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f19
5.3填空题
1．分区存储管理方案不能实现虚拟的原因是______。
[答]作业的地址空间不能超过存储空间。
本题考查分区存储管理和虚拟存储的概念。
所谓虚拟存储，是指允许一个作业在执行时不一次性全部装入主存，这样就可以在较小的物理地址空间里运行拥有更大逻辑地址空间的作业，使得计算机看起来拥有一个“足够大”的主存。
但在分区存储管理下，无论是固定分区还是动态分区，都要求分配给作业的分区大于等于作业的逻辑地址空间，因而不存在虚拟的可能。
2．文件系统中，若文件的物理结构采用连续结构，则文件控制块中关于文件的物理位置应包括______和______。
[答]起始块号、总块数。
本题考查基础概念，属于记忆类题。
3．目前认为逻辑文件有两种类型，即______式文件与______式文件。
[答]有结构的记录、无结构的流。
本题考查基础概念，属于记忆类题。
4．用户所见到的文件的结构是______结构，其形式主要有两种，它们是______和______。
UNIX和Windows支持的是______。
[答]逻辑、无结构流式文件、有结构记录式文件、无结构流式文件。
文件在存储介质上如何存放是“物理结构”，如何呈现给用户是“逻辑结构”。
本题考查基础概念，属于记忆类题。
5．文件的物理结构有______、______。
[答]顺序结构、链接结构、索引结构。
本题考查基础概念，属于记忆类题。
6．盘块号一致性检查是对______和______两个表进行检查。
[答]空闲盘块表、文件分配表。
本题考查基础概念，属于记忆类题。
7．文件的绝对路径是从______开始的目录序列，相对路径是从______开始的目录序列。
[答]根、当前目录。
所谓“绝对”就是指“完整”，“相对”就是指“部分”。
所以绝对路径就是完整路径，也就是从“根”开始的路径，相对路径就是部分路径，也就是从当前目录开始的路径。
8．Windows、UNIX和Linux采用的文件目录结构是______结构。
[答]多级树形目录。
本题考查基础概念，属于记忆类题。
5.4选择题
1．把作业地址空间中使用的逻辑地址变成内存中的物理地址称为（）。
A．加载B．重定位C．物理化D．逻辑化
[答]B。
这是一道纯概念题。
重定位就是把作业地址空间中使用的逻辑地址变成内存中的物理地址。
2．在UNIX操作系统中，文件的索引结构存放在（）中。
A．超级块B．i节点（i-node）C．目录项D．空闲块
[答]B。
UNIX中，每个文件（目录也是文件）都对应一个i节点，i节点中存放文件存储区数据块的索引指针。
3．文件的二级目录结构由（）和（）组成。
A．根目录B．子目录C．主文件目录D．用户文件目录E．当前目录
[答]C、D。
4．文件系统用（）组织文件。
A．堆栈B．指针C．目录D．路径
[答]C。
5．文件系统采用多级目录结构后，对于不同用户的文件，其文件名（）。
A．应该相同B．应该不同C．可以相同，也可以不同D．受系统约束
[答]C。
同一目录下，文件名不能相同；不同目录下，文件名可以相同。
6．设有四个作业同时到达，每个作业的执行时间均为2小时，它们在一台处理机上按单道方式运行，则平均周转时间为（）。
A．1小时B．5小时C．2.5小时D．8小时
[答]B。
作业周转时间是指从作业到达至作业完成之间的时间间隔，由于按照单道方式运行，也就是一次只能处理一个作业，所以四个作业的周转时间分别是2、4、6和8小时，故平均周转时间是（2+4+6+8）/4=5小时。
7．文件的物理结构一般有（）。
A．连续结构B．流式结构C．记录式结构
D．串联式结构E．索引结构
[答]A、D、E。
文件的物理结构与文件的存放方式有关，连续、链接和索引三种不同的存放方式对应了三种不同的物理结构。
