计算机操作系统 4、文件管理.doc

一、选择题1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保存用户和系统文档 D实现对文件的按名存取2文件的逻辑组织将文件分为记录式文件和( )文件。A索引文件 B流式文件 C字符文件 D读写文件3一个文件的绝对路径名是从( )开始，逐步沿着每一级子目录向下追溯，最后到指定文件的整个通路上所有子目录名组成的一个字符串。A当前目录 B根目录 C多级目录 D二级目录4在使用文件之前必须首先( )文件。 A命名 B建立 C打开 D备份5文件使用完毕后应该( )。A释放 B关闭 C卸下 D备份6一般来说，文件名及属性可以包含在文件( )中以便查找。A目录 B索引 C字典 D作业控制块7最常用的流式文件是字符流文件，它可看成是( )的集合。A字符序列 B数据 B记录 D页面8在下列文件的物理结构中， ( )不利于文件长度动态增长。A顺序结构 B链接结构 C索引结构 DHash结构9如果文件采用直接存取方式且文件大小固定，则宜选择( )文件结构。A直接 B顺序 C随机 D索引10文件系统采用二级目录结构，这样可以( )。A缩短访问文件存储器的时间 B实现文件共享C节省主存空间 D解决不同用户之间的文件命名冲突问题11以下叙述中正确的是( )。A文件系统要负责文件存储空间的管理，但不能完成文件的物理地址的转换。B多级目录结构中，对文件的访问是通过路径名和用户目录名来进行的。C文件被划分成大小相等的若干个物理块，一般物理块的大小是不固定的。D逻辑记录是对文件进行存取操作的基本单位。12如果允许不同用户的文件可以具有相同的文件名，通常采用( )来保证按名存取的正确性。A重名翻译机构 B建立索引表 C建立指针 D多级目录结构13对记录式文件，操作系统为用户存取文件信息的最小单位是( )。A字符 B数据项 C 记录 D文件14目录文件是由( )构成的文件。APCB B进程集合 C文件控制块 D文件集合15文件管理的主要功能有：文件存储空间的管理、文件操作的管理、目录管理、存取控制和( )。A文件的保护 B文件的读写管理 C文件的读管理 D文件的写管理16在文件系统内部，给每个文件设置了( )文件控制块。A一个 B两个 C三个 D无数个17对于文件系统的磁盘空间的管理方法，学过的主要有空闲表法、空闲链表法、位示图法和（ ）。A空闲空间连接法 B成组连接法 C连接法 D以上都不对18目录文件所存放的信息是( )。A某一文件存放的数据信息 B某一文件的文件目录C该目录中所有数据文件目录 D该目录中所有子目录文件和数据文件的目录19位示图方法可用于( )。A磁盘空间的管理 B磁盘的驱动调度 C文件目录的查找 D页式虚拟存储管理中的页面调度20文件系统采用多级目录结构后，对于不同用户的文件，其文件名( )。A应该相同 B应该不同 C可以相同，也可以不同 D受系统约束21在常用的目录结构形式中，二级目录结构形式是由主文件目录和( )组成。A根目录 B子目录 C当前目录 D用户文件目录22在操作系统中，文件系统的主要目的是( )。A实现虚拟存储 B实现对文件的按名存取C实现对文件的按内存存取 D实现对文件的高速输入输出23文件系统是指( )。A文件的集合 B文件的目录集合C实现文件存取和管理的一组软件 D文件、管理文件的软件及数据结构的总体24文件系统中实现按名存取功能主要是通过( )来实现。A查找位示图 B查找文件目录 C查找作业表 D地址转换机构二、判断题1在采用树型目录结构的文件系统中，各用户的文件名必须互不相同。 2在分配磁盘空间的3种方法中，链接分配方法最慢，因为磁头可能不得不在存取文件之间移动。3文件是被命名的数据的集合体。 4顺序文件适合于建立在顺序存储设备上，而不适合建立在磁盘上。5在文件系统支持下，用户需知道文件存放的物理地址。6文件目录存放在内存的一个固定区域。7在磁盘上若将一组逻辑上连续的记录交叉间隔地安排在同一磁道上，可以节省顺序访问文件时的记录定位时间。8文件的具体实现是操作系统考虑的范畴，因而用户不必关心。9文件系统中的文件共享是指多个用户共享使用相同的一个文件副本10顺序文件是利用磁盘的特有性质实现的，因此顺序文件只有存放在磁带上。11直接访问文件也能顺序访问，但一般效率较差。12逻辑文件在外存的组织结构称为文件的物理结构。13索引顺序文件是一种特殊的顺序文件，因此通常存放在磁带上。