考研操作系统

2023年11月29日发(作者：)

考研操作系统-文件管理(二)

(总分100,考试时间90分钟)

一、单项选择题

1. 文件系统的主要目的______。

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

2. 下列关于索引表的叙述中，正确的是______。

A．建立索引表的目的之一是为了减少存储空间

B．索引表中含有索引文件的数据及其物理地址

C．对索引文件存取时，必须先查找索引表

D．索引表中每个记录的索引项可以有多个

3. 从用户角度看，文件系统主要是实现______。

A．文件保护 B．文件保密 C．文件共享 D．按名存取

4. 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．将指定的文件目录内容复制到主存的活动文件表中

C．撤销指定文件的目录

D．修改指定文件的内容

5. ______具有将文件名转换为该文件在外存的物理位置的功能，这也正是文件目录所提供的

最基本的功能。

A．文件目录 B．一级目录 C．二级目录 D．树形目录

6. 文件的顺序存取是______。

A．按终端号依次存取 B．按文件的逻辑号逐一存取

C．按物理块号依次存取 D．按文件逻辑记录的大小逐一存取

7. 为了能对一个文件进行正确的存取，必须为文件设置用于描述和控制文件的数据结构，

称之为______。

A．文件逻辑结构 B．文件物理结构 C．文件的属性 D．文件控制块(FCB)

8. 设置当前目录的主要原因是______。

A．节省主存空间 B．加快文件查找速度 C．节省辅存空间 D．便于打开文件

9. 文件信息的逻辑块号到物理块号的变换方法也是由文件的______决定的。

A．逻辑结构． B．顺序结构 C．物理结构 D．索引结构

10. 为了防止各种意外可能破坏文件，文件系统可以采用______的方法来保护文件。

A．口令和加密 B．对每个文件规定使用权限

C．建立副本和定时转储 D．为文件设置口令

11. 建立多级目录______。

A．便于文件的保护 B．便于关闭文件 C．解决文件的重名与共享 D．提高系统的

效率

12. 文件路径名是指______。

A．文件名和文件扩展名

B．一系列的目录文件和该文件的文件名

C．从根目录到该文件所经历的路径中各符号名的集合

D．目录文件名和文件名的集合

13. 物理文件的组织方式是由______确定的。

A．应用程序 B．主存容量 C．外存容量 D．操作系统

14. 在文件系统中若采用一级目录结构，存在的最主要的一个问题是______。

A．目录表的大小难以确定 B．磁盘容量大时，文件检索太慢

C．用户使用不方便 D．“重名”问题，即文件命名冲突

15. 在Windows系统中，文件的物理结构采用______。

A．连续结构(顺序结构) B．链接结构(串联结构)

C．索引结构 D．哈希表

16. 磁盘是可共享设备，因此每一时刻______作业启动它。

A．可以有任意多个 B．能限定几个 C．至少能有一个 D．至多能有一个

17. 下列文件中，属于逻辑结构的文件是______。

A．连续文件 B．系统文件 C．散列文件 D．流式文件

18. 下列算法中用于磁盘移臂调度的是______。

A．时间片轮转法 B．LRU算法

C．最短寻找时间优先算法 D．高优先级优先算法

19. 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、1 B．1、1 C．1、2 D．2、1

20. 文件组织的一个主要优点是______。

A．不需要链接指针 B．能实现物理块的动态分配

C．回收实现比较简单 D．用户存取方便

21. 下列文件物理结构中，适合随机访问且易于文件扩展的是______。

A．连续结构 B．索引结构

C．链式结构且磁盘块定长 D．链式结构且磁盘块变长

22. 假设磁头当前位于第105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

23. 在BFD和SFD分开的系统中，SFD中应记录下列哪类信息______。

A．文件名 B．文件长度 C．存取权限 D．物理存储位置

24. 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

25. Hash文件采用的寻址方法是______。

A．计算 B．比较 C．索引 D．顺序

26. 文件系统中文件存储空间的分配是以______为单位进行的。

A．字 B．字节 C．文件 D．块

27. 在文件系统中，用户以______方式直接使用外存。

A．逻辑地址 B．物理地址 C．名字空间 D．虚拟地址

28. 文件信息的逻辑块号到物理块号的变换是由______决定的。

A．逻辑结构 B．页表 C．物理结构 D．分配算法

29. 文件系统实现按名存取主要是通过______来实现的。

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

30. 文件索引表的主要内容包括关键字(记录号)和______。

A．内存绝对地址 B．记录相对位置 C．记录所在的磁盘地址 D．记录逻辑地址

31. 磁盘上空闲块的管理方法，通常可采用空闲块链接法和______。

A．位示图法 B．逻辑文件法 C．物理文件法 D．索引文件法

32. 逻辑文件可以有流式文件和______这两种形式。

A．目录文件 B．永久文件 C．记录式文件 D．文本文件

33. 文件系统中，文件访问控制信息存储的合理位置是______。

A．文件控制块 B．文件分配表 C．用户口令表 D．系统注册表

34. 设置当前工作目录的主要目的是______。

A．节省外存空间 B．节省内存空间

C．加快文件的检索速度 D．加快文件的读/写速度

35. 设文件索引节点中有7个地址项，其中4个地址项为直接地址索引，2个地址项是一级

间接地址索引，1个地址项是二级间接地址索引，每个地址项大小为4字节，若磁盘索引块

和磁盘数据块大小均为256字节，则可表示的单个文件最大长度是______。

A．33KB B．519KB C．1057KB D．16513KB

二、综合题

1. 文件从不同角度(性质和用途、信息的保存期限、保护方式、逻辑结构、物理结构、存取

方式、内容，特别是逻辑结构和物理结构)，可以分哪几类?

