操作系统设备管理文件系统接口习题.pdf

2.5 设备管理设备管理 一、单项选择题 【例 5- 1】I/O 系统结构分为四级： （1）设备控制器（2）I/O 设备（3）存储器（4）I/O 通 道，按级别由高到低的顺序是( )。 A （2）-（4）-（1）-（3） B （3）-（1）-（4）-（2） C （2）-（1）-（4）-（3） D.（3）-（4）-（1）-（2） 解析：在具有通道的计算机系统中，存储器、通道、设备控制器和 I/O 设备之间采用四级连 接、三级控制，如图 2.3 所示。 答案：D。 图 2.3 单通道 I/O 系统 【例 5- 2】在下面的 I/O 控制方式中，需要 CPU 干预最少的方式是( )。 A程序 I/O 方式 B中断驱动 I/O 控制方式 C直接存储器访向 DMA 控制方式 DI/O 通道控制方式 解析：在早期的计算机系统中，采用程序 I/O 方式；当在系统中引入中断机制后，I/O 方式 发展为中断驱动控制方式，这种方式在 I/O 传输每个数据的过程中，无需 CPU 干预，仅当输 完一个数据时， 才需 CPU 花费极短的时间去做这些中断处理； 此后， 随着 DMA 控制器的出现， 又使 I/O 方式从以字节为单位的传输扩大到以数据块为单位进行传输， 仅在传输一个或多个 数据块开始或结束时，才需要 CPU 干预；而 I/O 通道可进一步减少 CPU 的干预，把对一个数 据块的读（或写）为单位的干预，减少为对一个数据块的读（或写）及有关的控制和管理为 单位的干预。 答案：D。 【例 5-3】表 2-14 是一段简单的通道程序，则四个选项中叙述不正确的是( )。 表 2-14 通道程序 操作 P R 计数 内存地址 WRITE 0 1 90 743 WRITE 0 1 100 250 READ 0 1 230 1200 WRITE 0 0 120 400 WRITE 0 1 120 350 存储器 通道1 通道2 控制器1 控制器2 控制器3 控制器4 设备1 设备2 设备3 设备4 设备5 设备6 设备7 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 READ 1 1 70 2000 A该段通道程序包括六条、两类通道指令 B这些指令涉及的数据内存地址有相邻接的地方 C该段通道程序共处理了五条记录 D记录最大为 230 个字节 解析：在通道程序中，每一行就是一条指令；该段通道程序包括了 WRITE 和 READ 两类通道 指令，故选项 A 正确。第二条和第五条指令数据内存地址在 350 相邻接，因此选项 B 正确。 R 是记录结束标志，R=0 表示本通道指令与下一条通道指令所处理的数据同一个记录，R=1 表示处理记录的最后一条指令，因此 R=1 的个数就是处理的记录个数，该题目为五条，所以 选项 C 是正确的。因为第四条记录为 240 个字节(120+120)，它才是最大记录，所以选项 D 错误。 答案；D。 【例 5- 4】某系统中，采用中断驱动 I/O 控制方式，假设中断时，CPU 用 1ms 来处理中断请 求， 其它时间 CPU 完全用来计箕， 若系统时钟中断频率为 100Hz， 则 CPU 的利用率为( )。 A60% B70% C80% D90% 解析：时钟周期1/100=0.01s=10ms CPU 利用率1-1ms/l0ms=90% 答案：D。 【例 5- 5】某操作系统采用双缓冲传送某磁盘数据，设从磁盘将数据传送到缓冲区所用时间 为 T1，将缓冲区中数据传送到用户区所用时间为 T2(假设 T2T1，即 CPU 处理数据比数 据传送慢，此时意味着 I/O 设备可连续编入，磁盘将数据传送到缓冲区再到用户区与 CPU 处理数据可以看成在并行， 但时间花费取决于 CPU 最大花费时间， 则系统所用总时间为 T3。 (2)如果 T3T1，即 CPU 处理数据比数据传送快，此时 CPU 不必等待 I/O 设备，磁盘将数据 传送到缓冲区与缓冲区中数据传送到用户区再 CPU 处理数据可以看成在并行， 则时间花费取 决于磁盘将数据传送到缓冲区所用时间 T1。 答案：D。 【例 5- 6】为了使多个进程有效地同时处理输入和输出，最好使用（ ）结构的缓冲技 术。 A单缓冲区 B双缓冲区 C闭缓冲区环 D缓冲池 解析：在现代操作系统中，几乎所有 I/O 设备与处理器（内存）交换数据时，都使用了缓冲 技术。因为提高 I/O 设备的利用率，在很大程度上都需要借助于缓冲技术来实现。缓冲管理 的主要功能是组织好这些缓冲区，并提供获得和释放缓冲区的手段。 答案：D。 【例 5- 7】下面关于设备独立性的叙述中，正确的是（ ） 。 A设备独立性是指 I/O 设备具有独立执行 I/O 功能的一种特性 B设备独立性是指用户程序独立于具体使用的物理设备的一种特性 C设备独立性是指能独立实现设备共享的一种特性 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 D设备独立性是指设备驱动独立于具体使用的物理设备的一种特性 解析：设备独立性是指用户设备独立于所使用的具体物理设备，即在用户程序中要执行 I/O 操作时，只需用逻辑设备名提出 I/O 请求，而不必局限于某特定的物理设备。 答案：B。 【例 5- 8】设备管理的主要程序之一是设备分配程序，当进程请求在内存和外设之间传送信 息时，设备分配程序分配设备的过程通常是（ ） 。 A先分配设备，再分配控制器，最后分配通道 B先分配控制器，再分配设备，最后分配通道 C先分配通道，再分配设备，最后分配控制器 D先分配通道，再分配控制器，最后分配设备 解析：在单通道 I/O 系统中，按照如下步骤分配设备： （1）分配设备。根据进程所提出的设 备名来检索系统设备表， 从中找到该物理设备的设备控制块， 根据设备控制块的状态决定是 否分配该设备。 （2）分配控制器。当系统把设备分配给要求的 I/O 进程后，从设备控制表中 的控制器指针找到与此设备相连的控制器表，再检查该表的状态信息进行分配。 （3）分配通 道。 通过控制器控制块找到与此控制器相连的通道表， 从中了解此通道的状态信息进行分配。 答案：A。 【例 5-9】下列关于 SPOOLing 技术的叙述中，不正确的是（ ） 。 ASPOOLing 系统中不需要独占设备 BSPOOLing 使独占设备变成共享设备 CSPOOLing 系统加快了作业的执行速度 DSPOOLing 实现了虚拟设备功能 解析：SPOOLing 技术应以外存空间作为物质基础，同时应该至少有一台独占设备实现输入/ 输出，因此选项 A 错误。SPOOLing 技术将外存空间模拟成多台独占设备，从功能上看，它 将一台独占设备变成多台共享设备， 选项 B 正确。 SPOOLing 技术将独占设备变成共享设备， 使进程避免长期等待 I/O 操作的完成，因此加快了作业的执行速度，选项 C 正确。宏观上， SPOOLing 系统虽然是多个进程同时使用一台独占设备，而对每一个进程而言，都认为自己 是独占了一个设备。因此，SPOOLing 系统实现了将独占设备变换为若干个对应的逻辑设备 的功能，选项 D 正确。 答案：A。 【例 5- 10】设备驱动程序是系统提供的一种通信程序，它专门用于在请求 I/O 的进程与设 备控制器之间传输信息。下面的选项中不是设备驱动程序功能的是( )。 A检查用户 I/O 请求的合法性 B及时响应由控制器或通道发来的中断请求 C控制 I/O 设备的 I/O 操作 D了解 I/O 设备的状态，传递有关参数，设置设备的工作方式 解析：在计算机系统中，具体 I/O 设备的 I/O 操作是在设备控制器的控制下进行的。通常， I/O 操作所要完成的工作较多，需要一定的时间，此时驱动程序进程把自己阻塞起来，直至 中断到来时才将它唤醒。 