考研操作系统-文件管理(二)

考研操作系统-文件管理(二)(总分：100.00，做题时间：90分钟)一、单项选择题(总题数：35，分数：35.00)1.文件系统的主要目的______。

A．实现对文件的按名存取B．实现虚拟存储

C．提高外存的读写速度D．用于存储系统文件

（分数：1.00）

A.

√

B.

C.

D.解析：[解析]

按名存取是文件系统为用户提供的最根本的服务，正因为有了这一功能特点才使得文件分为逻辑文件和物理文件两种类型，也让用户从磁盘文件的管理中解放出来。2.下列关于索引表的叙述中，正确的是______。

A．建立索引表的目的之一是为了减少存储空间

B．索引表中含有索引文件的数据及其物理地址

C．对索引文件存取时，必须先查找索引表

D．索引表中每个记录的索引项可以有多个

（分数：1.00）

A.

B.

C.

√

D.解析：[解析]

目前，操作系统的文件系统中常采用的存储结构文件有：顺序文件(连续文件)、链接文件(串连文件)和索引文件(随机文件)。

其中，索引文件是一种文件存储不进行连续分配的方式，文件系统为每个文件建立一张批示逻辑记录和物理块之间的对应关系的表，称为索引表，文件本身和索引表组成的文件称为索引文件。索引表中每一项称为索引项，每个记录占一个索引项，索引项中含有记录的逻辑号和存放记录的物理地址。对索引文件的存储首先查找索引表，然后根据索引项的地址存储相应的物理块。索引文件的优点是只须知道索引表的首地址，就可以方便地对文件进行直接和顺序存取，方便文件操作。但索引表的建立会占用额外的存储空间和访问时间，为此可采用多级索引结构。

综上所述，建立索引表的目的是减少存储空间，显然是不正确的。对索引文件存取时必须先查找索引表方能知道逻辑记录所对应的物理块号，即物理地址，进而才可访问文件。3.从用户角度看，文件系统主要是实现______。

A．文件保护B．文件保密C．文件共享D．按名存取

（分数：1.00）

A.

B.

C.

D.

√解析：[解析]

从用户角度看，文件系统主要是实现“按名存取”。为了能正确地按名存取，文件系统应该具有如下功能。

·实现从逻辑文件到物理文件的转换。

·有效地分配文件的存储空间

·建立文件目录，文件目录是实现按名存取的一种手段，一个好的目录结构既能方便检索又能保证文件的安全。

·提供合适的存取方法以适应各种不同的应用。

·实现文件的共享、保护和保密。

·提供一组文件操作，为了保证文件系统能正确地存取和检索文件，用户必须按照一定的步骤使用文件，在计算机系统中，由文件系统提供一组文件操作供用户使用并规定用户使用文件操作的步骤。4.打开文件的具体含义是______。

A．在指定的磁盘地址上建立一个文件

B．将指定的文件目录内容复制到主存的活动文件表中

C．撤销指定文件的目录

D．修改指定文件的内容

（分数：1.00）

A.

B.

√

C.

D.解析：[解析]

系统通常将文件目录存于外存中，同时在主存中设一张活跃文件目录表，用以存放当前一段时间内需使用的文件控制块，这样，既不占用过多主存空间，又可显著减少文件在使用过程中的目录查询时间。“打开文件”系统调用通知文件系统用户要使用的相应文件，并将该文件的控制块存入主存的活跃文件目录表中。5.______具有将文件名转换为该文件在外存的物理位置的功能，这也正是文件目录所提供的最基本的功能。

A．文件目录B．一级目录C．二级目录D．树形目录

（分数：1.00）

A.

√

B.

C.

D.解析：[解析]

在现代计算机系统中，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要访问文件的名字，便能快速地、准确地找到指定文件。这主要依赖于文件目录来实现。或者说，文件目录具有将文件名转换为该文件在外存的物理位置的功能，这也正是文件目录所提供的最基本的功能。对文件目录的管理有以下要求。

·实现“按名存取”：用户只需要提供文件名，即可对文件进行存取，这是目录管理的基本功能，也是文件系统向用户提供的最基本的服务。

·提高对目录的检索速度，合理地组织目录结构，加快目录的检索速度及文件的存取速度。

·实现文件共享。在多用户系统中，应允许多个用户共享一个文件。这样，只需在外存中保留一份该文件的副本，供不同用户使用，以节省大量的存储空间并方便用户。

·允许文件重名。系统应该允许不同用户对不同文件用相同的名字，以便用户按照自己的习惯命名和使用文件。6.文件的顺序存取是______。

A．按终端号依次存取B．按文件的逻辑号逐一存取

C．按物理块号依次存取D．按文件逻辑记录的大小逐一存取

（分数：1.00）

A.

B.

√

C.

D.解析：[解析]

文件的顺序存储是指文件的逻辑记录通常连续地存储在文件存储器上。7.为了能对一个文件进行正确的存取，必须为文件设置用于描述和控制文件的数据结构，称之为______。

A．文件逻辑结构B．文件物理结构C．文件的属性D．文件控制块(FCB)

（分数：1.00）

A.

B.

C.

D.

√解析：[解析]

对一个文件进行正确的存取，必须为文件设置用于描述和控制文件的数据结构(其中包含了文件名及文件的各种属性)，称之为文件控制块(FCB)。文件管理程序借助于文件控制块中的信息，实现对文件的各种操作。文件与文件控制块一一对应，而把文件控制块的有序集称为文件目录。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是一个文件，称为目录文件。

在文件控制块中包含的信息通常有：基本信息，存取控制信息和使用信息。8.设置当前目录的主要原因是______。

A．节省主存空间B．加快文件查找速度C．节省辅存空间D．便于打开文件

（分数：1.00）

A.

B.

√

C.

D.解析：[解析]

查找文件时，一次访问可能要经过若干次间接查询才能找到最终的文件。如果目录树很大而不能都放入内存，则不仅耗费查找时间，对I/O通道也增加了压力。为此引进“当前目录”，用户欲访问某个文件就不用给出全部路径，只需给出从“当前目录”到欲查找文件之间的相对路径名。9.文件信息的逻辑块号到物理块号的变换方法也是由文件的______决定的。

A．逻辑结构．B．顺序结构C．物理结构D．索引结构

（分数：1.00）

A.

B.

C.

√

D.解析：[解析]

在文件系统中，文件的存储设备通常划分为若干个大小相等的物理块，每块长512B或1024B。与此对应，一般把文件信息也划分为与物理块大小相等的逻辑块，从而以块作为分配和传送信息的基本单位。

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快按什么方式组织，由于文件的物理结构决定了文件信息在存储设备上的存放位置，因此，文件信息的逻辑块号(逻辑地址)到物理块号(物理地址)的变换方法也是由文件的物理结构决定的，通常的文件物理结构有顺序结构、链接结构和索引结构。10.为了防止各种意外可能破坏文件，文件系统可以采用______的方法来保护文件。

A．口令和加密B．对每个文件规定使用权限

C．建立副本和定时转储D．为文件设置口令

（分数：1.00）

A.

