操作系统-第8章题.doc

7、逻辑文件存放在磁带上应组织成（ C ）。
A、索引文件 B、直接文件 C、顺序文件 D、链接文件
6、文件的逻辑结构可分为 字符流式的无结构文件 和 记录式的有结构文件 两大类。
5．假定某磁盘的旋转速度是每圈20毫秒，格式化时每个盘面被分成个10扇区，现有个10逻辑记录存放同一在磁盘上，安排如图1所示。处理程序要顺序处理这些记录，每读出一条记录后处理程序要花4毫秒的时间进行处理，然后再顺序读下一条记录并进行处理，知道处理完成这些记录，回答
（1） 顺序处理完这10条记录总共花费了多少时间？
（2） 请给一种记录优化分布的方案，使处理程序能在短时间内处理完这10条记录，并计算优化分布时需要花费的时间。

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起点

图1 逻辑记录的存放次序
答：（1）磁盘旋转一个扇区所需时间=20/10=2ms
读出并处理第一条记录所需时间=2+4=6ms
处理完第一条记录磁头旋转到存放第四条逻辑记录所在的扇区了，需等到旋转到存放第二条逻辑记录的扇区时，才能读第二条逻辑记录，读出并处理第二条记录所需时间=8*2+2+4=22。
读出并处理其他几条记录所需与读出并处理第二条记录类似，故顺序处理10条记录所需时间=6+22*9=204ms。
（2）一种记录优化分布的方案如图2所示。
这种记录优化分使处理程序在处理完前一条逻辑记录时磁头正好旋转到下一条逻辑记录所在的扇区，处理所需的时间最短，处理完这10条记录需要花费的时间=10*（2+4）=60ms。
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起点

图2 逻辑记录优化环分布
4．设磁盘的每个磁道分成9个扇区，现有一文件共有A、B、C、D、E、F、G、H、I 9条记录，每个记录的大小与块的大小相等，设磁盘转速为27ms/转，每读出一块后需要2ms的处理时间。如忽略其他辅助时间，问：
（1） 如果顺序存放这些记录并顺序读取，处理该文件要用多少时间？
（2） 如果要顺序读取该文件，记录如何存放处理时间最短？需要多少时间？
答：磁盘转速为27ms/转，每个磁道存放9条记录，读取一条记录需要是将=27/9=3ms。
（1） 读出并处理A记录需要5ms，此时读写头已转到B记录的中间，为读出B记录，必须再转将近一圈。后续8条记录的读取并处理时间与B相同，于是处理9条记录的总时间为8*（27+3）+（3+2）=245ms.
（2） 读取并处理一条记录的时间需5ms，当读出并处理A记录时，假设A记录放在第0个块中，读写头移到第1个块的中间，为了能顺序读到B记录，应将它放在第2个块中，即应将记录按如下顺序存放.。

块号
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记录
A
F
B
G
C
H
D
I
E
这样，处理一条记录并将此头移到下一条记录的时间为
3(读出)+2(处理)+1（等待）=6ms
处理9条记录的总时间为：6*8+5=53ms.

1．假定某磁盘的旋转速度是每圈20毫秒，格式化时每个盘面被分成个8扇区，现有个8逻辑记录存放同一在磁盘上，安排如图3所示。处理程序要顺序处理这些记录，每读出一条记录后处理程序要花5毫秒的时间进行处理，然后再顺序读下一条记录并进行处理，知道处理完成这些记录，回答：
（1）顺序处理完这8条记录总共花费了多少时间？
（2）请给一种记录优化分布的方案，使处理程序能在短时间内处理完这8条记录，并计算优化分布时需要花费的时间。
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图4 优化分布
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图3 顺序存放