答案：C。 【例 5-11】一个计算机系统配置有 3 台打印机，2 台绘图仪。为了正确驱动这些设备，系统 应该提供（ ）个设备驱动程序。 A1 B2 C3 D5 解析： 因为打印机与绘图仪属于两种不同类型的设备， 系统只要按照设备类型配置驱动程序 即可。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 答案：B。 【例 5-12】设磁盘的转速为 3000 转/分，盘面被划分为 10 个扇区，则读取一个扇区的时间 为（ ） 。 A1 ms B2 ms C5 ms D20 ms 解析：据题意，磁盘每分钟转 3000 转，若以秒为单位，则每秒转 3000/60=50 转。而盘面被 分为 10 个扇区，则每秒磁头读取 5010=500 个扇区。因此读取一个扇区花费的时间为 1/500=0.002 秒，即 2ms。 答案：B。 【例 5-13】设某磁盘启动时间为 3ms，磁头移动一条磁通所用时间为 0.3 ms，则磁头移动 100 条磁道所花费的寻道时间为( )。 A33ms B330ms C36ms D32.7ms 解析：寻道时间 Ts：m*n+s=0.3*100+3=33ms 其中 m 为磁头移动一条磁道所用时间，n 为磁头移动磁道条数，s 为磁盘启动时间。 答案：A。 【例 5-14】设某磁盘旋转速度为 3600r/min，一条磁道上的字节数 15K，每次读写 1KB 字节 的数据传输时间为( )。 A1.1ms B83ms C16.7ms D60ms 解析： 磁盘数据传输时间 Ttb/rN1K*16.7/15K1.1ms 其中 b 为每次读写的字节数，r 为磁盘旋转速度，N 为一条磁道上的字节数。 答案：A。 【例 5-15】下列磁盘调度算法中，会造成磁头随时会改变运动方向的是( )。先来先 服务磁盘调度算法；最短寻道时间优先磁盘调度算法；扫描磁盘调度算法；循环扫描 磁盘调度算法。 A B C和 D和 分析：和规定磁头单向移动，所以磁头不会随时会改变运动方向。 答案：C。 二、综合应用题 【例 5- 16】使为什么要引入 SPOOLing 系统？实现 SPOOLing 技术系统需付出哪些代价？使 用 SPOOLing 技术有什么好处？ 答案：所有字符设备都要独占设备并且是慢速设备，本质上属于顺序存取设备，并且在数据 交换完成之前， 其他进程不能同时访问这台设备。 当一个进程正在使用这类设备进行一次大 量的数据交换时， 其他需要同时访问该设备的进程就要等待较长的时间， 系统正是针对从而 降低了整个系统的并发能力。SPOOLing 系统正是针对这一问题引入的一种设备管理技术， 它的意思是外部设备联机并行操作。 其核心思想是利用一台可共享的、 高速大容量的块设备 （磁盘）来模拟独占设备的操作，使一台独台设备变为多台可并行使用的虚拟设备，即把独 占设备变成逻辑上的共享设备。 实现 SPOOLing 技术系统需付出的代价有： （1）占用大量内存作为外设间传送用的缓冲区，系统所用的表格页占用不少内存空间； （2）占用大量磁盘空间用作输入和输出； （3）增加了系统的复杂性。 使用 SPOOLing 技术的好处有： （1） 字符设备和各虚拟设备之间的数据交换由 SPOOLing 进程统一调度实施， 而且这种数据 交换以并行方式进行，系统呈现出高度的并行性。 （2）用户使用的是虚拟设备，可以减少用户进程的等待时间。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 【例 5- 17】假定磁盘有 200 个柱面，编号为 0199，在完成了磁道 108 处的请求后，当前磁 道正在 145 处为一个请求服务。 若请求队列的先后次序是 86， 147， 91， 176， 90， 150， 105， 175， 132。 