B.

C.

√

D.解析：[解析]

文件的保护是防止文件被破坏，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，有时是由于共享文件时引起的错误，应根据不同的情况采用不同的保护措施。

为了防止各种意外可能破坏文件，文件系统可以采用建立副本和定时转储的方法来保护文件。建立副本是指把同一个文件存放到多个存储介质上，当某个存储介质上的文件被破坏时可用其他存储介质上的备用副本来替换。这种方法简单，但系统开销增大，且当文件更新时必须要改动所有的副本，也增加了系统的负担。因此，这种方法适用于容量小且极为重要的文件。另一种保护方法是定时转储，即定时地把文件转储到其他的存储介质上。当发生故障时，就用转储的文件来复原，把有故障的文件恢复到某一时刻的状态，仅丢失了自上次转储以来新修改或增加的信息。UNIX系统就是采用定时转储来保护文件，提高文件可靠性的。11.建立多级目录______。

A．便于文件的保护B．便于关闭文件C．解决文件的重名与共享D．提高系统的效率

（分数：1.00）

A.

B.

C.

√

D.解析：[解析]

当文件数目很多时，目录结构中的项也随之增加，导致多个用户的文件同时保留在该物理卷而带来“重名”问题。由于目录表是以文件名定位文件的，而所有用户文件均组织在一张目录表中，若不同用户的同名文件在目录表中同时出现，则给文件检索带来很大困难。为解决“重名”问题，引入多级目录。12.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

（分数：1.00）

A.

B.

C.

√

D.解析：[解析]

在树形目录结构中，从根目录到任何数据文件之间，只有一条唯一的通路，在该路径上从树的根(即主目录)开始，把全部目录文件名与数据文件名，依次用“/”连接起来，即构成该数据文件的路径名。系统中的每个数据文件都有唯一的路径名。用户访问文件时，为保证访问的唯一性，用户在开始时必须使用文件的路径名。13.物理文件的组织方式是由______确定的。

A．应用程序B．主存容量C．外存容量D．操作系统

（分数：1.00）

A.

B.

C.

D.

√解析：[解析]

文件的逻辑和物理结构是从两个不同的观点组织文件的结构而形成的概念。用户根据自己的需要确定文件的逻辑结构，而文件物理结构则是系统设计者根据文件存储器的特性和用户对文件的使用情况来确定的，一旦确定，就由操作系统管理。14.在文件系统中若采用一级目录结构，存在的最主要的一个问题是______。

A．目录表的大小难以确定B．磁盘容量大时，文件检索太慢

C．用户使用不方便D．“重名”问题，即文件命名冲突

（分数：1.00）

A.

B.

C.

D.

√解析：[解析]

单级目录结构的优点是简单，且能实现目录管理的基本功能——按名存取。但却存在下述一系列的缺点。

·查找速度慢。对于稍具规模的文件系统，会拥有数目可观的目录项，致使为找到一个指定的目录项要花费较多的时间。对于一个具有N个目录项的单级目录，为检索出一个目录项，需要平均查找N/2个目录项。

·不允许重名。在一个目录表中的所有文件，都不能有与另一个文件相同的名字。然而，重名问题在多道程序环境下，却又是难以避免的；即使在单用户环境下，当文件数超过数百个时，也难于记准。

·不便于实现文件共享。通常每个用户都具有自己的名字空间或命名习惯，因此，应当允许不同用户使用不同的文件名来访问同一个文件。然而，单级目录却要求所有用户都用同一个名字来访问同一文件。简言之，单级目录只能满足对目录管理的4点要求中的第2点，因而，它只适用于单用户环境。

其中，最致命的缺陷是文件命名冲突的问题。15.在Windows系统中，文件的物理结构采用______。

A．连续结构(顺序结构)B．链接结构(串联结构)

C．索引结构D．哈希表

（分数：1.00）

A.

B.

√

C.

D.解析：[解析]

一个串联结构是按顺序由串联的块组成的，即文件的信息按存储介质的物理特性存在于若干块中。

每个物理块的最末一个字(或第一个字)作为链接字，它指向后续块的物理地址。链首指针存放在该文件目录中。文件的结尾块的指针为“^”。这种文件结构不要求连续存放，对于记录式文件一块中可包含一个逻辑记录或多个逻辑记录，也可以若干物理块包含一个逻辑记录。

在windows系统中，一个文件使用的磁盘空间以簇为单位进行分配，并且将一个文件使用的全部簇组成一个链表放在FAT表(文件分配表)中。16.磁盘是可共享设备，因此每一时刻______作业启动它。

A．可以有任意多个B．能限定几个C．至少能有一个D．至多能有一个

（分数：1.00）

A.

√

B.

C.

D.解析：[解析]

启动磁盘包括读盘和写盘，对于同一数据对象，可以不限制读者的数量。17.下列文件中，属于逻辑结构的文件是______。

A．连续文件B．系统文件C．散列文件D．流式文件

（分数：1.00）

A.

B.

C.

D.

√解析：[解析]

文件的逻辑组织通常分为两种形式，即有结构文件和无结构文件。

有结构文件又称为记录式文件，它在逻辑上可被看成一组连续顺序记录的集合，即文件是由若干个相关的记录组成的。每个记录是一组相关的数据集合，用于描述一个对象某个方面的属性，如年龄、姓名、职务等。

记录式文件按其记录的长度是否相同又可分为定长记录文件和变长记录文件两种。

·定长记录文件：定长记录文件是指文件中所有记录的长度都相同。文件的长度可用记录的数目来表示。定长记录处理方便，开销小，被广泛用于数据处理中。

·变长记录文件：变长记录文件是指文件中各记录的长度不相同，如姓名、单位地址、文章的标题等，有长有短，并不完全相同。在处理之前每个记录的长度是已知的。

无结构文件是指文件内部不再划分记录，它是由一组相关信息组成的有序字符流，即流式文件。其长度直接按字节计算。如大量的源程序、可执行程序、库函数等采用的文件形式是无结构文件形式。18.下列算法中用于磁盘移臂调度的是______。

A．时间片轮转法B．LRU算法

C．最短寻找时间优先算法D．高优先级优先算法

（分数：1.00）

A.

B.

C.

