操作系统2011作业&ccedi

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Unformatted text preview: 操作系统第七章作业 1. 什么是文件系统?文件系统的主要功能有哪些? 答:在操作系统中负责管理与存取文件信息的软件机构称为文件系统。 主要功能:完成文件存储空间的管理、实现文件名到物理地址的映射、实现文件和目录的操 作管理、提供文件共享能力和安全措施、提供用户接口。 2. 什么是文件的逻辑结构?它有哪几种组织方式? 答:用户按自己对信息的使用要求组织文件,由于这种文件是独立于物理环境而构造的,所 以把用户概念中的文件称为文件的逻辑结构。 组织方式:流式文件、记录式文件。 3. 文件的存取方法有哪些? 答:顺序存取,随机存取,按键存取。 4. 什么是文件的物理结构?它有哪几种组织方式? 答:文件的物理结构又称为文件的存储结构,指文件在存储介质上的组织形式,这与存储介 质的性质有关。 其组织形式可分为:(1)连续文件(2)串联文件及其显示链接(3)索引文件及其混合索引文件。 5. 常见的目录结构有哪些?目前广泛采用的是哪种目录结构?其特点是什么?如果要在 目录 A 下使用文件名 X 对目录 B 中的文件 Y 进行共享,如何实现?请用图表示。 答:常见的目录结构有(1)单级目录结构(2)二级目录结构(3)多级目录结构。 多级目录结构也就是树形多级目录结构,被广泛使用。 其特点是: ①.层次清楚,便于管理。不同层次不同用户的文件可以赋予不同的存取权限,有利于文件 的共享和保护。 ②.解决了重名问题,只要同一子目录的文件不重名即可。 ③. 查找文件速度快, 因为对多级目录的查找每次都只涉及目录的一个子集, 因而有比一级、 二级更快的速度。 ④.方便文件共享。 如果要在目录 A 下使用文件名 X 对目录 B 中的文件 Y 进行共享, 可以在目录 A 下增加一个 目录项,其文件名为 X,其 i 结点指针复制目录 B 中的文件 Y 的 i 结点指针,如下图所示: 目录 A …… 目录 B Y X i 节点 6. 为什么进程在使用文件时需要打开文件?其实质是什么? 操作系统(D 类)第七章作业解答 2011 第 1 页 答:任何文件在使用之前必须先将它打开,打开了的文件称之为活动文件。通过打开操作, 系统将用户指定文件的数据结构由外存调入内存, 其实质是建立用户与该文件的联系, 用户 才能使用,否则操作系统无法感知用户要使用外存介质上众多文件中的哪一个。 7. Unix 文件系统有哪些特点? 答: 1.树型层次结构 在 Unix 中,整个文件系统只有一个根目录,其余文件子系统都是该根目录下的一个节点, 必须挂接到这棵树上才能使用。因此,在 Unix 中,所有文件都具有唯一的路径名。 2.可以安装和拆卸的子文件系统 Unix 将文件系统分为两个不同的部分:一个是由操作系统提供的文件系统,称为基本文件 系统;另一个是由用户提供的子文件系统,称为文件卷。 3.将外部设备作为文件处理 4.文件是无结构的字符流式文件 Unix 文件主要是正文文件,不需要复杂的文件结构,可以使用简单的流式文件,这种 结构既便于用户使用,又便于不同文件之间的通信,也简化了系统的设计。 5.Unix 将文件分为以下三类: 普通文件——流式文件。 目录文件——由包含文件名和 i 结点号的目录项组成,属于数据结构文件。 特殊文件——设备文件。 8. 某磁盘当前有 477 个空闲磁盘块,请画出其成组链接图(每组 100 个磁盘块)。 解: 分组情况: 477=99(第 1 组)+100(第 2 组)+100(第 3 组)+100(第 4 组)+78(第 5 组) 注意: 第 1 组数据结构中的 s_free[0]的值为空∧; 内存 filsys 中的 s_nfree 的值为 78;s_free[78]的值为空∧; 参照教材之图 7-20。 9. Unix 对于空闲磁盘块的管理采用什么算法?该算法有哪些优点? 答:对于磁盘空闲块的管理,Unix 采用的算法是成组链接法。优点是: ⑴.利用空闲块管理空闲块,没有额外的数据结构空间开销,节省磁盘空间; ⑵.内存 filsys 中只需要开辟 100 个地址指针即可,节省内存空间; ⑶.每 100 个块的分配或释放只需要访问 1 次磁盘,其余 99 次都在内存的 filsys 中完成, 减少读写磁盘次数,从而提高了速度。 这种栈式管理和成组链接方法加快了磁盘的分配和释放的速度,减少了系统的时空开 销,提高了系统的效率。 10. Unix 文件的物理结构是什么?采用这种结构来组织文件有哪些优点? 答:Unix 文件的物理结构采用混合(多级)索引链接结构。Unix 利用文件 i 结点中的 13 个地 址指针实现文件物理结构的索引。 Unix 中文件的物理结构采用这种混合(多级)索引链接结构的优点是: 内存中只需要使用 13 个地址指针,就可以容纳最大达到 10+256+2562+2563块大小的文件, 这就意味着文件即使达到 8GB,Unix也可以在磁盘上将其组织起来; 而对于中小文件, 则采用直接索引和一次间接索引, 可以显著地减少读盘次数来提高检索速 P 操作系统(D 类)第七章作业解答 2011 第 2 页 P P P 度。 11. 解: 如果某个文件有 345 个逻辑块组成,请画出其在 Unix 文件系统中的物理结构图。 磁盘数据块 i 节点 i-addr[0] …… …… …… [0] …… … …… [255] …… i-addr[9] i-addr[10] [1] i-addr[11] … i-addr[12] [0] [0] ∧ … …… [79] [80] ∧ … 12. 假设某时刻系统中有 A、B、C 三个进程,其中: 进程 A 打开文件文件/dev/stdin(标准输入)读、打开/dev/stdout(标准输出)写,然后创建 B 进程,创建结束后,父进程又打开文件/users/zhang 读; B 进程在被创建后,又打开文件/usr/wu 读; C 进程打开文件/usr/wu 写、/users/qian 读。 已知/users/qian 与/users/zhang 是同一文件。 画出此刻 Unix 文件系统打开文件机构的 3 个数据结构之间的关系图。 解: 操作系统(D 类)第七章作业解答 2011 第 3 页 进程 A 打开文件表 0# 1# 2# 3# 进程 B 打开文件表 … 0# 1# 2# 3# 进程 C 打开文件表 … 0# … 3# 4# 系统打开文件表 R 计数 2 文件 i 节点表 W 计数 2 …… R 计数 1 计数 1 计数 1 /dev/stdin /dev/stdout …… R 计数 1 R 计数 1 计数 2 /users/zhang /users/qian 操作系统(D 类)第七章作业解答 2011 第 4 页 W 计数 1 计数 2 /usr/wu …… … ...
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This note was uploaded on 03/08/2012 for the course IE 310 taught by Professor Fangxinqi during the Fall '11 term at Shanghai Jiao Tong University.

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