发布时间 : 星期一 文章北大操作系统课后题参考答案更新完毕开始阅读cc4057323968011ca3009174
86，147，91，177，94，150，102，175，130
试给出采用下列算法后磁头移动的顺序和移动总量（总磁道数） 1)最短寻道时间优先(SSTF)磁盘调度算法
2）扫描法（SCAN）磁盘调度算法（假设沿磁头移动方向不再有访问请求，磁头沿相反方 向移动）
答：1)143 147 150 130 102 94 91 86 175 177 2)143 130 102 94 91 86 147 150 175 177
4.假定一个文件系统用索引文件结构管理存储块。每个文件都有一个目录项，存放文件名 ，第一个索引块，以及文件长度。第一个索引块指向248各文件块和下一个索引块。如果 一个文件当前放在第2009各逻辑块，而下一个操作是访问第306个逻辑块，那么必须从 磁盘上读多少个物理块？ 答：
5.假定一个UNIX的磁盘块能够存放1048个磁盘地址。用直接盘块指针的文件的最大尺寸是 多少？一重间接块指针呢？二重间接块指针呢？三重呢？
6.早期MS-DOS版本的文件系统最大能够管理32M的磁盘空间，根据本章所讲的有关目录和 文件的知识，推测由于该限制可能导致的一些后果。
7.假定一个文件系统的组织方式与MS-DOS文件系统类似，在FAT中有64K个指针，请说明该 文件系统是否能够用这64K个指针来引用一个512M磁盘上一个512字节块。
8.文件系统检测程序经常利用位图。基本的想法就是把该图拷贝到检测程序的地址空间去 ，把图中每一个项放大，使它能够包含更多的状态信息（例如已分配，未分配，已检测， 坏块），请设计一个算法，用增加内容位示图来检测一个磁盘的上述状态信息，并作出具 体统计。
答： 1)为位图增加一个内容位示图，已分配，未分配，已检测，坏块分别用0,1,2,3来代 替
2）检测磁盘，遇到0,：count0++,遇到1:count1++,遇到2,count2++,遇到3,count3 ++,（初值都为0)
3)得出相应的块的个数。
9.假定需要一种机制，是的一个文件能被任何用户读，但只能被一个用户写。比如全国 高考成绩，可被高考学生读，但只能被有关办公室修改成绩，请设计该文件的存取控制机 制。
答：1）审定用户权限
2）比较用户权限的本次存取要求是否和用户的存取权限一致
3）将用户的存取要求和被访问文件的存取控制表进行比较，看是否冲突，如果没有 冲突，允许用户对有关文件进行访问，如果有冲突，处理冲突。
10.请描述一种机制，硬件的或软件的，它根据用户的指纹进行身份识别。
答：第一步要对用户的身份进行验证，第二步，采用一组称为存取控制模块的程序，对用 户
的存取权限进行控制。
11.文件目录的作用是什么？一个目录表目应包含哪些信息？
答：文件目录就是文件控制块的有序集合，即把所有文件控制块有机地组织起来，就构成 了文件目录。
文件控制块应该包括以下内容：文件名，文件号，用户名，文件地址，文件长度，文 件类型，文件属性，共享计数，文件的建立日期，保存期限，最后修改日期等！
12.多级目录结构的特点有哪些？有什么好处？ 答： 优点：
层次结构清晰，便于管理和保护；有利于文件分类；解决重名问题；提高文件检索速度 ；能进行存取权限的控制 缺点：
查找一个文件按路径名逐层检查，由于每个文件都放在外存，多次访盘影响速度 13.可通过什么办法来实现用户之间共享某个文件？ 答：1）绕道法 2）I节点法 3）符号链接法
14.在设计文件系统时，对文件的数据结构应做何考虑？ 答：顺序结构，链接结构，索引结构以及I节点.