14索引顺序文件既能顺序访问，又能随机访问。15文件的索引访问方式是一种直接访问方式。三、填空题1在文件的目录表中，每个文件在某目录项中至少应包含文件名和 。2磁盘文件目录表的内容至少应包含 和 。3从文件管理角度看，文件由 和文件体两部分组成。4按操作保护分类,可把文件分为 、 、 、 。5按用途可把文件分为 、 、 。6在文件系统中，若按逻辑结构划分，可将文件分成 和记录式文件两大类。7文件的结构就是文件的组织形式，从用户观点出发所看到的文件组织形式称为文件的 、从实现观点出发，文件在外存上的存放组织形式称为文件的 。8基本的文件物理存储组织形式有 、 和 。9文件的物理组织有顺序、 和索引。10在文件系统中，要求物理块必须连续的物理文件是 。11文件系统为每个文件另建立一张指示逻辑记录和物理块之间的对应表，由此表和文件本身构成的文件是 。12索引文件大体上由 区和 区构成；其中 区一般按关键字的顺序存放。13每个索引文件都至少有一张索引表，其中的每一个表项应包括能标识该记录的 和该记录的 。14每个索引文件都必须有一张索引表，其中每个登记项用来指出一个逻辑记录的 。15操作系统实现按名存取进行检索的关键在于解决文件名与 的转换。16磁盘与主机之间传递数据是以 为单位进行的。17用户调用 和 文件操作来申请对文件的使用权。18对操作系统而言，打开文件的主要作用是将文件 装入内存。四、简答题1什么是文件系统? 2文件系统的模型可分为三层，试说明每一层所包含的基本内容/ 画出文件系统的层次结构模型。3什么是文件的逻辑结构? 简要描述文件逻辑结构有哪些类型4什么是文件的物理结构? 在文件存储器中，文件可组织成哪几种基本的物理结构?5对空闲磁盘空间的管理常用哪几种方式?在UNIX系统中又是采用何种分配方式的?6试述成组链表法的基本原理。 7有一磁盘组共有10个盘面，每个盘面上有100个磁道，每个磁道有16个扇区。假定分配以扇区为单位，若使用位示图管理磁盘空间，问位示图需要占用多少空间?若空白文件目录的每个表目占用5个字节，问什么时候空白文件目录大于位示图?8设有一个包含2000个记录的索引文件，每个记录正好占用一个物理块，一个物理块可以存放10个索引表目，建立索引时一个物理块应有一个索引表目。试问该文件至少应该建立几级索引?9文件系统采用多重索引结构搜索文件内容。设块长为512字节，每个块号长3个字节，如果不考虑逻辑块号在物理块中所占的位置，分别求二级索引和三级索引时可寻址的文件最大长度(假设每块大小为256kB)。例1按文件的物理结构可将文件分为哪几类?并给出简要说明。答：按物理结构可将文件划分为以下3类： 顺序文件。文件中的记录被顺序地存放到连续的物理盘块中。 链接文件。文件中的记录可以被存放到不连续的物理盘块中，通过物理块中的指针将物理块连接成一个链表。索引文件。文件中的记录可以被存放到不连续的物理盘块中，通过索引表实现记录和物理块之间的映射。例2什么是文件的物理结构?在文件存储器中，文件可组织成哪几种基本的物理结构? 并给出各物理结构的简要说明。典型问题分析例1 假定盘块的大小为1KB，硬盘的大小为500MB，采用显式链接分配方式时，其FAT需占用多少存储空间? 如果文件A占用硬盘的第11、12、16、14四个盘块，试画出文件A中各盘块间的链接情况及FAT的情况。答：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：2.5X500KB=1250KB文件A中各盘块间的链接情况及FAT的情况如图所示。例2 分别解释在连续分配方式、隐式链接分配方式、显式链接分配方式和索引分配方式中如何将文件的字节偏移量3500转换为物理块号和块内位移量(设盘块大小为1KB，盘块号需占4个字节)。答：首先，将字节偏移量3500转换成逻辑块号和块内位移量：35001024得到商为3，余数为428，即逻辑块号3，块内位移量428。(1)连续分配，可从文件的FCB中得到该文件的起始物理盘块号, 例如a0，字节偏移量3500相应的物理盘块号为aO+3，块内位移量为428。(2)隐式链接，由于每个盘块中需留出4个字节(如最后的4个字节)来存放分配给文件的下一个盘块的块号，因此字节偏移量3500的逻辑块号为35001020的商3，而块内位移量为余数440 从相应文件的FCB中可获得分配给该文件的首个(即第0个)盘块的块号，如b0：然后可通过读第b0块获得分配给文件的第1个盘块的块号，如b1；再从b1块中得到第2块的块号，如b2：从b2块中得到第3块的块号，如b3。