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 （先来先服务） 、 SSTF （最短寻道时间优先） 、 SCAN （磁盘扫描） 算法完成上述请求， 写出存取臂移动的顺序， 并计算磁头移动总量（走过多少柱面）？ 解析：这是磁盘调度算法中最常见的考核形式。FCFS 算法按照进程请求访问磁盘的先后次 序进行服务；SSTF 算法优先选择距离当前磁头最近的访问请求进行服务，主要考虑寻道优 先； SCAN 算法则优先为在磁头当前移动方向上、 与当前磁头所在磁道最近的请求进行服务。 答案：采用先来先服务 FCFS 算法调度时，磁头的移动顺序是： 145861479117690150105175132 磁头的移动总量： （145- 86）+（147- 86）+（147- 91）+（176- 91）+（176- 90）+（150- 90）+ （175- 150）+（150-132）=448。 采用最短寻道时间优先 SSTF 算法调度时，磁头的移动顺序是： 145147150132105919086175176 磁头的移动总量： （147- 145）+（150- 147）+（150- 132）+（132- 105）+（105- 91）+（91-90） +（90- 86）+（175- 86）+（176- 175）=159。 采用磁盘扫描 SCAN 算法调度时，磁头的移动顺序是： 145132105919086147150175176 磁头的移动总量： （145- 132）+（132- 105）+（105- 91）+（91- 90）+（90- 86）+（147- 86）+ （150- 147）+（175-150）+（176- 175）=149。 【例 5-20】假定磁盘的存取臂当前处于 6 号柱面上，如表 2-16 所示。有 6 个请求者等待访 问磁盘，试列出最省时间的响应顺序。 表 2-16 序号 柱面号 磁道号 块号 1 7 6 3 2 5 5 6 3 15 20 6 4 7 4 4 5 20 9 5 6 5 15 2 解析： 本题主要考查移臂调度和旋转调度的相关内容。 题目只要求给出最省时间的相应序列， 因此对具体算法没有限定。 解题时要注意分清移臂调度和旋转调度的顺序 （磁道号无需考虑） 。 由于移臂时间在磁盘的整个访问时间中占主要地位，因此应首先予以考虑。 由题意，当前磁盘的存储臂在 6 号柱面，根据访问顺序，可以看出，采用 65715 20 顺序，移臂时间最少。由于在第 5 和第 7 柱面均有若干访问动作，所以要考虑旋转优 化。在第 5 柱面，访问的块号为 6 和 2，可以考虑访问顺序为 26；第 7 柱面，访问块号为 4 和 3，可以考虑访问顺序为 34。 答案：最省时间的响应序列为（按请求序号） ：624135。 2.6 文件系统文件系统 一、单项选择题 【例 6-1】由字符序列组成，文件内的信息不再划分结构，这类文件属于（ ） 。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 A. 流式文件 B. 记录式文件 C. 顺序文件 D. 有序文件 解析：流式文件是一组有序字符的集合，是典型的无结构文件；记录式文件是一组有结构的 记录集合，在这种文件中，记录是操作的基本单位。而顺序文件和有序文件都有可能属于记 录式文件。 答案：A。 【例 6-2】下列哪一个文件和其它三种文件在逻辑结构上根本不同( )。 A库函数文件 B数据库文件 C可执行程序文件 D源程序文件 解析：选项 A、C、D 从文件的逻辑结构上说属于无结构文件，而选项 B 属于有结构文件。 答案：B。 【例 6-3】逻辑文件存放在磁带上应组织成（ ） 。 A顺序文件 B. 链接文件 C. 索引文件 D. 