答：8*（2.5+5）+7*15=165ms

2．假定磁带的记录密度为每英寸800个字符，每一记录长度为160个字符，块与块之间的间隙为0.6英寸，现有1000条逻辑记录需要存放在磁带上，分别回答下列问题：
（1）计算不采用成组操作时磁带空间利用率。
（2）计算采用以5条记录为一组的成组操作时磁带空间利用率。
（3）为了使磁带空间的利用率大于50%，采用成组记录时块因子最少为多少？
答：（1）160/800=0.2
磁盘空间利用率=0.2/（0.2+0.6）=25%
（2）160*5/800=1
磁盘空间利用率=1/（1+0.6）=62.5%
（3）x*160/800=0.2x
0.2x/（0.6+0.2x）>=0.5 x>=3
3、 有一计算机系统，采用如图所示（行号、列号都从0开始编号）来管理空闲盘块，如果盘块从0开始编号，每个盘块的大小为1kB，
（1）现要为文件分配两个盘块，试具体说明分配过程。
（2）若要释放磁盘的第300块，应如何处理？

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答（1）为某文件分配两个盘块的过程如下：
顺序检索位示图，从中找到第一个值为0的二进制，得到其行号i1=2，列号j1=2；第二个值为0的二进制位，得到其行号i2=3，列号j2=6，
计算出找到的两个空闲块的盘块号分别为：
b1=i1*16+j1=2*16+2=34
b2=i2*16+j2=3*16+6=54
修改位示图，将Map[2,2]=Map[3,6]=1，并将对应的块分配出去。
（2）释放磁盘的第300块时，应进行如下处理：
计算出磁盘第300块所对应二进制位的行号i和列号j：
i=300/16=18 j=300Mod16=12
修改位示图，令Map[18,12]=0,表示对应块为空闲块

4、系统中磁头停留在磁道号为70的磁道上，这时先后有4个进程提出了磁盘访问请求，要访问磁盘的磁道号按申请到达的先后顺序依次为45,68,28,90.移动臂的运动方向：沿磁道号递减的方向移动。若分别采用FCFS磁盘调度算法、SSTF算法、SCAN算法时，磁头移动的顺序和所需寻道长度分别是多少？
FCFS： 70---45---68---28---90
寻道长度=(70-45)+(68-45)+(68-28)+(90-28)=150
SSTF： 70---68---90---45---28
寻道长度=(70-68)+(90-68)+(90-45)+(45-28)=86
SCAN：70---68---45---28---90
寻道长度=(70-68)+(68-45)+(45-28)+(90-28)=104
1. 设某磁盘启动时间为3ms,磁头移动一条磁道所用时间为0.4ms,则磁头移动100条磁道所化的寻道时间为( )。
A．83ms B．40ms C．430ms D．43ms
1． 按按信息流项，可把文件分为输入文件 、 输出文件 和 输入输出文件 。
5. 已完成对35号柱面的访问，当前磁盘读写头位于30号柱面上，此时等待访问磁盘柱面次序为：12、21、20、4、41、8、37。寻道时移动一个柱面所需时间为3ms，计算按下列两种寻道算法所需的寻道时间。
（1）先来先服务
（2）电梯调度
答：（1）采用先来先服务调度算法时实际访问的柱面次序为：12、21、20、4、41、8、37，磁头移动的柱面数为：18+9+1+16+37+33+29=143，所需的寻道时间为143×3=429ms。
（2）采用电梯调度算法时实际访问的柱面次序为： 21、20、12、8、4、37、41、，磁头移动的柱面数为：63，所需的寻道时间为63×3=189ms。
1. 文件共享方式有绕道法 、 链接法 和 基本文件目录表 。
1． 解释记录的成组和分解。
为了提高存储空间的利用率和对外存的操作次数，把若干个逻辑记录合成一组存入一个物理块的工作称“记录的成组”，每块中的逻辑记录个数称“块因子”。
在把记录成组后，为了使用数据，从一组成组的记录中把一个逻辑记录分离出来的操作称“记录的分解”。