√

D.解析：[解析]

对于操作系统课程中提到的各种调度算法都应熟记它们的使用环境。时间片轮转法和高优先级优先算法用于进程调度，LRU算法用于页面调度，只有最短寻找时间优先算法才是磁盘移臂调度算法。19.设文件F1的当前引用计数值为1，先建立F1的符号链接(软链接)文件F2，再建立F1的硬链接文件F3，然后删除F1。此时，F2和F3的引用计数值分别是______。

A．0、1B．1、1C．1、2D．2、1

（分数：1.00）

A.

B.

√

C.

D.解析：[解析]

为了使文件实现共享，通常在文件的索引节点中设置一个链接计数字段，用来表示链接到本文件的用户目录项的数目(引用计数值)。当新文件建立时，一般默认引用计数值为1。

硬链接可以看作是已存在文件的另一个名字，新文件和被链接文件指向同一个节点，引用计数值加1。当删除被链接文件时，只是把引用计数值减1，直到引用计数值为0时，才能真正删除文件。

软链接又叫符号链接，在新文件中只包含了被链接文件的路径名，新文件和被链接文件指向不同的节点。建立软链接文件时，文件的引用计数值不会增加。在这种方式下，当被链接文件删除时，新文件仍然是存在的，只不过是不能通过新文件访问被链接文件而己。

因此，在本题中，当建立F2时，F1和F2的引用计数值都为1。当再建立F3时，F1和F3的引用计数值就都变成了2。当后来删除F1时，F3的引用计数值为2-1=1。F2的引用计数值仍然保持不变。20.文件组织的一个主要优点是______。

A．不需要链接指针B．能实现物理块的动态分配

C．回收实现比较简单D．用户存取方便

（分数：1.00）

A.

B.

C.

D.

√解析：[解析]

随机存取文件又叫做直接存取文件，简称随机文件或直接文件。与顺序文件不同的是，在访问随机文件的时候，不需要考虑各个记录的位置，可以根据需要访问文件中的任何一个记录。

在随机文件中，每个记录的长度是固定的，记录中的每个字段的长度也是固定的。此外，随机文件的每个记录都有一个记录号。因此，在输入数据的时候，只要指定记录号，就可以把数据直接输入到指定的位置。同时，在输出数据的时候，也是只要指定记录号，就可以把指定的数据直接输出。在随机文件中，可以同时进行读/写操作，因此可以快速地查找和修改数据，不用像顺序文件那样为了修改某个数据而将整个文件读入到内存中。

综上所述，随机文件的优点就是存取灵活、方便、速度快，且容易修改，缺点是占用的空间大，数据组织复杂。21.下列文件物理结构中，适合随机访问且易于文件扩展的是______。

A．连续结构B．索引结构

C．链式结构且磁盘块定长D．链式结构且磁盘块变长

（分数：1.00）

A.

B.

√

C.

D.解析：[解析]

连续结构的优点是结构简单、存取速度快，缺点是建立文件时，要求给出文件的最大长度，不易于文件扩展。

链式结构的优点是文件可动态增加和删除，易于扩展，缺点是只适合顺序存取，必须从头开始查找，查找速度慢，而且每块都要设置链接字，破坏了物理信息的完整性。

索引结构的优点是具有链式结构的所有优点并克服了它的缺点，可随机存取，缺点是增加了索引表的空间开销，增加了一次访问磁盘的操作而降低了文件访问速度。22.假设磁头当前位于第105道，正在向磁道序号增加的方向移动。现有一个磁道访问请求序列为35，45，12，68，110，180，170，195，采用SCAN调度(电梯调度)算法得到的磁道访问序列是______。

A．110，170，180，195，68，45，35，12

B．110，68，45，35，12，170，180，195

C．110，170，180，195，12，35，45，68

D．12，35，45，68，110，170，180，195

（分数：1.00）

A.

√

B.

C.

D.解析：[解析]

SCAN算法类似电梯工作原理，即朝一个固定方向前进，经过的磁道有访问请求则马上服务，直至到达一端顶点，再掉头往回移动以服务经过的磁道，这样在两端之间往返。因此，当磁头从105道向序号增加的方向移动时，便会服务所有大于105的磁道号(从小到大的顺序)；往回返时又会按照从大到小的顺序进行服务。23.在BFD和SFD分开的系统中，SFD中应记录下列哪类信息______。

A．文件名B．文件长度C．存取权限D．物理存储位置

（分数：1.00）

A.

√

B.

C.

D.解析：[解析]

基本目录表方法把所有文件分成两部分：一部分包括文件的结构信息、物理块号、存取控制和管理信息等，并由系统赋予唯一的内部标识符来标记；另一部分则由用户给出的符号名和系统赋给文件的说明信息的内部标识组成。这两部分分别称为BFD(基本文件目录表)和SFD(符号文件目录表)。符号文件目录表中存放文件名和文件内部标识符，基本文件目录表中存放除了文件名之外的文件说明信息和文件内部标识符。24.可解决文件重名问题的最简单的目录结构是______。

A．单级目录B．树形结构目录C．二级目录D．便于共享的目录

（分数：1.00）

A.

B.

C.

√

D.解析：[解析]

在二级目录结构中，各个文件说明信息被标识成目录文件，且以用户为单位把各自的文件划分成不同的组，然后把不同组有关控制信息分别存放在主目录的目录项中，与主目录对应，用户文件的文件说明组成的目录文件，称为用户文件目录。

该结构可以实现文件按名存取、修改、删除等操作，也允许不同用户的文件重名，多个用户还可以共享某个文件。因此，可以解决文件重名问题。25.Hash文件采用的寻址方法是______。

A．计算B．比较C．索引D．顺序

（分数：1.00）

A.

√

B.

C.

D.解析：[解析]

Hash(散列)文件：是采用计算寻址结构，把链值通过某种计算处理，转换成相应记录的相应地址。计算寻址就是通过Hash函数计算后求得的地址。Hash文件的优点是不需索引，节省查找时间；缺点是需要使用Hash(散列)函数计算。26.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．字节C．文件D．块

（分数：1.00）

A.

B.

C.

D.

√解析：[解析]

文件系统中，用于文件的描述和控制并与文件一一对应的是文件控制块。文件存储空间的管理就是块空间的管理，包括空闲块的分配、回收和组织等几个问题。27.在文件系统中，用户以______方式直接使用外存。

A．逻辑地址B．物理地址C．名字空间D．虚拟地址

（分数：1.00）

A.

B.

C.

√

D.解析：[解析]

用户给出文件名，文件系统根据文件名找到在外存的地址。28.文件信息的逻辑块号到物理块号的变换是由______决定的。

A．逻辑结构B．页表C．物理结构D．分配算法

（分数：1.00）

A.

B.

C.

√

D.解析：[解析]

文件的物理结构是指文件在存储设备上的存放方法。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。29.文件系统实现按名存取主要是通过______来实现的。

A．查找位示图B．查找文件目录C．查找作业表D．内存地址转换

（分数：1.00）

A.

B.