8．连续结构的文件适合采用（）的存取方法。
A．顺序存取B．直接存取C．按键存取
D．分区存取E．以上都对
[答]A、B。
连续文件是一种最简单的物理文件结构，它把一个逻辑上连续的文件信息依次存放到物理块中。
连续文件的优点是一旦知道文件在文件存储设备上的起始位置和文件长度，就能进行存取。
连续文件适合于顺序存取，在连续存取相邻数据块时，存取速度快。
其缺点是在文件建立时必须指定文件的信息长度，以后不能动态增长，一般不适用于需要经常修改的文件。
连续文件也适合于直接存取。
因为连续文件的优点是一旦知道文件在文件存储设备上的起始位置和文件长度，就能进行存取。
9．文件系统的主要目的是（）。
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
[答]A。
10．采用直接存取法来读写盘上的物理记录时，效率最高的是（）。
A．连续结构文件B．索引结构文件C．串联结构文件D．其他结构文件
[答]B。
采用直接存取方法读写磁盘上的物理记录时，索引文件效率最高，连续文件效率居中，而串联文件效率最低。
11．文件目录的主要作用是（）。
A．按名存取B．提高速度
C．节省空间D．提高外存利用率
[答]A。
12．文件系统实现按名存取主要通过（）来实现。
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
[答]B。
文件管理中的知识比较多，概念都要记忆。
本题考查文件系统的文件名查找。
位示图表示文件的使用情况。
文件系统与文件查找不是一个概念。
文件系统涉及对外存中存储的文件进行管理，与内存地址转换无关。
13．假设一个索引文件由20个块组成，若该系统内存很大，硬盘也很大（即有足够大的空间对该文件进行操作），现要在文件的尾部加一块，需启动磁盘（）次。
（该文件的控制信息和索引表都已在内存，并且修改后无须写回磁盘。
）
A．1B．2C．21D．41
[答]A。
14．位示图可用于（）。
A．文件目录查找B．文件保护
C．主存空间共享D．磁盘空间和主存空间的管理
[答]D。
15．在UNIX中文件可分为三类，它们是（）。
（1）系统文件
（2）普通文件（3）数据文件
（4）目录文件（5）特殊文件（6）临时文件
A．
（1）
（2）（6）B．
（2）（5）（6）C．
（2）（3）（5）D．
（2）（4）（5）
[答]D。
16．按物理结构划分，文件主要有三类，它们是（）
（1）索引文件
（2）读写文件（3）顺序文件（4）链接文件
A．
（1）
（2）（3）B．
（1）（3）（4）C．
（2）（3）（4）D．
（1）
（2）（4）
[答]B。
17．为了解决不同用户文件的“命名冲突”问题，通常在文件系统中采用（）。
A．多级目录B．约定的方法C．索引D．路径
[答]A。
18．下面选项中（）不是有结构文件。
A．顺序文件B．流式文件C．索引文件D．索引顺序文件
[答]B。
文件的逻辑结构可分为两大类：
一是有结构的记录式文件，它是由一个以上的记录构成的文件，故又称为记录式文件；二是无结构的流式文件，它是由一串顺序字符流构成的文件。
在记录式文件中，所有的记录通常都是描述一个实体集的，有着相同或不同数目的数据项，记录的长度可分为定长和不定长两类。
·定长记录：
指文件中所有记录的长度都是相同的。
·不定长记录：
指文件中各记录的长度可以不相同。
在流式文件中，文件为字节流，不划分记录。
19．下面选项中（）不是文件存储空间的管理方法。
A．位示图法B．成组链接法
C．目录法D．空闲表法
[答]C。
常用的空闲空间的管理方法有：
空闲表、位示图、空闲块链和成组链接。
·空闲表：
将外存空间上一个连续未分配区域称为“空闲区”。
操作系统为磁盘外存上所有空闲区建立一张空闲表，每个表项对应一个空闲区，空闲表中包含序号、空闲区的第一块号、空闲块的块数等信息。