2． 驱动调度由 移臂调度 和 旋转调度 组成。
3． （Ö ）从文件的逻辑结构形式来说，数据库文件是记录式文件。
4． 文件系统概念中，级别由高到低排列的是（ A ）。
A．文件、记录、数据项 B．文件、数据项、记录
C．记录、文件、数据项 D．数据项、记录、文件
1． 简述文件系统的特点和功能。
答：文件系统的特点：
（1）友好的用户接口，用户只对文件进行操作，而不管文件结构和存放的物理位置。
（2）对文件实现按名存取，具体操作对用户透明。
（3）某些文件可以被多个用户或进程所共享。
（4）文件系统大都使用磁盘、磁带和光盘等大容量存储器作为存储介质，因此，可存储大量信息。
按保护级别把文件分为 执行文件、只读文件和读/写文件 。
5． 通常磁盘文件的组织方式有 、 和 三种。(顺序文件、链接文件和索引文件)
6． 利用链接结构可以方便地实现对文件的间接存取。（× ）
磁盘文件的组织方式有 、 和 。(顺序、链接和索引)
2. 某磁盘采用位示图管理磁盘空间，磁盘共有16个盘面，每个盘面有80个磁道，每个磁道有16个扇区，则该磁盘位示图占用（ C ）磁盘空间。
A．1K B．2K C．2.5K D．3.5K
文件：在计算机系统中，文件被解释为一组赋名的相关联字符流的集合，或者是相关联记录的集合。
3. 确定磁盘上的信息所在位置时必须给出的参数依次是（ A ）。
A．柱面号、磁头号、扇区号 B．扇区号、磁头号、柱面号
C．盘面号、磁头号、扇区号 D．盘面号、扇区号、磁头号
4. 针对影响文件安全的人为因素，可采用的措施是（ B ）。
A．采用系统容错技术 B．采用存取控制技术
C．虚拟管理 D．采用“后备系统”
1． 对磁盘上的信息进行操作所需时间与信息在磁盘上的分布无关。（错）
2．若现在磁盘的移动臂处于第25号柱面有6个请求（如表3所示）等待访问磁盘，如何响应这些访问才最省时间？为什么
表3 等待访问磁盘的6个请求
序号
柱面号
磁头号
扇区号
1
22
2
8
2
15
3
2
3
26
8
7
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答：为了使响应时间最短，应采用最短寻找时间优先调度算法进行调度，因此访问柱面的次序为：26、22、15、6，第5次和第3次访问的柱面号相同，先访问扇区号小的，第1次和第6次访问的柱面号相同，此时应看磁盘的旋转速度来决定先访问哪一扇区号，故处理的顺序序列号为5、3、1、6、2、4(扇区7->8慢于柱面26->22)或5、3、6、1、2、4。(扇区7->8快于柱面26->22)
5. （ A ）的文件只适用于定长记录和按记录键随机查询的访问方式。
A．Hash结构 B．链接结构 C．顺序结构 D．索引结构
6. 针对影响文件安全的系统因素，可采用的措施是（ A ）。
A．采用系统容错技术 B．采用存取控制技术
C．虚拟管理 D．采用“后备系统”
7． 文件按逻辑结构分为 流式结构和记录式结构 两种。
2．当前磁盘读写头位于20号柱面上，此时等待访问磁盘柱面次序为：9、23、21、3、42、7、40。寻道时移动一个柱面所需时间为3ms，，设总的柱面数为45，画图表示按下列三种寻道算法的寻道次序。
a) 先来先服务
b) 最短寻找时间优先
c) 电梯调度
答：（1）采用先来先服务寻道算法的寻道次序为：9、23、21、3、42、7、40

移动臂移动的距离=11+14+2+18+39+35+33=152，所需寻道时间=152×3=456ms。
（2）采用最短寻找时间优先寻道算法的寻道次序为：21、23、9、7、3、40、42

移动臂移动的距离=1+2+14+2+4+37+2+=62，所需寻道时间=62×3=186ms。
(3) 采用电梯调度寻道算法的寻道次序为：21、23、40、42、9、7、3。（设磁头移动方向是向里）