√

C.

D.解析：[解析]

为了有效地利用文件存储空间，以及迅速准确地完成文件名到文件物理块的转换，必须把文件名及其结构信息等按一定的组织结构排列，以方便文件的搜索。文件名中对该文件实施管理的控制信息称为该文件的文件说明，并把一个文件说明按一定的逻辑结构存放到物理存储块的一个表目中。利用文件说明信息，可以完成对文件的创建、检索以及维护。我们把一个文件的文件说明称为该文件的目录项，每个文件都有其目录项，它们共同组成文件目录。30.文件索引表的主要内容包括关键字(记录号)和______。

A．内存绝对地址B．记录相对位置C．记录所在的磁盘地址D．记录逻辑地址

（分数：1.00）

A.

B.

C.

√

D.解析：[解析]

索引结构的文件，其索引表中主要应包含“记录号”和“该记录存放的磁盘地址”两项内容，对这种结构的文件既可按顺序访问，又可按随机方式访问。31.磁盘上空闲块的管理方法，通常可采用空闲块链接法和______。

A．位示图法B．逻辑文件法C．物理文件法D．索引文件法

（分数：1.00）

A.

√

B.

C.

D.解析：[解析]

当要建立一个文件时文件系统必须能够为文件分配存储空间，而当某个文件不再需要时能够收回它们所占的存储空间，这依赖于对空闲块的管理方法。通常采用位示图法、空闲块链接法实现对空闲块的管理。

(1)位示图法。用一张位示图来指示磁盘存储空间的使用情况，磁盘分块后，根据可分配的总块数决定位示图由多少位组成，它的每一位与一块对应，“1”状态表示相应块已占用，“0”状态表示该块空闲。

(2)空闲块链接法。单块链接：把所有的空闲块用指针连接起来，每个空闲块中都设置一个指向另一空闲块的指针，形成了空闲块链。系统设置一个链首指针，指向链中的第一个空闲块，最后一个空闲块中的指针为“0”。

成组链接：把磁盘存储空间的空闲块成组链接。如在UNIX系统中，每100个空闲块为一组，在每一组的第一个空闲块中登记下一组空闲块的磁盘物理块号和空闲块总数，最后不足100块的那部分磁盘物理块号及块数记入专用块中。32.逻辑文件可以有流式文件和______这两种形式。

A．目录文件B．永久文件C．记录式文件D．文本文件

（分数：1.00）

A.

B.

C.

√

D.解析：[解析]

逻辑文件可以有两种形式，一种是流式文件，另一种是记录式文件。流式文件是指对文件内的信息不再划分单位，是依次的一串信息组成的。记录式文件是指用户还可把信息按逻辑上独立的涵义划分信息单位，每个单位称为一个逻辑记录(简称记录)，如数据库文件就是一种记录式文件。33.文件系统中，文件访问控制信息存储的合理位置是______。

A．文件控制块B．文件分配表C．用户口令表D．系统注册表

（分数：1.00）

A.

√

B.

C.

D.解析：[解析]

文件控制块是文件存在的标志，一切相关信息都存储于此，系统对文件的管理也是依靠文件控制块里的信息，对文件的一些操作(例如：打开、关闭等)也是相对控制块进行的。34.设置当前工作目录的主要目的是______。

A．节省外存空间B．节省内存空间

C．加快文件的检索速度D．加快文件的读/写速度

（分数：1.00）

A.

B.

C.

√

D.解析：[解析]

设置当前工作目录的主要目的是加快文件的检索速度。35.设文件索引节点中有7个地址项，其中4个地址项为直接地址索引，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4字节，若磁盘索引块和磁盘数据块大小均为256字节，则可表示的单个文件最大长度是______。

A．33KBB．519KBC．1057KBD．16513KB

（分数：1.00）

A.

B.

C.

√

D.解析：[解析]

根据试题给出的条件，我们知道可表示的单个文件的最大长度为：

4×256+2×(256/4)×256+1×(256/4)×(256/4)×256=1057KB二、综合题(总题数：32，分数：65.00)36.文件从不同角度(性质和用途、信息的保存期限、保护方式、逻辑结构、物理结构、存取方式、内容，特别是逻辑结构和物理结构)，可以分哪几类?

（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________

正确答案：(根据不同角度，可以将文件划分为不同类别：

(1)按性质和用途可分为：系统文件，库文件，用户文件；

(2)按信息的保存期限可分为：临时文件，永久性文件，档案文件；

(3)按文件的保护方式可分为：只读文件，读写文件，可执行文件，无保护文件；

(4)按文件的逻辑结构可分为：流式文件，记录式文件；

(5)按文件的物理结构可分为：顺序文件，链接文件，索引文件，Hash文件，索引顺序文件；

(6)按文件的存取方式可分为：顺序存取文件，随机存取文件；

(7)按文件内容可分为：普通文件，目录文件，特殊文件。)解析：37.文件系统的功能和优点?

（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________

正确答案：(文件系统的功能是：

(1)统一管理文件存储空间(即外存)，实施存储空间的分配与回收；

(2)确定文件信息的存放位置及存放形式；

(3)实现文件从名字空间到外存地址空间的映射，即实现文件的按名存取；

(4)有效地实现对文件的各种控制操作(如建立、撤消、打开、关闭文件等)和存取操作(如读、写、修改、复制、转储等)；

(5)实现文件信息的共享，并且提供可靠的文件保密和保护措施。

文件系统的优点为：

(1)按名存取文件，以对用户透明的方式实现对名字空间的管理和信息浮动，使用方便灵活；

(2)采取保护、保密措施，安全可靠；

(3)实现文件共享，节省空间和时间开销。)解析：38.什么是文件的物理结构?并具体阐述常用的几种文件物理结构及其优缺点。

（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________

正确答案：(由用户从使用角度确定的文件结构称为文件的逻辑结构；文件系统从文件的存储和检索的角度，在存储介质上的文件组织方式称为文件的物理结构。

文件的逻辑结构离不开文件的实际物理结构，同时又与文件的存取方法有关。

按存取的次序分，文件的存取方法分为顺序存取和直接存取两种。

一般来说，对顺序存取的文件，文件系统可把它组织成顺序文件和链接文件；对于随机存取的文件，文件系统可把它组织成索引文件。但索引文件也可以进行顺序存取。)解析：39.文件的逻辑结构、物理组织及存取方法之间的关系如何?