如此，便可得到字节偏移量3500对应的物理块号b3，而块内位移量则为440。(3)显式链接，可从文件的FCB中得到分配给文件的首个盘块的块号，如c0; 然后可在FAT的第c0项中得到分配给文件的第1个盘块的块号，如c1; 再在FAT的第c1项中得到文件的第2个盘块的块号，如c2；在FAT的第c2项中得到文件的第3个盘块的块号，如c3。如此，便可获得字节偏移量3500对应的物理块号c3，而块内位移量则为428。(4)索引分配，可从文件的FCB中得到索引表的地址。从索引表的第3项(距离索引表首字节12字节的位置)可获得字节偏移量3500对应的物理块号，而块内位移量为428。 例3 某个磁盘上的文件系统，采用混合索引分配方式，FCB中共有13个地址项，第09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?(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。(3)假设某文件的FCB已在内存，但其他信息均在外存，为了访问该文件中某个位置的内容，最少需要几次访问磁盘，最多需要几次访问磁盘? 答：(1)该文件系统中一个文件的最大长度可达：10 + 170 + 170X170 + 170X170X170 = 4942080块= 4942080 X 512字节=2471040KB(2)l 5000512得到商为9，余数为392，即字节偏移量5000对应的逻辑块号为9，块内偏移量为392。由于910，故可直接从该文件的FCB的第9个地址项处得到物理盘块号，块内偏移量为392。 l 15000512得到商为29，余数为152，即字节偏移量15 000对应的逻辑块号为29，块内偏移量为152。由于102910+170，而29-10=19，故可从FCB的第10个地址项，即一次间址项中得到一次间址块的地址；并从一次间址块的第19项(即该块的第5759这3个字节)中获得对应的物理盘块号，块内偏移量为152。l 150000512得到商为292，余数为496，即字节偏移量150000对应的逻辑块号为292，块内偏移量为496。由于10+170 292 10+170+170*170，而292-(10+170)=112，112170得到商为0，余数为112，故可从FCB的第11个地址项，即二次间址项中得到二次间址块的地址，并从二次间址块的第0项中获得一个一次间址块的地址，再从该一次间址块的第112项中获得对应的物理盘块号，块内偏移量为496。(3)由于文件的FCB已在内存，为了访问文件中某个位置的内容，最少需要1次访问磁盘(即可通过直接地址直接读文件盘块)，最多需要4次访问磁盘(第一次是读三次间址块，第二次是读二次间址块，第三次是读一次间址块，第四次是读文件盘块)。例5 某个系统采用成组链接法来管理磁盘的空闲空间，目前磁盘的状态如下图所示： (1)该磁盘中目前还有多少个空闲盘块?(2)请简述磁盘块的分配过程。(3)在为某个文件分配3个盘块后，系统要删除另一文件，并回收它所占的5个盘块，它们的盘块号依次为700、711、703、788、701，请画出回收后的盘块链接情况。答：(1)从图可以看出，目前系统共有四组空闲盘块，第一组为2块，第二、三组分别为100块，第四组虽记为100块，但除去结束标记0后实际只有99块，故空闲盘块总数为301块。(2)磁盘块的分配过程如下：首先检查超级块空闲盘块号栈是否已上锁，若已上锁则进程睡眠等待；否则将s_nfree减1，若s_nfree仍大于0，即第一组中不只一个空闲盘块，则将s_frees_nfree中登记的(即空闲盘块号栈栈顶的)空闲盘块分配出去。若s_nfree为0，即当前空闲盘块号栈中只剩最后一个空闲盘块，由于该盘块中登记有下一组空闲盘块的盘块号和盘块数，因此核心在给超级块的空闲盘块号栈上锁后，先将该盘块的内容读入超级块的空闲盘块号栈，再将该盘块分配出去，另外，还需将空闲盘块号栈解锁，并唤醒所有等待其解锁的进程。若s_nfree为0，而且栈底登记的盘块号为0，则表示系统已无空闲盘块可分配。(3)删除该文件，并对它的5个盘块进行回收后，空闲盘块的链接情况如图所示。练习题参考答案一、选择题1D