15.请设计一个文件系统的FCB，并说明为何要安排FCB的每一项内容。
答：文件控制块PCB为系统管理文件而设置的一个数据结构。FCB是文件存在的标志，它记 录了系统管理文件所需要的全部信息。见图6.2 文件控制块
16.在文件系统中，使用Create和Open命令的目的是什么？他们的具体功能是什么？能不 能只用一个命令，完成文件的建立和打开操作？
答：create 和open命令是建立一个和打开一个文件。
create建立一个文件，open打开一个已存在的文件，或者先创建然后打开一个文件 能用一个命令open来完成文件的建立和打开操作.
17.对下列每个问题，试说明它由文件系统中哪一个部分处理的，以及如何处理的？ 1）存储碎片问题
2）允许给不同的文件以相同的文件名 3）缓冲处理
4）扩充文件时，存储空间的申请。 答：1)文件的物理结构 2)存储结构 3)存储性能
4)存储空间的管理
18. 对常用的计算机系统，分析其文件映射功能的透明性。 答：实现文件的按名存取 名字空间 映射 存储空间
19.在UNIX系统中，采用I节点方式给出一个文件所在磁盘号的块号。假设每个磁盘块的大 小为1024字节，并且每个间接盘块能容纳256个块号，试问：
1）如果进程要读取某文件的字节偏移量为8192,应该如何找到它所在的磁盘号？ 2）如果要存取某文件的字节偏移量为640000，又将如何？
20.能用单级目录来模拟多级目录？如果能，揭示如何实现之。
21.由一个文件系统，根目录常驻内存，如下图所示。（图略）
目录文件采用链接结构，规定一个目录下最多存放40个下级文件，下级文件可以是目录文 件
，也可以是普通文件。每个磁盘块可以存放10个下级文件的描述信息，若下级文件为目录 文件，则上级目录指向目录文件的第一块，否则指向普通文件的文件控制块。
1)普通文件采用UNIX的三级索引结构，即文件控制块给出13个磁盘地址，前10个磁盘地址 指出文件前10块的物理地址，第11个磁盘地址指向一级索引表，一级索引表给出256个磁 盘地址，即指出该文件第11块到第266块的物理地址；第12个磁盘地址指向二级索引表， 二级索引表中指出了256个一级索引表的地址，第13个磁盘地址指向三级索引表，三级索 引表指出256个二级索引表的地址，该文件系统中的普通文件最大可由多少块？假设主索 引表放在FCB中，若要读问A\\D\\G\\I\\K中某一块，最少要启动磁盘几次？最多要启动磁盘几 次？若要减少启动磁盘的次数，可采用什么办法？2）普通文件采用链接结构，若要读A\\ D\\G\\I\\K的第75块最少启动磁盘几次，最多几次？
22.在文件系统中，使用文件前要先打开文件，请写出“打开文件”系统调用的主要实现 步骤，包括相关的数据结构，设命令为fopen(文件名，打开方式)。 答：打开文件
使用文件的第一步，任何一个文件使用前都要先打开，即把FCB送到内存 fd=open（文件路径名，打开方式） ① 根据文件路径名查目录，找到FCB主部； ② 根据打开方式、共享说明和用户身份检查访问合法性； ③ 根据文件号查系统打开文件表，看文件是否已被打开； 是→共享计数加1
否则→将外存中的FCB主部等信息填入系统打开文件表空表项，共享计数置为1； ④ 在用户打开文件表中取一空表项，填写打开方式等，并指向系统打开文件表对应表项 返回信息：fd：文件描述符，是一个非负整数，用于以后读写文件
23.1）在文件系统中，会出现文件希系统不一致的现象，请简要解释这种现象产生的原因 及问题的严重性.