它适用于连续文件结构。
·位示图：
这种方法是在外存上建立一张位示图（bitmap），记录文件存储器的使用情况。
每一位对应文件存储器上的一个物理块，取值0和1分别表示空闲和占用。
位示图的主要特点是位示图的大小由磁盘空间的大小（物理块总数）决定，其描述能力强，适合各种物理结构。
·空闲块链：
每个空闲物理块中有指向下一个空闲物理块的指针，所有空闲物理块构成一个链表，链表的头指针放在文件存储器的特定位置上（如管理块中）。
空闲块链法不需要磁盘分配表，节省空间。
每次申请空闲物理块只需要根据链表的头指针取出第一个空闲物理块，根据第一个空闲物理块的指针可找到第二个空闲物理块，依此类推。
·成组链接：
在UNIX系统中，将空闲块分成若干组，每100个空闲块为一组，每组的第一个空闲块登记了下一组空闲块的物理盘块号和空闲块总数，假如一个组的第一个空闲块号等于0，意味着该组是最后一组，即无下一组空闲块。
20．下面的（）和其他3种文件在逻辑结构上是根本不同的。
A．库函数文件B．数据库文件
C．可执行程序文件D．源程序文件
[答]B。
A、C、D都是无结构的流式文件，B是有结构的记录文件。
21．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．撤销指定文件的目录
C．将指定的文件目录内容复制到主存的活动文件表中
D．修改指定文件的内容
[答]C。
22．存放在磁盘上的文件（）。
A．既可随机访问，又可顺序访问B．只能随机访问
C．只能顺序访问D．只能读/写，不能访问
[答]A。
23．磁盘上的文件以（）为单位读写。
A．块B．记录
C．柱面D．磁道
[答]A。
24．UNIX操作系统的文件系统是（）
A．一级目录结构B．二级目录结构
C．分级树形结构D．链表结构
[答]C。
25．以下（）不是由文件系统完成的功能。
A．磁盘空间管理B．启动磁盘读一个物理记录
C．文件保护D．实现“按名存取”文件
[答]B。
26．在UNIX系统中，一个打开的文件占用的系统资源有（）。
A．用户打开文件表表项
B．系统打开文件表表项
C．内存inode
D．磁盘inode
E．目录文件中的一个表项（记录）
[答]A、B、C、D、E。
27．在文件系统中，文件的不同物理结构有着不同的优缺点。
在下列文件物理结构中，（）不具有直接读写文件任意一个记录的功能。
A．顺序结构B．链接结构C．索引结构D．散列结构
[答]B。
文件的物理结构与外存分配方式有直接关系，采用不同的分配方式将产生不同的文件物理结构。
28．基于用户记录存取权限的方法属于（）。
A．存取控制表B．用户目录表C．存取控制矩阵D．权能表
[答]C。
存取控制矩阵是基于用户的存取权限的方法，存取控制表是基于文件实体的。
29．UNIX系统中的磁盘文件物理结构属于（）。
A．连续文件B．链接文件C．索引文件D．散列文件
[答]C。
UNIX文件系统的主要特点是：
文件系统组织是分级树形结构；文件的物理结构为混合索引式文件结构；采用成组链接法管理磁盘空闲盘块。
故选C。
30．以下哪种类型的文件不支持直接存取（）。
A．连续文件B．散列文件C．索引文件D．链接文件
[答]D。
链接文件不支持随机访问。
31．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
[答]B。
32．散列文件采用的寻址方法是（）。
A．计算B．比较C．索引D．顺序
[答]A。
散列文件是通过散列函数的计算得出文件存储地址。
33．在UNIX系统中使用的目录结构是（）。
A．单级B．二级C．树形D．三级
[答]C。
34．文件的二级目录结构由主文件目录和（）组成。
A．根目录B．子目录C．用户文件目录D．当前目录
[答]C。
35．对于记录式文件，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
