4、在某系统中，数据从磁盘读入缓冲区，然后从缓冲区传人用户区，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道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是多少？
8、假设一个磁盘组共100个柱面，每个柱面上有8个磁道，每个盘面被分成8个扇区。现有一个含有6400个逻辑记录的文件，逻辑记录的大小与扇区一致，该文件以顺序结构的形式被存储到磁盘上。柱面、磁道、扇区的编号从0开始，逻辑记录的编号也从0开始。文件信息从0柱面、0磁道、0扇区开始存放，试问：
（1）该文件的第3680个逻辑记录应该存放在什么位置？
（2）第78柱面的第6磁道的第6扇区中存放了该文件的第几个逻辑记录？
9、有10个记录在某磁盘的一个磁道上，假定这个磁道划分为10个扇区，每个扇区存放一个记录。现在要从磁道上顺序地将10个记录读出，如果磁盘转速为20ms转一周，处理程序每读出一个记录后花4ms进行处理。问处理完10个记录的总时间是多少？为缩短处理时间应如何安排这些记录？需要多少处理时间？
10、对于硬盘上存放的信息，物理上读写的最小单位是一个（）（选项：二进位；字节；物理块；逻辑记录）
11、一个软盘有40个柱面，寻道时移过每个柱面花费6ms，若不采取任何使文件的块尽量紧密存放的措施，则逻辑上相邻的块平均间隔13个柱面，如果采取一定的措施使得文件中相邻的块尽可能放在一起，则块间的平均间隔是2个柱面。假定读写时找到柱面后平均旋转时间为100ms，传输速率为每块25ms，则在此两种情况下传输一个100块的文件各需要多长时间？
12、下列磁盘电动算法中，（）算法可能会随时改变移动臂的运动方向。 （1）电梯；（2）FCFS；（3）循环扫描；（4）最短寻道时间
13、有一移动臂磁盘，共100个磁道，每个磁道分8个扇区，磁盘转速为500r/s，磁头每移动一个磁道需要10ms，有一个用户请求访问第25磁道的第3扇区，并立即被系统响应，假设磁头当时处于15磁道上，磁头到达第25道时正处于1扇区的开始位置，试计算该用户至少需要等待多时时间？
第六章文件系统
6.1文件和文件系统
1、文件系统的性能对整体系统的性能影响很大，请说明在实现文件系统时可以从哪些方面提高文件系统的性能。
2、有关文件管理与设备管理的关系，判断：
（1）文件管理与设备管理是操作系统中两个完全独立的功能，二者不存在任何关系。（） （2）设备管理与文件系统密切相关，文件系统是设备管理的基础，设备管理必须依赖文件管理才能最终完成相应的功能。（）
（3）文件系统为用户按名存取服务，实现逻辑文件与物理文件之间的映射，而文件信息的存取是设备管理部分完成的。（）
（4）设备管理是文件系统的基础，文件管理是设备管理的一部分。（）
3、使用文件时，通常要显示地进行OPEN、CLOSE操作。
（1）这样做的目的是什么？（2）能否取消？应如何做？（3）取消后有什么不利？ 2、判断：打开文件的功能就是将文件复制到主存。（） 3、判断：特殊文件是指其用途是由用户特殊规定的文件。（）
4、打开一个UNIX系统的文件，需要几个数据结构？之间的联系如何？ 5、在文件系统中可命名的最小数据单位是（），用户以（）为单位对文件进行存取、检索等，对文件存储空间的分配则以（）为单位。
A字符串；B数据项；C记录；D文件；E文件系统
6.2文件逻辑结构
1、假定磁带的记录密度为每英寸800个字符，每一个逻辑记录长为160个字符，块与块之间的间隙为0.6英寸，现有1000个逻辑记录需要存储到磁带上，问： （1）不采用成组操作时，磁带空间的利用率是多少？
（2）采用以5个逻辑记录为一组的成组操作时，磁带空间的利用率是多少？ （3）为了是磁带空间的利用率大于50％，采用记录成组的块因子至少是多少？
2、某用户文件共10个逻辑记录，每个逻辑记录的长度为480个字符，现把该文件存放到磁带上，若磁带的记录密度为800字符/英寸，块与块之间的间隙为0.6英寸，回答下列问题： (1)不采用记录成组操作时磁空间的利用率为。
(2)采用记录成组操作且块因子为5时，磁带空间的利用率为_。 (3)当按上述方式把文件存放到磁带上后，用户要求每次读一个逻辑记录存放到他的工作区。 当对该记录处理后，又要求把下一个逻辑记录读入他的工作区，直至10个逻辑记录处理结束。系统应如何为用户服务? 4、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在磁带上的顺序文件的最后添加新纪录时，不必复制整个文件； D变更磁盘上的顺序文件的记录内容时，不一定要复制整个文件； E在磁盘上的顺序文件中插入新的记录时，必须复制整个文件。 5、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