直接文件 解析： 磁带是典型的顺序存储设备， 顺序存储设备是严格依赖信息的物理位置进行定位和读 /写的存储设备。顺序存储设备只有在前面的物理块被存取访问过之后，才能存取后续的物 理块内容，即只有当第 5 块被存取之后，才能对第 6 块进行存取操作，因此在其上的逻辑文 件必须组织成顺序文件，以便于读取。 答案：A。 【例 6-4】有一个顺序文件含有 10000 个记录，同样记录的索引顺序文件的检索效率大约是 该顺序文件检索效率的( )。 A200 倍 B100 倍 C50 倍 D10 倍 解析：如果一个顺序文件中所含有的记录为 N，则为检索到具有指定关键字的记录，平均需 要查找个 N/2 记录；但对于索引顺序文件，因为能检索到具有指定关键字的记录，平均只需 要查找 SQRT(N)个记录， 因而其检索教率约是一般顺序文件的 SQRT(N)/2 按上式带入， 即 50 倍。 答案：C。 【例 6-5】文件信息的逻辑块号到物理块号的变换方法是由文件的（ ）决定的。 A. 逻辑结构 B. 物理结构 C. 页表 D. 分配算法 解析： 文件的物理结构是指文件在存储介质上的存放方法， 即存储文件信息的物理块按什么 方式组织。 它决定了文件信息在存储设备上的存储位置， 从而也决定了逻辑地址到物理地址 的变换。 答案：B。 【例 6-6】 在文件系统中， 文件的不同物理结构有不同的优缺点。 在下列文件的物理结构中， （ ）不具有直接读写文件任意一条记录的能力。 A. 顺序结构 B. 链接结构 C. 索引结构 D. Hash 结构 解析： 对于由等长记录所构成的顺序文件， 可以使用记录号记录长度来直接定位该记录的 读写位置； 而索引和 Hash 结构文件可分别通过查索引表和 Hash 变换直接找到记录在文件中 的读写位置。只有链接结构的文件需通过搜索记录链表才能定位记录的读/写位置，它不具 有直接读写文件位置中任意一条记录的能力。 答案：B。 【例 6-7】下列叙述中正确的是（ ） 。 A. 在磁带上的顺序文件中插入新的记录时，必须复制整个文件 B. 由于磁带的价格比磁盘便宜，用磁带实现索引文件更经济 C. 在索引顺序文件的最后添加新的记录时，必须复制整个文件 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 D. 顺序文件是利用磁带的特有性质实现的，因此顺序文件只有存放在磁带上 解析：磁带是一种典型的顺序存取设备，只有当前面的物理块被存取访问之后，才能存取后 续的物理块，所以用磁带实现非顺序文件是很不方便的；另外，对于顺序文件，其中的信息 是按顺序依次存放的，中间不留间隙。因此，在磁带上的顺序文件中插入新记录时，必须复 制整个文件。而向索引顺序文件的最后添加新记录时，只要将该记录存入任何空闲物理块， 并填写相应的索引表即可。顺序文件可以存放在任何存储介质上。 答案：A。 【例 6-8】在有直接存取需求和文件长度动态增长的情况下，宜选择下列哪种文件形式 ( )。 A顺序文件 B链接文件 C索引文件 D库文件 解析：顺序文件不利于文件长度动态增长；链接文件则不具有直接存取的能力；库文件很少 有文件长度动态增长的情况， 因其往往只允许调用而不允许改动。 索引文件可以满足直接存 取和文件长度动态增长两个需求。 答案：A。 【例 6-9】从对文件信息的存取次序考虑，存取方式包括顺序存取和随机存取。下面不属于 存取方式选择因素的是（ ） 。 A. 使用文件的方法 B. 存储介质的特性 C. 存储设备的类型 D. 文件的长度 解析：文件采用哪种存取方式，主要取决于两个方面的因素：一是与怎样使用文件有关；二 是与存储介质的特性有关。而且存储设备的类型直接与存储介质的特性有关。 答案：D。 【例 6-10】在文件系统中，若文件的物理结构采用顺序结构，则文件控制块中关于文件的 物理位置应包括（ ） 。 A. 只有首块地址 B. 首块地址和文件长度 C. 