[答]C。
文件的逻辑结构是指从用户使用的角度组织文件的形式，常用的逻辑结构如下：
·无结构的字节流式文件。
其基本组成单位是字节或字符。
用户对这类文件的读/写是以字符为单位进行的，一次通常是若干个。
·有结构的记录式文件。
其记录是指逻辑上具有独立含义的相关信息的集合。
一个记录式文件由若干个逻辑记录组成，用户请求读/写的信息单位是记录，一次可读/写一个或几个记录。
36．只能使用顺序存取但存储空间可以不连续的文件结构是（）。
A．顺序文件B．链接文件C．索引文件D．链接文件和索引文件
[答]B。
连续文件、串联文件、索引文件是根据文件的物理结构来分的。
·连续文件也叫顺序文件。
将一个逻辑上连续的文件依次存放到外存连续的物理块中，以这种方式存放的文件称为顺序文件。
其优点是：
实现简单，存取速度快。
其缺点是：
必须连续存放，不允许动态增长，不灵活，易产生碎片。
通常系统文件都采用连续结构，以便快速存取。
·串联文件也叫链接文件。
将逻辑文件中的记录存放在一组物理块（物理块不必连续）中，每个物理块设置一个指针，指向文件存放的下一个物理块的地址。
以这种方式存放的文件称为链接文件。
其优点是：
允许文件动态修改，克服了碎片问题；其缺点是：
不允许随机存取。
·索引文件。
将逻辑文件中的记录存放在一组物理块（物理块不必连续）中，并为每个文件另外建立一张指示逻辑记录和物理块之间对应关系的表（此表称为索引表），以实现逻辑记录与物理块之间的映射。
以这种方式存放的文件称为索引文件。
其优点是：
允许文件动态修改，可直接对文件进行存取。
其缺点是：
检索文件至少需要访问存储器两次（索引表一次，文件本身一次）。
37．索引式（随机）文件组织的一个主要优点是（）。
A．不需要链接指针B．用户存取方便
C．回收实现比较简单D．能实现物理块的动态分配
[答]B。
索引结构是最适合直接存取的组织方式，而直接存取则是最方便的存取方式。
38．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
[答]B。
本题考查文件链接问题。
链接可分为硬链接和软链接，硬链接记录的是目标文件的inode（索引节点）。
它只能链接文件，不能链接目录，而且不能跨文件系统。
创建链按时，将增加目标文件的引用计数。
删除目标文件或链接文件时都会导致引用计数减少。
软链接又称为符号链接。
符号链接记录的是目标文件的路径，当访问具有符号链接的文件时，内核会指向符号链接中包含的文件名。
符号链接可以引用存在或者不存在的文件，而且可以跨越不同的系统，甚至是不同的计算机。
它们还可以指向其他的符号链接。
创建符号链接时，不会增加目标文件的引用计数。
文件的引用计数存放在文件的索引节点中，硬链接与目标文件共用一个索引节点，建立会使引用计数增加，删除会导致引用计数减少；软链接则自己单独有自己的索引节点，不会影响目标文件的引用计数，一开始为F1建立了软链接F2、硬链接F3，则此时Fl与F3共用的索引节点的引用计数为2，F2索引节点的引用计数为1。
删除F1后，因为F3正在使用此文件，因此没有删除此文件的索引节点及其他信息，所以F3指向的索引节点中的引用计数减l，F2中的索引节点没有受到影响，仍为1。
39．有一个串联文件由四个逻辑记录组成（磁盘块大小相等，均为512字节），分别存放在第180、15、68、212号磁盘块上，存取文件第2000逻辑字节处的信息，要访问第（）块磁盘块。
A．180B．15C．68D．212
[答]D。
2000/512=3.9，可知是在最后一个逻辑记录上，则存放在212号磁盘上。
40．假设磁头当前位于第105磁道，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
[答]A。
本题考查磁道调度算法。