（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________

正确答案：(文件系统在存储介质上的文件构造方式称为文件的物理结构。不论用户看来是什么文件，在存储介质上存储时，都可以有相同或不同的存储结构。存储介质上的存储单位是物理块，这些物理快可以按顺序结构存放，也可按链式结构或者索引结构存放，这些都要由文件系统结构来实现。

常见的文件物理结构有以下几种。

(1)顺序结构，又称连续结构。这是一种最简单的物理结构，它把逻辑上连续的文件信息依次存放在连续编号的物理块中。只要知道文件在存储设备上的起始地址(首块号)和文件长度(总块数)，就能很快地进行存取。

这种结构的优点是访问速度快，缺点是文件长度增加困难。

(2)链接结构。这种结构将逻辑上连续的文件分散存放在若干不连续的物理块中，每个物理块设有一个指针，指向其后续的物理块。只要指明文件第一个块号，就可以按链指针检索整个文件。

这种结构的优点是文件长度容易动态变化，其缺点是不适合随机访问。

(3)索引结构。采用这种结构，逻辑上连续的文件存放在若干不连续的物理块中，系统为每个文件建立一张索引表，索引表记录了文件信息所在的逻辑块号和与之对应的物理块号。索引表也以文件的形式存放在磁盘上。给出索引表的地址，就可以查找与文件逻辑块号对应的物理块号。如果索引表过大，可以采用多级索引结构。

这种结构的优点是访问速度快，文件长度可以动态变化。缺点是存储开销大，因为每个文件有一个索引表，而索引表也由物理块存储，故需要额外的外存空间。另外，当文件被打开时，索引表需要读入内存，否则访问速度会降低一半，故又需要占用额外的内存空间。

(4)Hash结构，又称杂凑结构或散列结构。这种结构只适用于定长记录文件和按记录随机查找的访问方式。

Hash结构的思想是通过计算来确定一个记录在存储设备上的存储位置，依次先后存入的两个记录在物理设备上不一定相邻。按Hash结构组织文件的两个关键问题是：定义一个杂凑函数；解决冲突。

(5)索引顺序结构。索引表每一项在磁盘上按顺序连续地存放在物理块中。)解析：40.文件目录结构有哪几种，各有什么优缺点?

（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________

正确答案：(文件目录结构一般有一级目录结构、二级目录结构和多级目录结构。

一级目录结构的优点是简单，缺点是文件不能重名，限制了用户对文件的命名。

二级目录结构实现了文件从名字空间到外存地址空间的映射。其优点是有利于文件的管理、共享和保护；适用于多用户系统；不同的用户可以命名相同文件名的文件，不会产生混淆，解决了命名冲突问题。缺点是不能对文件分类；当文件较多时查找速度慢。

多级目录结构的优点是便于文件分类，可为每类文件建立一个子目录；查找速度快，因为每个目录下的文件数目较少；可以实现文件共享；缺点是实现起来相对比较复杂。)解析：41.当对磁盘上的一物理块进行访问时，要经过哪些操作?

（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________

正确答案：(磁盘上一块的位置是由三个参数确定的，即柱面号、磁头号、扇区号。存取信息时首先根据柱面号控制移动臂做机械的横向运动，带动读/写磁头到达指定柱面(移臂操作)；再按磁头号确定信息所在的盘面，然后等待访问的扇区旋转到读写头下(旋转延迟)；由指定的磁头进行存取(数据传输)。对一物理块访问的三部分时间中，移动臂操作所占时间最长，为了减少移动臂移动花费的时间，存放信息时一般按柱面存放，同一柱面上的磁道放满后，再放到下一个柱面上。)解析：42.文件具有哪三大基本特征?

（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________

正确答案：(文件是信息的集合，文件名是文件存在的标准，它以“文件树”的逻辑形式存放，操作系统为文件存取、保护和共享提供完整机制。文件的三大基本特征如下。

·“按名存取”。使用者无须记住信息存放在辅助存储器中的物理位置，也无须考虑如何将信息存放在存储介质上，只要知道文件名，给出有关操作要求便可存取信息，用户使用方便。

·文件安全可靠。由于用户通过文件系统才能实现对文件的访问，而文件系统能提供各种安全、保密和保护措施，可防止对文件信息的有意或无意的破坏或切用。此外，在文件使用过程中可能出现硬件故障或失效，造成文件信息的破坏，文件系统可采用转储方式以提高文件的可靠性。

·文件共享。不同的用户可以使用同名或异名的同一文件。这样，既节省了文件存放空间，又减少了传递文件的交换时间，进一步提高了文件和文件空间的利用率。)解析：43.在文件系统中对磁盘空间可采用连续分配方案，该方案类似于内存分区分配技术。我们注意到：辅存设备的碎片问题可以通过整理磁盘命令而消失。一般的磁盘并没有重定位寄存区，那么，如何对文件进行重定位呢?

（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________

正确答案：(文件目录中包含了文件在物理存储空间中存放的起始位置和文件长度信息，当文件需要在辅存空间(如磁盘)移动时，只要用移动后的新存储位置，即起始块号替代原来的物理块号，就可以完成对文件的重定位操作，与内存分区的移动是一样的。在这个过程中，目录项文件起始地址就充当重定位寄存器，只不过文件存储空间的整理需要借助内存缓冲区来进行。)解析：44.文件顺序存取与随机存取的主要区别是什么?它们对有结构文件与无结构文件的操作有何不同?

（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________

正确答案：(文件的存取是指用户在使用文件时按何种次序存取文件。文件存取方式主要有顺序访问、随机访问和索引访问等。

·文件顺序访问：是按从前到后的顺序对文件进行读/写操作。

·文件随机访问：也称为直接访问，可以按任意的次序对文件进行读/写操作。有的存储设备如磁盘能支持随机访问(当然也能支持顺序访问)。

两者最大的区别在于前者必须严格由前到后存取，而后者是任意存取。

对于有结构的记录式文件，如记录是定长的，则随机存取方式允许用户随意存取文件中的任何一个记录，而不管上次存取了哪个记录；如记录是变长的，则随机存取实际上退化为顺序存取，其效率大大降低。对于无结构的流式文件，随机存取方式必须事先用命令把读/写指针移到要读/写的信息开始处，然后再进行读/写。)解析：45.某操作系统的文件管理采用直接索引和多级索引混合方式，文件索引表共有10项，其中前8项是直接索引项，第9项是一次间接索引项，第10项是二次间接索引项，假定物理块的大小是2KB，每个索引项占用4字节，问：

(1)该文件系统中最大的文件可以达到多大?

(2)假定一个文件的大小是128MB，该文件实际占用磁盘空间多大(包括间接索引块)?