首块地址和索引表地址 D. 文件长度和索引表地址 解析：顺序文件是把逻辑上连续的文件信息依次存放到连续的物理块中，所以，只要在文件 控制块 FCB 中存放分配给它的第 1 个物理块块号和分配块的个数即可。 答案：B。 【例 6-11】一般来说，文件名及属性可以收纳在（ ） 中以便查找。 A. 目录 B. 索引 C. 字典 D. 作业控制块 解析：在现代操作系统中，通常都要存储大量的文件，为了能有效地管理这些文件，必须对 它们加以妥善的组织，以做到用户只需向系统提供所需访问文件的名字，便能快速地、准确 地找到制定文件。为此，系统为所有存入系统的文件建立一张登记表，每一个文件在该表中 有一个表目， 表目的内容至少包括文件名和其所存储的物理地址， 这样的表通常称为文件目 录，当用户要查找某文件及相关属性时，只要搜索文件目录即可。 答案：A。 【例 6-12】下面关于文件目录组织的说法中错误的是（ ） 。 A. 文件目录由若干目录项组成，目录项中包括存取控制、文件结构、管理等信息 B. 一级目录结构是最简单的目录结构， 所有文件都登记在同一个文件目录中， 其结构简单、 管理方便、允许重名，适用于微型机单用户系统 C. 在二级目录结构中，第 1 级是文件主目录，第 2 级是用户文件目录，用户名和文件名 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 联合起来作为各文件的标识 D. 树形文件目录是一种多级文件目录结构，允许文件重名，便于文件分类、快速检索和存 取控制 解析：文件目录由若干目录项组成，目录项中包括存取控制、文件结构、管理等信息；一级 目录结构是最简单的目录结构，所有文件都登记在同一个文件目录中，其结构简单、管理方 便，但不允许文件重名，适用于微型机单用户系统；在二级目录结构中，第一级是文件主目 录，第二级是用户文件目录，用户名和文件名联合起来作为各文件的标识；树形文件目录是 一种多级文件目录结构，它允许文件重名，便于文件分类、快速检索和存取控制。 答案：B。 【例 6- 13】下面关于文件的相对路径名和绝对路径名的说法中错误的是（ ） 。 A. 绝对路径名指出了从根目录开始到指定文件的路径 B. 相对路径名指出了从当前路径出发到指定文件的路径 C. 在任何系统中，使用相对路径名都比绝对路径名简单，查找文件的时间少 D. 路径名由文件所属的各级子目录名和文件名中间加分隔符组成 解析： 绝对路径名指出了从根目录开始到指定文件的路径， 相对路径名指出了从当前路径出 发到指定文件的路径， 路径名由文件所属的各级子目录名和文件名中间加分隔符组成。 因此 选项 A、B、D 是正确的。选项 C 的说法在一般情况下成立，但有时不一定成立。 答案：C。 【例 6- 14】某空闲存储区采用位示图法管理，设位示图每行 16 位，则盘块号为 26 所对应 的行和列为( )。 A1，19 B2，9 C2，10 D3，10 解析：位示图中将盘块号 b 转换成位于图中的行号 i 和列号 j 的转换公式为： i=(b-1)/n+1,j=(b-1)MODn+1。其中，n 为位示图中行所占的位数，为取整操作， MOD 为取模操作。 答案：C。 【例 6- 15】某软盘容量为 1.2M，其文件分配表 PAT 需要占用多少内存空间（） 。 （假设磁盘 块的大小为 1K) A1K B1.2K C.1.8k D.2K 解析：由磁盘块的大小为 1K、软盘容量为 1.2M 可知： 软盘共有磁盘块数目=1.2M/1K=1.2*1024K/1K=1.2K(个) 由于 1.2K4K，所以 1.2K 个磁盘块要用 12 位二进制表示，即每个文件分配表的表目为 128=1.5 个字节。文件分配表 FAT 需要占用的内存空间=1.5*1.2K=1.8K。 答案：C。 【例 6- 16】下面关于文件共享的说法中正确的是（ ） 。 A. 