SCAN调度算法在磁头当前移动方向上选择与当前磁头所在磁道距离最近的请求作为下一次服务对象。
当前磁道向序号增加的方向移动，当前位于第105道，则距离最近的下一个应该是第110磁道，依次递增到最高195，再向序号减少的方向移动，离当前195磁道最近的是68号磁道，依次递增到所有的请求完成，所以磁道访问序列为110，170，180，195，68，45，35，12。
41．假定磁盘块大小为1KB，对于1.2MB的软盘，FAT表需要占用（）存储空间。
A．1KBB．1.5KBC．1.8KBD．2.4KB
[答]C。
磁盘块大小为1KB，1.2MB的软盘一共有1.2K个盘块，1K＜1.2K＜2K，所以每个盘块在FAT表中需占用11位，为了方便存取，一般采用一个字节或半个字节为单位，所以11位需占用1.5B，即文件分配表中的每个表目需1.5个字节，1.5B×1.2K=1.8KB。
需要注意的是，为了存取方便，文件分配表中的表目一般占一个字节或半个字节，即其位数是4的倍数，所以虽然算出是每个表目只要11位即可，但在计算时应认为是占了12位，即1.5个字节。
5.5简答题
1．什么是目录项?
[答]在文件系统中，文件目录记录文件的管理信息，每个文件在目录表中都有一个目录项。
文件目录项主要包含下列信息：
（1）有关文件的标识信息，例如文件的名称符号。
（2）有关文件结构的信息，例如文件长度、文件存放在外存中的物理地址等。
（3）有关文件的存取控制信息，例如文件属性、文件主用户及共享用户的标识、存取权限等。
（4）有关文件的管理信息，例如文件建立的时间、保留时间、最新修改时间等。
2．什么是文件目录?
[答]文件目录是文件系统的关键数据结构。
文件目录的作用如同图书馆的书籍目录一样，用来将许许多多的文件有条不紊地组织起来，以便能够迅速而准确地查找文件。
通常，文件目录应包含下列信息：
（1）有关文件的标识信息：
例如文件的名称符号。
（2）有关文件结构的信息：
例如文件长度、文件存放在外存中的物理地址等。
（3）有关文件存取控制信息：
例如文件属性、文件主用户及共享用户的标识、存取权限等。
（4）有关文件的管理信息：
例如文件建立的时间、保留时间、最新修改时间等。
3．什么是工作目录?
[答]文件系统如果采用多级树形目录，那么使用完整的路径名来查找文件会感到很不方便，因此引入了“工作目录”。
考虑到通常一个进程在一段时间内所访问的文件具有局部性，即在某一范围之内，所以可在这一段时间内指定某一目录为工作目录或值班目录。
以后的操作一般都是针对以工作目录（也称为当前目录）为根的子目录树进行的。
4．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?
[答]顺序存取法就是严格按物理记录排列的顺序依次存取，随机存取法允许随意存取文件中的任何一个物理记录，而不管上次存取了哪一个记录。
顺序存取法对有结构文件的操作是设置一个访问指针ptr，令它总是指向“下一次”要访问的记录首址。
每访问完一个记录后，对ptr进行相应的修改。
对于定长记录，ptr=ptr+L（L为文件的物理记录长度）：
对于变长记录，ptr=ptr+Li+1（其中1是存放记录长度Li的字节数）。
顺序存取法对无结构文件的操作是按读写位移（offset）从当前位置开始读写，即每读写完一段信息后，指针移动到被读信息的末尾，然后再根据该位移读写下面的信息。
随机存取法对有结构文件的操作也是设置一个访问指针pt，对于定长记录文件，欲访问第，个记录。
（I=0，1，2，…）的首址为ptr=offset+I×L（其中，offset是该文件的首址，L为记录长度），对于变长记录，随机存取法是十分低效的。
随机存取法对无结构文件的操作必须事先用有关的命令把读写位移移到欲读写的信息开始处，然后再进行读写。
5．为实现分页式虚拟存储，页表中至少应包含哪些内容?