6.3外存分配方式
1、判断：同一文件在不同的存储介质上应该用相同的组织形式。（）
2、如果文件采用直接存取方法使用，且文件大小不固定，则应采用（）物理结构。 A选项：B直接；C索引；D随机；E顺序 3、如果一个文件存放在100个数据块中，文件控制块、索引块或索引信息等都驻留在内存。下面各种情况下，需要做几次磁盘I/O操作？
（1）连续分配，将最后一个数据块搬到文件头部； （2）单级索引分配，将最后一个数据块搬到文件头部； （3）隐式链接分配，将最后一个数据块搬到文件头部； （4）采用隐式链接，将第一个数据插入文件尾部。
2、在UNIX中，若盘块为1KB，每块可放256个地址，如何将下列文件的偏移量转换为物理地址：9000，18000，420000。
3、某文件系统中，外存为硬盘，物理块大小为512B。有文件A，包含590个逻辑记录，每
个记录占255B，每个物理块存放2个逻辑记录。文件A所在的目录如图所示。每个目录项占127B，每个物理块放4个目录项。问：
（1）若文件采用串联结构，链接字占2B，那么要将A读入内存，至少需要存取几次硬盘？（2）若文件采用连续结构，那么要将A的第480号记录读入内存，至少要存取几次硬盘？
4、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2K，每个索引项占用4B，问：
（1）该文件系统中最大的文件可以达到多大？ （2）假定一个文件的实际大小是128MB，该文件实际占用磁盘空间多大（包括间接索引块）？ 5、一个文件有100个磁盘块，假设文件控制块在内存。在下列情况下，分别计算并说明在连续分配和显示链接分配方式下，分别需要执行多少次磁盘I/O操作？（假设每读或写一块磁盘块就是一次磁盘操作；假设在连续分配下，文件头部无空闲的磁盘块，但文件尾部有空闲的磁盘块）
（1）在文件开始处添加一个磁盘块（需要往添加的磁盘块中写数据）； （2）在文件第50块前添加一个磁盘块（不需要往添加的磁盘块中写数据）； （3）删除文件第50块磁盘块；
（4）在文件结尾处删除一个磁盘块。
6、假定磁盘块的大小为1KB，对于540MB的硬盘，其文件分配表FAT需要占用多少存储空间？如果硬盘容量是1.2GB呢？
7、判断：使用链接结构组织的文件适合于采用随机访问的方式。
8、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=0，1，2，…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null。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？ 9、有一个文件系统如下图所示。图中的方框表示目录，圈表示普通文件。根目录常驻内存，目录文件组织成链接文件，不设文件控制块，普通文件组织成索引文件。目录表目指示下一级文件名及其磁盘地址（各占2个字节，共4个字节）。若下级文件是目录文件，指示其第一个磁盘块地址。若下级文件是普通文件，指示其文件控制块的磁盘地址。每个目录文件磁盘块最后4个字节供拉链使用。下级文件在上级目录文件中的次序在图中为从左至右。每个磁盘块有512字节，与普通文件的一块等长。普通文件的文件控制块内容包括：该文件的有关描述信息和文件地址信息，其中前10个地址直接指示该文件前10个块的地址，第11、
12、13个地址分别是一级索引、二级索引、三级索引。问： （1）一个普通文件最多可以有多少个数据块？
（2）若要读文件J中的某一块，最多启动磁盘多少次？ （3）若要读W文件中的某一块，最少启动磁盘多少次？
（4）就（3）而言，为最大限度减少启动磁盘的次数，可采用什么方法？此时，磁盘最多启动多少次？
根目录ABCDEFGHIJKLMNPQRSTUVW
13、回答：（1）在unix文件系统中，inode节点包括哪些内容？（2）当两个进程打开同一个文件是，在内核中是否会存在该文件的两个i节点？两个进程读写文件的偏移量是否始终相同？（3）假设unix文件系统采用2级索引结构，每个磁盘块大小为4K字节，保存一个磁盘块号需要4个字节，则文件的最大长度可以为多少个字节？ 14、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i节点中包含12个直接块指针以及一次、二次、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块的内存缓冲区，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个字节，最多需要多少次磁盘访问？请说明每次访问磁盘的目的。