为了解决文件系统的不一致性问题，常采用一个实用程序检查文件系统，在进行了 块的一致性检查后，得到如下结果： 图略
请解释该文件系统出现的每一错误，并给出处理方法。 2)第二轮复习的时候再看！
答：很多文件系统在读取磁盘块进行修改后，再写回磁盘，如果在修改过的磁盘块全部写 回之前，系统崩溃，则文件系统有可能处于不一致的状态。
如果未被写回的块是I节点，文件目录，或者是空闲块列表，那么问题就有点严重. 24.在实现文件系统时，为了加快文件目录的检索速度，可利用“文件控制块分解法”。
假设目录文件存放在磁盘上，每个盘块512字节，文件控制块占64字节，其中文件名占8字 节，文件控制块分解后，第一部分占用10字节（包括文件名和文件内部号），第二部分占 56字节
（其中包括文件内部号和文件其他信息）
1）假设某一目录文件共有256个文件控制块，分别给出采用分解法前和分解法后，查找该 目录文件的一个文件控制块的平均访盘次数。
2）一般地，若目录文件分解前占用n个盘块，分解后改用m个盘块存放文件名和文件内部 号部分，请给出访盘次数减少的条件。
25. 文件分配所用的位示图应该保存在哪里，请说明原因.
26.对于用户来说，有些系统把设备也看成文件，试问这样做有什么好处？还会带来什么 问题？
27.计算机用户身份鉴别与验证通常有哪三种方式？
28.在设计文件系统的安全性时，应该考虑哪些方面的情况？
29.请对常使用的计算机系统中的文件系统的性能和可靠性，做一个比较全面的评价。如 果想改进这个文件系统的性能和可靠性，可以从哪些方面进行？ 作业管理
1.阐述程序，作业，作业步和进程之间的联系和区别。 答：
(1）作业
用户在一次计算过程中，或者一次事务处理过程中，要求计算机系统所做工作的总称 （2）作业步
一个作业可划分成若干部分，称为一个作业步 典型的作业控制过程：
“编译”、“连接装配”、“运行”
2.一个具有分时兼批处理功能的操作系统应该怎样调度和管理作业？为什么？ 品
3.在一个批处理系统中，一个作业从提交到运行结束并退出系统，通常要经历哪几个阶段 和状态？你能说出这些状态转变的原因吗？哪些程序负责这些状态的转变？
4.假设有三个作业，他们进入时间和估计运行的时间如下：
作业号 进入时刻 估计运行时间 1 10：00 60分钟 2 10：10 60分钟 3 10: 25 15分钟
在单道批处理方式下，采用先来先服务算法和最短作业优先算法进行作业调度。请给出 他们的调度程序，并分别计算出作业平均周转时间和带权平均周转时间，请对计算结果进 行解释。
答：先来先服务：
作业号 进入时间 估计运行时间 开始时间 结束时间 周转时间 带权周转时间 1 10:00 60 10：00 11：00 60 1 2 10:10 60 11：00 12：00 110 11/6 3 10:25 15 12：00 12：15 110 22/3 平均周转时间：280/3 带权：55/6+6/6=61/6
最短作业服务:
作业号 进入时间 估计运行时间 开始时间 结束时间 周转时间 带权周转时间 1 10:00 60 10：00 11：00 60 1 2 10:10 60 11：15 12：15 125 25/12 3 10:25 15 11: 00 11: 15 50 10/3 平均周转时间：235/3 带权：1+25/12+10/3=
5.有一个两道的批处理操作系统，作业调度采用最短作业优先的调度算法，进程调度采用 基于优先数的抢占式调度算法，有如下的作业序列：
作业 进入时间 估计运行时间 优先数 1 10：00 40分钟 5 2 10：20 30分钟 3 3 10：30 50分钟 4 4 10: 50 20分钟 6 其中优先数数值越小，优先级越高。
1）列出所有作业进入内存时间及运行结束时间 2）计算作业平均周转时间和带权平均周转时间。
答：
作业号 进入时间 估计运行时间 开始时间 结束时间 周转时间 带权周转时间 1 10:00 40 10：00 11：00 60 3/2 2 10:20 30 10: 20 10：50 30 1 3 10:30 50 10：30 11：20 50 1 4 10:50 20 11: 00 11:20 30 3/2 平均周转时间：2.5 带权：5