[答]页表中应包含下列内容：
·页号
·状态标志
·主存块号
·磁盘上的位置
6．什么是文件的物理结构和逻辑结构?
[答]文件的逻辑结构，是指文件在用户“思维”中的结构，是从用户的观点出发所观察到的文件组织形式，是用户可以直接处理的数据结构。
它的目标是为用户提供一种结构清晰、使用方便的逻辑文件形式，用户按照这种组织形式可以去存取、检索和加工有关文件信息。
文件的逻辑结构主要有两种：
有结构的记录式文件和无结构的流式文件。
文件的物理结构是指文件在存储设备上的存储组织形式，又称为文件的存储结构。
其主要目标是工作性能良好、设备利用率高，系统按照这种形式去和外部设备打交道，控制信息的传输。
常用的文件物理结构有：
连续结构、链接结构、索引结构和散列结构。
7．在文件系统中，采用多级树形文件目录结构有何优点?
[答]树形目录结构是目前最常用的目录结构，因为它具有如下优点：
（1）解决了文件的重名问题。
（2）有利于文件的分类。
（3）提高了文件的检索速度。
（4）能进行存取权限的控制。
8．为保证文件系统的安全性，可以采取哪些措施?
[答]为保证文件系统的安全性，可以采取对文件的保护和保密等措施。
实现文件保护措施的一般情况可以从两个方面考虑，即防止系统故障包括软件、硬件故障造成的破坏和防止用户共享文件可能造成的破坏。
前者可以采用建立副本和定时转储的方法，后者可以采用树形文件目录、存取控制表、规定文件使用权限等方法。
另外，实现文件保密的措施包括隐藏文件目录、设置口令和使用密码等。
9．考虑这样一个文件系统，其中文件可被删除，并且在指向它的链接仍然存在的情况下可重新使用其磁盘空间。
在同一个磁盘空间建立一个新文件，将会出现什么问题?
请给出方法来避免该问题。
分析：
这个题目比较灵活，并不死板地考查学生对文件系统的认识，而是从解决问题的角度，测试学生利用所学知识解决实际问题的能力。
[答]如果同一磁盘空间内新建一个文件，而连接仍然存在，这将导致通过原有旧连接访问到的实际上是新文件，导致管理错误。
要想避免这个问题，可以对文件进行存取保护，也可采用删除指向一个已删除文件的所有链接的方法避免这一问题。
10．文件目录和目录文件各起什么作用?
目前广泛采用的目录结构形式是哪种?
它有什么优点?
[答]在文件系统中，文件目录记录文件的管理信息，又称为文件控制块，或者文件说明信息，文件系统把同一卷上的若干文件的文件目录组成一个独立的文件，这个文件全部由文件目录组成，称为目录文件。
文件目录用于对单个文件的控制，它记录文件的名字、文件长度、文件存放在外存上的物理地址，以及文件属性和文件建立时间、日期等信息。
目录文件是全部文件目录组成的文件，用于整个文件系统的管理。
文件的目录结构一般有三种形式：
一级目录、二级目录、多级树形目录。
一级目录简单方便，但不允许文件重名。
二级目录由主目录和用户文件两个目录组成，可以解决文件的重名和别名问题。
多级树形目录是二级目录的扩充。
目前广泛采用的目录结构形式是树形目录结构。
它的主要优点是：
检索效率高，允许文件重名，确切反映了信息的层次结构并可以利用层次结构实现文件共享和保护。
11．在虚拟段式存储系统中，引入了段的动态链接。
（1）试说明为什么引入段的动态链接。
（2）请给出动态链接的一种实现方法。
[答]
（1）在作业装入内存运行前，应将各个目标程序定位后装入作
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