移动臂移动的距离=1+2+17+2+33+2+4=61，所需寻道时间=61×3=183ms。
7. 除（ C ）调度算法外，其余三种磁盘移臂调度算法都是根据欲访问的柱面位置来进行调度的。
A．最短寻找时间优先 B．电梯 C．先来先服务 D．单向扫描
8. 针对影响文件安全的自然因素，可采用的措施是（ D ）。
A．采用系统容错技术 B．采用存取控制技术
C．虚拟管理 D．采用“后备系统”
9. 用空闲块表进行磁盘存储空间的管理时，文件适合采用的结构是（ A ）。
A．顺序 B．链接 C．索引 D．队列
10. 在有直接存取需求和文件长度动态增长的情况下，宜选择的文件形式是（ D ）。
A．库文件 B．链接文件 C．顺序文件 D．索引文件
2． 索引文件实现的是一种间接存取。（对）
文件系统：操作系统中与管理文件有关的软件和数据的集合称为文件系统，它负责为用户建立文件，撤消、读写、修改和复制文件，还负责完成对文件的按名存取和进行存取控制。
11. 对顺序存取的文件采用顺序结构的最大优点是（ D ）。
A．磁盘存储空间利用率高
B．对输出文件很容易估计需要的磁盘块
C．有利于文件扩展
D．存取速度快
12. 用户要求将一个新文件存放在存储介质上，首先调用文件系统的（ D ）操作。
A．读文件 B．打开文件 C．写文件 D．建立文件
2． 磁盘存储空间是如何管理的？各种管理方法有何特点？
答：常用的磁盘空间管理方法有位示图、空闲块表和空闲块链。
位示图：对每个磁盘可以用一张位示图指示磁盘空间的使用情况。一个磁盘的分块确定后，根据总块数决定位示图由多少字组成，位示图中的每一位与一个磁盘块对应，某位为“1”表示相应块已被占用，为“0”表示所对应的块是空闲块。
空闲块表：系统为每个磁盘建立一张空闲块表，表中每个登记项记录一组连续空闲块的首块号和块数，其中空闲块数为“0”的登记项为“空”登记项。这种管理方式适合采用顺序结构的文件。
空闲块链：把所有的空闲块连接在一起构成空闲块链，分配空间时从链中取出空闲块，归还空间时，把归还块加入到链中。这种管理方式不需要外加专门记录空闲块分配情况的表格。空闲块的连接方式有两种：单块连接和成组连接。
（1）单块连接 把所有空闲块用指针连接起来，每一个空闲块中都设置一个指向另一个空闲块的指针，所有的空闲块就构成了一个空闲块链。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”。
（2）成组连接 把空闲块分成若干组，把指向一组中各空闲块的指针集中在一起，这样既可方便查找，又可减少为修改指针而启动磁盘的次数。
1．某文件系统的结构如图所示，其中方框代表目录，圆形代表文件，请回答下列问题：
（1）如果用“/”分隔各个目录和文件，用“．．”表示一个目录的父目录，设当前目录为P，写出访问文件j的路径。
（2）将目录N改为P是否可以，将目录T改为U是否可以，为什么？
（3）将文件改为b改为c是否可以，将文件d改为e是否可以，为什么？
（4）将文件d改为N是否可以，为什么？
（5）当前目录是O，写出对文件a的共享方法。
答：（1）访问文件j的路径为：．．/．．/．．/C/I/T/j。
（2）将目录N改为P是可以的，因为目录N和目录P分别属于不同目录下的子目录，允许重名；将目录T改为U是不可以，因为目录T和目录U属于同一目录下的子目录，不允许重名。
（3）将文件b改为c是可以，因为b和c分别属于不同目录下的文件，允许重名；将文件d改为e是不可以，因为d和e属于同一目录下的文件，不允许重名。
（4）将文件d改为N是可以，它们不在同一目录下，文件名和目录名可以相同。
（5）在访问权限允许的情况下，通过．．/．．/．．/A/E/a路径来访问文件a。
O P
Q S
ca　
A B C
D E
F G H
I J K
L M N
T U V
da　
ea　
fa　
aa　
ga　
ha　
ia　
ba　
ja　
图2 某文件系统的结构

文件目录：文件目录是用于存放文件信息的一种数据结构，是用于组织、检索文件的，是文件系统实现按名存取的重要手段。
3． 对一个文件的访问只由文件的属性限制。（错）
4． 文件在存储介质上的组织方式称为文件的（ B ）。
A．逻辑结构 B．物理结构 C．目录结构 D．逻辑记录