北京理工大学-操作系统原理 第5章作业

1. 试解释下列名词：文件目录、文件控制块、文件逻辑结构、链接文件。
   文件目录：一张记录所有文件的名字及其存放物理地址的映射表
   文件控制块：存放文件的全部控制信息及文件名和文件储存位置，是文件的唯一标识。
   文件逻辑结构：用户如何组织和使用文件，分为有结构文件和无结构文件。

2. 在实现文件系统时，每个盘块为512B。假设目录文件存放在磁盘上，文件控制块占64B。为加快文件目录的检索速度，可利用“文件控制块分解法”。通常将文件控制块分解成两部分，第1部分占10B（包括文件名和文件内部号），其中文件名占8B；第二部分占56B（包括文件内部号和文件其他描述信息）。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，查找该目录文件中的某一文件控制块的平均访问磁盘次数。
   分解前： 根据计算一个盘块，可以放4个文件控制块。故254个文件控制块需要32个盘块，则查找某一文件控制块的平均访问磁盘次数为16次。
   分解后：第一部分为10B，故每个盘块可以放51个，254个文件控制块就需要5个盘快，故平均需要查找3次，而得到后面的信息还需要访问一次，故总共需要4次。
   3.请回答下列问题。
   (1)直接访问和顺序访问文件的记录是固定长度的，都是S字节。求记录N的第一个字节的逻辑位置。
   N*S
   (2) 程序刚刚从顺序访问的文件中读取第1个记录。接下来将要读第10个记录。此程序应该要读多少个记录，才能读入第10个记录？
   读完第一个记录后，再读8个记录后，才能读入第10个记录。
   (3) 如何将(b)中的顺序访问改为直接访问，结果是什么？
   结果是读完第1个记录后直接访问第10个记录。

3. 文件F由200条记录组成，记录从1开始编号。用户打开文件后，欲将内存中的一条记录插入到文件F中，作为其第30条记录。请回答下列问题，并说明理由。
   (1) 若文件系统采用连续分配方式，每个磁盘块存放一条记录，文件F存储区域前后均有足够的空闲磁盘空间，则完成上述插入操作最少需要访问多少次磁盘块？F的文件控制块内容会发生哪些改变？
   59次，先将前29个记录重新往前读写，再将内存中的记录写入磁盘，F的文件控制块记录的文件起始地址改变，及使用信息都会改变。
   (2) 若文件系统采用链接分配方式，每个磁盘块存放一条记录和一个链接指针，则完成上述插入操作需要访问多少次磁盘块？
   31次，链式分配只能顺序访问，故要访问前29个记录的链接地址，且要对第29个记录的链接地址做修改，修改为第30条记录的地址，再将内存中的此记录写入磁盘。故需要31次操作。

4. 考虑由索引节点表示的UNIX文件的组织。在每个索引节点中，假定有12个直接块指针，分别有一个一级、二级和三级间接指针。此外，假定系统盘块的大小为8KB。如果盘块指针用32位表示，其中8位用于标识物理磁盘号，24位用于标识磁盘块号，那么：
   (1)该系统支持的最大文件大小是多少？
   8KB/4B = 2000,
   故最大大小 = 98KB+20008KB+200020008KB+200020002000*8KB=（72KB+16MB+32G+64T）B
   (2)假定主存中除了文件索引节点外没有别的信息，访问在位置12 423 956的字节时，需要访问磁盘多少次？
   12423956/8K = 1516块，根据计算，此信息应存放在一级间接指针对应的物理盘块上，故需访问磁盘2次，即访问一级间接指针一次，再访问相应的物理地址一次。

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