（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________

正确答案：(物理块大小是2KB，每个索引项占4字节，则一块可容2K/4=28个索引项，即一个间接索引块可指向28个物理块，二次间接索引块可指向28×28=216个物理块。

(1)文件物理块共8+28+216个，文件大小可达528KB+128MB。

(2)若文件大小是128MB，该文件自身实际占用空间为128MB/2KB=216个物理块，加上3个索引块(该文件虽未达到最大容量，但仍然要用到二次间接索引)。)解析：46.对于文件的保护，可采用“建立副本”和“定时转储”，比较这两种处理方式。

（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________

正确答案：(建立副本是指把同一个文件存放到多个存储介质上，当某个存储介质上的文件被破坏时，可用其他存储介质上的备用副本来替换。这种方法简单，但系统开销大，且当文件更新时必须要改动所有的副本，也增加了系统的负担。因此，这种方法适用于容量较小且极为重要的文件。另一种保护方法是，即定时地把文件转储到其他的存储介质上。当文件发生故障时，就用转储的文件来复原，把有故障的文件恢复到某一时刻的状态，仅丢失了自上次转储以来新修改或增加的信息。UNIX就是用定时转储手段来保护文件、提高文件可靠性的。)解析：47.简述“读/写文件”操作的系统处理过程

（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________

正确答案：(系统允许用户对已经执行过“打开”或“建立”操作的文件进行读/写。对采用顺序存取方式的文件，用户只须给出读/写的文件名，而无须给出读/写哪个记录的编号，系统执行本操作时，每次顺序读/写一个或几个逻辑记录。对采用随机存取方式的文件，用户除了给出需读/写的文件名外，还要给出读/写哪一个记录的编号(或记录键)，系统执行读操作时，按指定的记录号(或键)查索引表，得到记录存放的物理地址后按地址将记录读出；执行写操作时，在索引表中找一个空登记项且找一个空闲的存储块，把记录存入找到的存储块中，同时在索引表中登记。)解析：48.文件目录在文件系统中的地位是什么?文件目录中应该包含文件的哪些信息?

（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________

正确答案：(为了有效地利用文件存储空间，以及迅速准确地完成文件名到文件物理块的转换，实现文件的“按名存取”，必须把文件名及其结构信息等按一定的组织结构排列，以方便文件的搜索。文件名中对该文件实施管理的控制信息称为该文件的文件说明，并把一个文件说明按一定的逻辑结构存放到物理存储块的一个表目中。利用文件说明信息，可以完成对文件的创建、检索及维护。我们把一个文件的文件说明称为该文件的目录项，每个文件都有其目录项，它们共同组成文件目录。

文件目录中应该包含：文件名、存放地址、类型、组织方式、记录的长度、存取权限，以及文件的建立日期和保存期限等，这些信息构成文件控制块。)解析：49.说明文件的保护和保密各自的含义。

（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________

正确答案：(文件系统在实现文件共享时，应考虑文件的安全性，安全性体现在文件的保护和保密两个方面。

(1)文件的保护

文件的保护是指防止文件被破坏。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，有时是由于共享文件时引起错误，应根据不同的情况采用不同的保护措施。

①防止系统故障造成的破坏

为了防止各种意外破坏文件，可以采用建立副本和定时转储的方法来保护文件。

②防止用户共享文件时造成的破坏

为了防止不同用户使用文件时破坏文件，可规定各用户对文件的使用权限。例如：只读、读/写、执行、不能删除等。对多用户可共享的文件采用树形目录结构，能得到某级目录权限就可得到该级目录所属的全部目录和文件，按规定的存取权限去使用目录或文件。

(2)文件的保密

文件的保密是指防止他人窃取文件。“口令”和“密码”是两种常见的方法。一旦为文件在目录中设置口令后，文件使用者必须提供口令，只有提供的口令与设置的口令一致时才可使用该文件，否则无法使用。“密码”是把文件信息翻译成密码形式保存，使用时再解密。密码的编码方式只限文件主及允许使用该文件的用户知道，但这种方法增加了文件编码和译码的开销。)解析：假定某文件由60个逻辑记录组成，每个逻辑记录长度为125个字符，磁盘存储空间被划分成长度为512个字符的块，为了有效地利用磁盘空间，采用成组方式把文件存放到磁盘上，问：

（分数：2.00）(1).至少应该开辟一个多大的主存缓冲区?（分数：1.00）__________________________________________________________________________________________

正确答案：(由于磁盘的存储以块为单位进行，故主存缓冲区大小应该大于等于块的大小，至少为512字节。)解析：(2).该文件至少占用磁盘的多少块?（分数：1.00）__________________________________________________________________________________________

正确答案：(由于每块只能存放四个逻辑记录，故该文件至少占用磁盘15块。)解析：50.以您熟悉的文件系统为例，说明如何实现文件的共享和文件打印。

（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________

正确答案：(以UNIX为例，实现文件的共享的方法有以下几种。

①可以通过使用link命令，为共享文件另外设置一条路径，通过新的路径来访问物理文件。

②在每个文件的i节点中，指出哪些用户与它是同组用户，哪些是其他用户，并为不同用户类规定不同的文件存取方式来实现文件的共享。当采用为共享文件而另外设置一条路径时，一个物理文件可以有多个路径名字，或叫多个目录项，但文件的管理控制信息只有一个(称为i节点)，物理文件只有一个。

③采用目录表链接，即用用户目录中的一个表项直接指向另一个目录中的表项，访问时直接从该目录表项访问。此形式适用于长久共享。

(2)无论采用什么操作系统，若要打印文件，通常采用假脱机技术，即为被打印文件建立一个SPOOL目录，先编制输出文件，再将各个打印文件的名字填入SPOOL目录中，当用户进程运行完成时，由系统负责取SPOOL目录的文件名，一个一个地从打印机输出。)解析：51.在磁盘上有一个文件系统，磁盘每块512字。假定每个文件在目录中占有一个目录项，该目录项给出了文件名、第一个索引块的地址、文件长度(块数)。在索引块中(包括第一个索引块)前面511个字指向文件块，即第i个索引项(i=0，1，…，510)指向文件的第i块，索引块中最后一个字指向下一个索引块，最后一个索引块中最后一个字为nil。假定目录在存储器中，每个文件的逻辑块号均从0开始编号，逻辑块长与物理块长相同，对这样的索引物理结构，该系统应如何将逻辑块号变换成物理块号?