在一级、二级、树形即多级文件目录结构中，只有树形文件目录结构才具有文件共享的 基础并实现了文件共享 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 B. 一级目录结构允许文件共享 C. 二级目录结构允许文件共享 D. 一级、二级、树形目录结构都允许文件共享 解析： 在一级、 二级、 树形即多级文件目录结构中， 除了一级目录结构较难实现文件共享外， 二级、多级 （又称树形） 文件目录结构都可以实现文件共享。 答案：C。 【例 6- 17】实现文件保护的措施不包括（ ） 。 A. 要防止系统故障造成的文件破坏，可以采用建立副本和定时转储的方法 B. 要防止错误使用共享文件造成的错误，可以为文件建立使用权限，从而实现保护 C. 要防止错误使用共享文件造成的错误，可以采用树形文件目录、存取控制表、规定 文件使用权限等方式 D. 隐藏文件目录 解析：实现文件保护的措施一般可以从两方面考虑，即防止系统故障，包括软件、硬件故障 造成的破坏和防止用户共享文件可能造成的破坏； 前者可以采用建立副本和定时转储的方法， 后者可以采用树形文件目录、存取控制表、规定文件使用权限等方式。 答案：D。 【例 6- 18】操作系统为保证未经文件拥有者授权，任何其他用户不能使用该文件所提供的 解决方法是（ ） 。 A. 文件保护 B. 文件保密 C. 文件转储 D. 文件共享 解析：文件保护是指防止文件被用户有意无意地破坏，或者因故障造成文件的破坏等。保护 文件的方法通常是建立副本或定时转储。 文件的保密是防止未经授权的用户盗用文件， 一般 通过对每个文件的不同用户设置不同的权限来解决。 而文件共享是指不同用户或同一用户的 不同进程使用同一个文件。 答案：B。 【例 6- 19】下列选项中，( )不是删除文件中所需要完成的工作。 A释放文件所占用的存储空间 B在目录中删除该文件相应的目录项，即文件控制块 C若文件为共享文件，还要对共享设置进行处理 D对文件原存储单元全部清零 解析：文件的删除一般是一种逻辑上的删除，选项 A、B、C 是其很好的总结。一船来说文件 删除并不是像 D 那样对文件本身数据进行处理， 实际在删除完一刻， 文件数据还在其原来存 储空间位置。因此，只要被删除文件存储空间不被覆盖使用，是可以恢复原文件的。 答案：D。 【例 6- 20】下面关于辅助存储器的描述中错误的是（ ） 。 A. 磁盘和磁带是最常用的辅助存储器 B. 磁带适合于顺序存取，主要用于备份、存放不经常使用的信息等 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 C. 磁盘有软盘、硬盘和光盘之分，其存取速度依次增高 D. 磁盘可以高速地存取信息，适合于随机存取，存放经常使用的信息 解析：磁盘和磁带是最常用的辅助存储器。磁带适合于顺序存取，主要用于备份、存放不经 常使用的信息等；磁盘可以高速地存取信息，适合于随机存取，存放经常使用的信息。磁盘 有软盘、硬盘和光盘之分，软盘的存取速度最低，硬盘的存取速度最高，光盘的存取速度比 硬盘慢，但造价低、装卸方便。 答案：C。 二、综合练习题 【例 6- 21】有一个计算机系统采用如图 2.4 所示的位示图（行号、列号均从 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，说明具体的分配过程。 （2）若要释放盘块的第 300 块，应如何处理？ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 2 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 4 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 6 图 2.4 位示图 解析：位示图是利用二进制的一位来表示文件存储空间一块的使用情况。 