15、设一个文件占据了100个物理块，对于连续结构、链接结构和索引结构的文件，如果要将一块信息按下述要求操作，假设文件的文件控制块已经在内存，问分别要启动多少次磁盘I/O操作？
（1）加在文件的首部； （2）加在文件中间； （3）加在文件的尾部； （4）从文件的首部删去； （5）从文件的中间删去； （6）从文件的尾部删去。
15、采用直接存取法存取文件时，对（索引文件）效率最高，对（链接文件）效率最低。 16、文件结构、文件存储设备和存取方法之间的关系。 17、文件存储器、文件物理结构和存取方法的关系：
存储设备 磁盘 文件结构 连续 存取方法 顺序、直接 链接 顺序 索引 顺序、直接 磁带 连续 顺序 18、判断：文件的物理结构与具体的文件存储设备无关。
19、假定unix系统中的磁盘块大小为512B，现在要对一个已经打开的1M大小的文件遍历一遍，将要发生多少次磁盘完成中断？
20、对于连续文件、串联文件和索引文件三种物理结构，连续文件适合的场合是（）；串联文件适合的场合是（）；索引文件适合的场合是（）。
A从文件头部扩展；B从文件中部扩展；C从文件尾部扩展； D从文件头部删除；E从文件中部删除；F从文件尾部删除。 21、下面说法正确的是（ ）
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在磁盘上的顺序文件中插入新的记录时，必须复制整个文件； C在索引顺序文件的最后添加新的记录时，一定复制整个文件； D在磁带上的顺序文件的最后添加新的记录时，不必复制整个文件。
6.4 目录管理
1、在某个文件系统中，每个盘块为512B，FCB为64B，其中文件名占8B，如果采用类似UNIX系统的方法，将文件名与文件其他描述信息分开存放，在文件目录项中只包括文件名和索引节点的编号，索引节点编号占2B，对一个存放在磁盘上的1024个目录项的目录，试比较引入索引节点前后，为找到其中一个文件的FCB，平均启动磁盘的次数。
2、在实现文件系统时吧文件目录的目录项分成两部分：索引节点和符号目录项，有什么好处？
3、设置当前目录的主要原因是（节省主存空间；加快文件查找速度；节省辅存空间；便于打开文件） 4、UNIX系统中，数据结构磁盘索引节点(dinode)中有数据项di_nlink，活动索引节点(inode)中有数据项i_count而系统打开文件表(file)中有数据项f_count。简述这三个数据结构之间的联系。并指出这三个数据项的作用。
5、使用文件系统时，通常要显式地进行OPEN和CLOSE操作，这样做的目的是什么？如果一个文件系统采用基于文件分配表的多级目录结构，假设文件分配表大小为500KB，盘块大小为1KB，文件分配表的每一个表项占2.5字节，根目录区大小为32KB，目录项大小为16B，计算文件系统可管理的数据区大小，根目录中容纳的文件数目。并针对该文件系统，说明OPEN操作过程中对文件系统的操作。
6.5文件存储空间的管理
1、在UNIX系统中有卷资源表如图所示：
（1）现有一个进程要释放4个物理块，其块号为150＃、156＃、172＃、177＃，画出卷资源表的变化。
（2）在（1）的基础上假定一个进程要求分配5个空闲块，画出分配后的卷资源表。
S_nfree=98 S_nfree[0]=120 S_nfree[1]=121 ? S_nfree[96]=145 S_nfree[97]=210 2、在UNIX中，每个i节点中有10个直接地址和一、二、三级间接索引。若每个盘块512B，每个盘块地址4B，则一个1MB的文件分别占用多少间接盘块？20MB的文件呢？
3、若8个字（字长32位）组成的位示图管理内存，假定用户归还一个块号为100的内存块时，它对应位示图的位置为。
4、假设一个磁盘组共有100个柱面，每个柱面有8个磁道，每个盘面被分为4个扇区。逻辑记录的大小与扇区大小相等，柱面、磁道、扇区的编号均从“0”开始，现用字长为16位的200个字（第0到199字）组成位示图来指示磁盘空间的使用情况。问： （1）文件系统发现位示图中第15字第7位为0而准备分配给某一记录时，该记录会存放到磁盘的哪一块上？此块的物理位置（柱面号、磁道号和扇区号）是多少？
（2）删除文件是还要归还存储空间，第56柱面第6磁道第3扇区的块就变成了空白块，此时，位示图中的第几位应该由1改成0？
6.6文件共享和保护
1、判断：用户对文件的访问，将由用户访问表、目录访问权限及文件属性三者的权限所确定。（）
2、为防止用户使用共享文件时可能造成文件被破坏，通常可采用（）方法来保护文件。 A建立多个副本；B定时转储文件；C规定使用权限；D设置口令 3、系统及安全管理的主要任务是防止（未经核准的用户进入系统）；用户级安全管理的主要任务是为用户（分配“文件访问权”）；目录级安全管理的主要任务是为保护系统的（各级目录）；文件级安全管理的主要任务是控制（用户对文件的访问）。