（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________

正确答案：(该题的己知条件较烦琐，首先应将条件转化成磁盘存储结构图，如图4-3所示，为成组链接方式。其中目录表为查找文件的起始点，另外，目录表中文件按顺序排放，即实际物理块编号越低的文件越排在前面。首先根据逻辑文件的文件名找到目录表中该项，再计算排在该项前面的文件总长度n，若n＜511，则令n加上目录表中首地址d1，即得n+d1(此即当前要查找文件的起始地址)，再根据逻辑块号k，得n+d1+k，此即物理块号。若n≥511，则令d1+511，得第二个索引块地址d2，令n=n-511，若n≥511，则令d＜sub>2+511，得第三个索引块地址，依次类推至n＜511，di+n+k则为物理块号。

)解析：在实现文件系统时，为加快文件目录的检索速度，可利用“文件控制块分解法”。假设目录文件存放在磁盘上，每个磁盘块为512B，文件控制块占64B，其中文件名占8B。通常将文件控制块分解成两部分，第一部分占10B(包括文件名和文件内部号)，第二部分占56B(包括文件内部号和文件其他描述信息)。

（分数：2.00）(1).假设某一目录文件共有254个文件控制块，试分别给出采用分解法前和分解法后，查找该目录文件某一文件控制块的平均访问磁盘次数。（分数：1.00）__________________________________________________________________________________________

正确答案：(假设某一目录文件共有254个文件控制块，而每个磁盘块为512B，文件控制块占64B。

采用分解法前，一个盘块可存放：512/64=8个目录项，则254个文件控制块要占：254/8=32个目录块，故平均查找一个目录项需访问磁盘：32/2=16次。

采用分解法后，将文件控制块分解成两部分，第一部分占10B(包括文件名和文件内部号)，第二部分占56B(包括文件内部号和文件其他描述信息i)。一个盘块可存放：512/10=51个目录项，这样254个目录项要占：254/51=5个目录块。平均查找一个目录项需访问磁盘：5/2≈3次，而得到文件控制块还应访问一次磁盘，故总共需访问磁盘：3+1=4次。)解析：(2).一般地，若目录文件采用分解法前占用n个盘块，采用分解法后改用m个盘块存放文件名和文件内部号部分，请给出访问磁盘次数减少的条件。（分数：1.00）__________________________________________________________________________________________

正确答案：(由分解法计算可知，若文件控制信息占用的字节数大于文件名和文件内部号部分占用的字节数两倍以上时，即n＞2m时，访问磁盘次数将减少。)解析：使用文件系统时，通常要显式地进行Open，Close操作。

（分数：3.00）(1).这样做的目的是什么?（分数：1.00）__________________________________________________________________________________________

正确答案：(显式的Open操作完成文件的打开功能。将基本文件目录中的内容读入用户活动的文件表中，并在系统活动文件表中记录文件的打开次数。显式的Close操作完成文件的关闭操作，撤销用户的活动文件表中的相应的表项，改变系统活动文件表中的文件打开次数信息。如果需要，还要将被改动过的文件目录信息写回基本文件目录中。)解析：(2).能否取消显式的Open，Close操作?应如何做?（分数：1.00）__________________________________________________________________________________________

正确答案：(可以取消显式的Open与Close操作。如果取消了Open与Close操作，系统在进行文件操作前须判断文件是否已打开。若未打开，则应自动完成文件的打开功能，以建立用户与文件间的联系。同时，在系统结束时还应自动关闭所有被打开的文件，更新系统的基本文件目录。)解析：(3).取消显式的Open，Close有什么不利?（分数：1.00）__________________________________________________________________________________________

正确答案：(取消显式的Open与Close操作使得文件的读写操作变得复杂，因为在每次读写前都要判断文件是否己被打开。此外，系统在结束时也要做一些额外的工作，以完成Close应该完成的操作。)解析：52.文件系统采用多重结构搜索文件内容。设块长为512B，每个块号占3B，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。

（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________

正确答案：(设块长为512B，每个块号占3B，一个物理块可放：512/3=170个目录项，即：

一个一级索引可存放的文件大小为：170×512=87040B；

一个二级索引可存放文件的大小为：170×170×512=148×105B；

一个三级索引可存放文件的大小为：170×170×170×512=251×107B。)解析：53.假定磁盘块大小为1KB，磁盘空间的管理采用文件分配表FAT。对于一个512MB的硬盘，需要占用多少磁盘空间?当磁盘空间变为1GB时，FAT表将占用多少磁盘空间?

（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________

正确答案：(对于512MB的硬盘可划分的磁盘块数如下。

(1)512MB/1KB=512K块，该磁盘共有512K块。

512KB用二进制位表示，需要19位。即一个盘块用19位才能表示出来，占用19/8B。

FAT表的长度为：19/8×512K=1216KB，占用磁盘块为1216块。

(2)1GB=1024MB，1024MB/1KB=1M块，该磁盘共有1M块。

1M块需要用20个二进制位表示。即一个盘块号用20位表示，占用2.5B，1M块用FAT表管理需要占用的字节数为：(2.5B×1M)/1K=2.5K块。)解析：54.假定UNIX系统中磁盘块大小为512字节，现在要对一个已经打开的1M大小的文件遍历一次，问将要发生多少次磁盘完成中断?

（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________

正确答案：(UNIX操作系统中的文件是多级索引的流式文件，一个1MB的文件占用2048块，将该文件遍历一次至少需要2048次I/O交换，即2048次完成中断。此外，在2048块中，前10块的地址已在内存，但第11～138块的地址索引块需要读入，第139～2048块的二级索引块需要读入，共需3次I/O交换，因此，总共需要2051次磁盘完成中断。)解析：55.假定磁带的记录密度为每英寸800字符，每个逻辑记录长为160字符，块间隙为0.6英寸，今有1000个逻辑记录需要存储，分别计算不成组操作和以5个逻辑记录为一组的成组操作时，磁带介质的利用率。

（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________

正确答案：(160字符/800字符=0.2英寸

1000×0.2英寸=200英寸

0.6英寸×1000=600英寸

利用率为200/(200+600)=25%。

(2)160字符×5=800字符(正好1英寸)

1000/5=200个块(每个块5个逻辑记录)

0.6×200=120间隙(英寸)

利用率为200/(200+120)=62.5%。)解析：56.UNIX系统的文件物理结构采用索引结构。设索引表长度为13，其中0～9项为直接寻址方式，后3项分别为一次，二次，三次间接寻址方式。假设一个文件有250个逻辑块。为了读取该文件的前20个逻辑块，共需读盘多少次?(假定每个物理块号占2字节，逻辑块和物理块大小均为512字节。)

（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________

正确答案：(根据题意，每个物理块号占2字节，块大小为512字节，则一个块可以放512/2=256个物理块号。

(1)该文件有250个逻辑块，占用空间情况为：索引表的0～9项可直接寻址得到10个块，第10项(一次间接)指向一个索引块，块中放了250-10=240个物理块号，分别指向240个物理块。(2)读取前20个逻辑块，其中10块在直接索引节点里，因此要读10次盘，以得到10个数据块；另10块在一次间接索引节点里，先读取存放物理块号的索引块一次，再根据块号读取10个数据块，因此共需读盘10+1+10=21次。)解析：57.假设某个采用页式虚拟内存管理的UNIX类型的操作系统中，每个节点中包含12个直接块指针，以及单次，两次和三次间接指针各一个。另外，假设页面大小和磁盘扇区大小都是8192字节，每个磁盘块指针占用64位。假设该操作系统的文件系统带有按照磁盘扇区大小划分的内存缓冲区，且被访问的文件已被打开。若某用户程序要访问该文件第13423956字节，最多需要多少次磁盘访问?说明每次访问磁盘的目的。