答案： （1）为文件分配两个盘块的过程如下： 顺序检查上图中的位示图， 从中找到第一个值为0的二进制位， 得到其行号i1=1， 列号j1=13； 再找到第二个值为 0 的二进制位，得到其行号 i2=2，列号 j2=2。 计算出找到的两个空闲盘块号分别为： b1=i116+j1+1=29 b2= i216+j2+1=35 修改位示图，令 map1,13=map2,2=1，并将对应盘块 29、35 分配出去。 （2） 释放磁盘的第 300 块， 首先应计算出磁盘第 300块所对应的二进制位的行号 i 和列号 j： i=(300- 1)/16=18，j=(300- 1)mod16=11 修改位示图，令 map18,11=0，表示对应块为空闲块。 【例 6-24】试述成组链接法的基本原理。在系统按异步方式运行时，应对成组链接法所使 用的堆栈采取何种措施？为什么？ 解析：在 UNIX 系统中，空闲块管理采用一种改进的空白块链接法。它把空白块分组，通过 指针把组与组之间链接起来，这种管理空白块的方法被称为成组链接法。 答案：成组链接法首先把文件存储设备中的所有的空闲块按 50 块划分为一组。组的划分为 从后往前顺次划分。 其中每组的第一块用来存放前一组中各块的块号和总块数。 由于第一组 的前面已无其他组存在，因此，第一组的块数为 49 块。不过由于存储设备的空闲块不一定 正好是 50 的整数倍， 因而最后一块的块数将不足 50 块， 且由于该组后面已无另外的空闲块 组，所以该块的物理块号和总块数只能放在管理文件存储设备用的文件资源表中。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 在成组链法对文件设备进行了上述分组之后， 系统可根据申请者的要求进行空闲块的分 配，并在释放文件时回收空闲块。其释放与回收过程如下： 首先， 系统在初启时把文件资源表复制到内存， 从而使文件资源表中放有最后一组空闲 块块号和总块数的堆栈进入内存， 并使得空闲块的分配与释放可以在内存中进行。 与空闲块 块号与总块数相对应，用于空闲块分配与回收的堆栈有栈指针 Ptr，且 Ptr 的初值等于改组 空闲块的总块数。当申请者提出空闲块要求 n 时，按照后进先出的原则，分配程序在取走 Ptr 所指的块号之后，再做 Ptr=Ptr-1 的操作。这个过程一直持续到所要求的 n 块都已分配 完毕或堆栈中只剩下最后一个空闲块的块号。 当堆栈中只剩下一个空闲块号时， 系统启动设 备管理程序，将该块中存放的下一组的块号与总块数读入内存之后，将该块分配给申请者。 然后，系统重新设置 Ptr 指针，并继续为申请者进程分配空闲块。文件存储设备的最后一个 空闲块中设置有尾部标志，以指示空闲块分配完毕。 如果用户进程不再使用有关文件并删除这些文件时， 回收程序将回收装有这些文件的物 理块。成组链接法的回收过程仍利用文件管理堆栈进行回收。在回收时，回收程序先做 Ptr=Ptr+1 的操作，然后把回收的物理块号放入当前指针 Ptr 的位置。如果 Ptr 等于 50，则 表示该组已经回收结束。 此时如还有新的物理块需要回收的话， 回收该块并启动 I/O 设备管 理程序，把回收的 50 个块号与块数写入新回收的块中，然后将 Ptr 重新置 1，另起一个新 组。 很显然，应对堆栈实行互斥访问，否则将会发生数据混乱。 【例 6-25】假定盘块的大小为 1KB，磁盘的大小为 500MB，采用显示链接分配方式时，其 FAT 需要占用多少存储空间？ 解析：FAT 的每个表项对应磁盘的一个盘块，用来存放分配给文件的下一个盘块的快号，因 此 FAT 的表项数目由物理盘块数决定，而表项的长度则由磁盘系统的最大盘块号决定（即它 必须能存放最大的盘块号） 。为了地址转换的方便，FAT 表项的长度通常取