员所共享。
为此，现代计算机系统必须提供文件共享功能，即指系统应允许多个用户(进程)共享同一份文件。
早期实现文件共享的方法有：绕道法、连访法和基本文件目录表法。
现代的文件共享方法也是在早期的文件共享方法发展起来的，现代常用的文件共享方法有：基于索引结点的共享方式和基于符号链的共享方式。
二、文件保护文件的保护是指防止文件被破坏，根据不同的用户对文件进行存取权限控制和保密控制。
造成文件可能被破坏的原因，有时是硬件故障、软件失误引起的，有时是由于用户共享文件时发生错误引起的，文件系统应根据不同的情况采用不同的保护措施。
⒈防止系统故障造成的破坏文件系统必须有防止硬、软件的各种意外可能破坏文件的能力。
为此，文件系统经常采用建立副本和定时转储的方法来保护文件。
⒉防止用户共享文件可能造成的破坏对共享文件要防止非法使用文件造成的破坏，这就涉及到用户对文件的使用权限。
对文件的使用权限可以分成只准读、可读可写、只准执行和有权删除等。
可以用下面的方法规定用户使用文件的权限：⑴采用树形目录结构⑵存取控制表⑶文件使用权限6.6 文件操作和使用我们把文件系统设计的这一组功能模块称为“文件操作”，文件操作主要有以下几种：⒈“建立文件”操作⒉“打开文件”操作⒊“读文件”操作⒋“写文件”操作⒌“关闭文件”操作⒍“删除文件”操作。