（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________

正确答案：(第13423956字节在第13423956/8192=1639块中；而每个块中存放的指针数为8192/8=1024个。由此可知第13423956字节在两次间接块的第一个指针指向的间接块的某个指针指向的数据块中。所以，访问该字节的最坏情况如下，首先要读入二次间接块，而高速缓存已满，且根据该系统高速缓存使用的算法，要调出的块已被修改，则需要先写盘一次，产生缺页，然后再读入，接着读入两次间接块的第一个指针指向的间接块，也需要先写盘一次，读入数据块，也需要先写盘一次，总共需要6次访问磁盘。)解析：有5个记录A、B、C、D、E存放在磁盘的某个磁道上，且每个磁道正好可以存放5个记录。设磁盘旋转速度为30ms/转，处理程序每读出一个记录后用6ms的时间进行处理，则：

（分数：2.00）(1).当记录A、B、C、D、E按顺序存放在磁道上时，顺序处理这五个记录花费的总时间是多少?（分数：1.00）__________________________________________________________________________________________

正确答案：(磁盘旋转速度是30ms/转，共分成5个记录，因此每个记录的读/写时间为30/5=6ms；若按顺序编号，每读出一个记录后用6ms的时间进行处理，此时磁盘仍在转动，处理完A记录后，磁头已到达C记录，因此要等磁盘再转一圈后才可读B，如图4-4(a)所示，依此类推，顺序处理5个记录的时间花费是：(其中E是最后一个，因此处理有别于其他记录)。

A～D：6ms+6ms+6ms×4

E：6ms+6ms

共计156ms。)解析：(2).如何采取优化方法使处理这些记录所花费的总时间最短?求出该最短的时间。

（分数：1.00）__________________________________________________________________________________________

正确答案：(采用的优化方法是记录交替编号，使得A记录在处理完后可以在最短的时间内定位B记录，排列方式如图4-4(b)所示。

求出的花费时间是：12ms×5=60ms)解析：58.在某系统中，数据从磁盘读入缓冲区，然后从缓冲区传入用户区，再在用户区中处理。假设该磁盘系统中，文件在磁道上非连续存放，磁头从一个磁道移至另一个磁道需要时间t1，逻辑上相邻数据块的平均距离为d磁道，每块的旋转延迟时间及传输到缓冲区的传输时间分别为t2和t3。问读取N个数据块的磁盘访问时间一共是多少?另外，假设将缓冲区的数据传送到用户区所花费的时间为t4且t4远远小于读取一个数据块的磁盘访问时间，CPU对一块数据进行处理的时间为t5。问分别在单缓冲和双缓冲情况下，一块数据的总处理时间为多少?

（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________

正确答案：(读取N个数据块的磁盘访问时间是：(N-1)×d×t1+(t2+t3)×N。读写磁盘的时间是由三个时间组成的，寻道时间(N-1)×d×t1，延迟时间t2×N，传输时间t3×N。

在单缓冲情况下，一个数据块的处理时间由以下几部分组成：从磁盘传输至缓冲区、从缓冲区传输至用户区、CPU处理时间。结果是：

((N-1)×d×t1+(t2+t3)×N)/N+t4+t5

在双缓冲情况下，两个缓冲区使得CPU的处理过程与传输过程在时间上重叠，当下一个数据内容从磁盘上读出时，CPU在同时处理前一个数据内容，因此结果是：

((N-1)×d×t1+(t2+t3)×(N)/N。)解析：59.在某个系统的某个运行时刻，有以下磁盘访问的请求序列，如图4-5所示，假设磁头当前在15柱面，移臂方向从小到大。

请给出最短查找时间优先算法和电梯调度算法的柱面移动数，并分析为何通常情况下，操作系统并不采用效率更高的最短查找时间优先算法。请求序列柱面11522039416524613729图4-5磁盘请求序列图

（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________

正确答案：(最短查找时间优先算法的访问序列为：1-＞4-＞6-＞3-＞2-＞5-＞7，总跨越：

1+3+4+11+4+5=28(个柱面)

电梯调度算法的访问序列为：1-＞4-＞2-＞5-＞7-＞6-＞3，总跨越：

1+4+4+5+16+4=34(个柱面)

分析两种算法可以发现，最短查找时间优先算法使得整个系统效率较电梯调度算法更高，但仔细分析发现，该算法可能会在某种情况下使得单个请求发生“饿死”现象。比如存在访问200柱面的请求时，该请求将很难在有限时间内得到满足，而电梯调度算法在单方向上是“最短查找时间优先”，而绝对的单向移动能保证某个请求的“响应及时”，避免“饿死”。)解析：一个树形结构的文件系统如图4-6所示，图中的方框表示目录，圆圈表示文件。

（分数：2.00）(1).可否进行下列操作：

①在目录D中建立一个文件，取名为A。

②将目录C改名为A。（分数：1.00）__________________________________________________________________________________________

正确答案：(①在目录D中可以建立一个取名为A的文件，因为目录D中没有已命名为A的文件或目录。

②目录C不可以改名为A，因为目录C所在的目录中已有一个命名为A的目录。)解析：(2).若E和G是两个用户各自的目录：

①用户E欲共享文件Q满足什么条件，如何操作?

②在一段时间内，用户G主要使用文件S和文件T，为简便操作和提高速度，应如何处理?

③用户E欲对文件I加以保护，不允许别人使用，能否实现，如何实现?（分数：1.00）__________________________________________________________________________________________

正确答案：(①用户E欲共享文件Q，需要用户E有访问文件Q的权限。用户E通过自己的主目录E找到其父目录C，再访问到目录C的父目录的根目录，然后依次通过目录D、目录G、目录K和目录O访问文件Q。这种方法称为绕道共享法。

②用户G需要通过依次访问目录K和目录P，才能访问文件S及文件T。为了提高访问速度，可以在目录G下建立两个链接文件，分别链接到文件S及文件T上。这样，用户G就可以直接访问这两个文件了。

③用户E可以通过修改文件I的存取控制表来对文件I加以保护，不让别的用户使用。)解析：60.考虑当前有一个由100个块组成的文件。假定采用索引结构，且文件控制块已经在主存。对于采用连续、链接(单向链)和一级索引结构(且索引块已经在主存)时，如果下面的条件成立，访问一个块，需要执行多少次磁盘I/O操作?在连续分配时，假定在开头已经没有空间扩展文件，但在结尾处还有扩展的空间。并假定要扩展的信息块已经在主存：

①这个块被加到文件开头；

②这个块被加到文件中间；

③这个块被加到文件结尾；

④从文