2. 文件系统的功能和优点?

3. 什么是文件的物理结构?并具体阐述常用的几种文件物理结构及其优缺点。

4. 文件的逻辑结构、物理组织及存取方法之间的关系如何?

5. 文件目录结构有哪几种，各有什么优缺点?

6. 当对磁盘上的一物理块进行访问时，要经过哪些操作?

7. 文件具有哪三大基本特征?

8. 在文件系统中对磁盘空间可采用连续分配方案，该方案类似于内存分区分配技术。我们

注意到：辅存设备的碎片问题可以通过整理磁盘命令而消失。一般的磁盘并没有重定位寄存

区，那么，如何对文件进行重定位呢?

9. 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?

10. 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2KB，每个索引项占用4字节，问：

(1) 该文件系统中最大的文件可以达到多大?

(2) 假定一个文件的大小是128MB，该文件实际占用磁盘空间多大(包括间接索引块)?

11. 对于文件的保护，可采用“建立副本”和“定时转储”，比较这两种处理方式。

12. 简述“读/写文件”操作的系统处理过程

13. 文件目录在文件系统中的地位是什么?文件目录中应该包含文件的哪些信息?

14. 说明文件的保护和保密各自的含义。

假定某文件由60个逻辑记录组成，每个逻辑记录长度为125个字符，磁盘存储空间被划分

成长度为512个字符的块，为了有效地利用磁盘空间，采用成组方式把文件存放到磁盘上，

问：

15. 至少应该开辟一个多大的主存缓冲区?

16. 该文件至少占用磁盘的多少块?

17. 以您熟悉的文件系统为例，说明如何实现文件的共享和文件打印。

18. 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，…，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nil。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，逻辑块长与物理块长相同，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?

在实现文件系统时，为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，每个磁盘块为512B，文件控制块占64B，其中文件名占8B。通常将文件

控制块分解成两部分，第一部分占10B(包括文件名和文件内部号)，第二部分占56B(包括文

件内部号和文件其他描述信息)。

19. 假设某一目录文件共有254个文件控制块，试分别给出采用分解法前和分解法后，查找

该目录文件某一文件控制块的平均访问磁盘次数。

20. 一般地，若目录文件采用分解法前占用n个盘块，采用分解法后改用m个盘块存放文件

名和文件内部号部分，请给出访问磁盘次数减少的条件。

使用文件系统时，通常要显式地进行Open，Close操作。

21. 这样做的目的是什么?

22. 能否取消显式的Open，Close操作?应如何做?

23. 取消显式的Open，Close有什么不利?

24. 文件系统采用多重结构搜索文件内容。设块长为512B，每个块号占3B，如果不考虑逻

辑块号在物理块中所占的位置，分别求二级索引和三级索引时可寻址的文件最大长度。

25. 假定磁盘块大小为1KB，磁盘空间的管理采用文件分配表FAT。对于一个512MB的硬

盘，需要占用多少磁盘空间?当磁盘空间变为1GB时，FAT表将占用多少磁盘空间?

26. 假定UNIX系统中磁盘块大小为512字节，现在要对一个已经打开的1M大小的文件遍

历一次，问将要发生多少次磁盘完成中断?

27. 假定磁带的记录密度为每英寸800字符，每个逻辑记录长为160字符，块间隙为0.6英

寸，今有1000个逻辑记录需要存储，分别计算不成组操作和以5个逻辑记录为一组的成组

操作时，磁带介质的利用率。

28. UNIX系统的文件物理结构采用索引结构。设索引表长度为13，其中0～9项为直接寻址

方式，后3项分别为一次，二次，三次间接寻址方式。假设一个文件有250个逻辑块。为了

读取该文件的前20个逻辑块，共需读盘多少次?(假定每个物理块号占2字节，逻辑块和物

理块大小均为512字节。)

29. 假设某个采用页式虚拟内存管理的UNIX类型的操作系统中，每个节点中包含12个直

接块指针，以及单次，两次和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

小划分的内存缓冲区，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

字节，最多需要多少次磁盘访问?说明每次访问磁盘的目的。

有5个记录A、B、C、D、E存放在磁盘的某个磁道上，且每个磁道正好可以存放5个记录。

设磁盘旋转速度为30ms/转，处理程序每读出一个记录后用6ms的时间进行处理，则：

30. 当记录A、B、C、D、E按顺序存放在磁道上时，顺序处理这五个记录花费的总时间是

多少?

31. 如何采取优化方法使处理这些记录所花费的总时间最短?求出该最短的时间。

32. 在某系统中，数据从磁盘读入缓冲区，然后从缓冲区传入用户区，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到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为多少?

33. 在某个系统的某个运行时刻，有以下磁盘访问的请求序列，如图4-5所示，假设磁头当

前在15柱面，移臂方向从小到大。

请给出最短查找时间优先算法和电梯调度算法的柱面移动数，并分析为何通常情况下，

操作系统并不采用效率更高的最短查找时间优先算法。 请

求序列 柱面

1 15

2 20

3 9

4 16

5 24

6 13

7 29

图4-5 磁盘请求序列图

一个树形结构的文件系统如图4-6所示，图中的方框表示目录，圆圈表示文件。

34. 可否进行下列操作：

①在目录D中建立一个文件，取名为A。

②将目录C改名为A。

35. 若E和G是两个用户各自的目录：

①用户E欲共享文件Q满足什么条件，如何操作?

②在一段时间内，用户G主要使用文件S和文件T，为简便操作和提高速度，应如何处

理?

③用户E欲对文件I加以保护，不允许别人使用，能否实现，如何实现?

36. 考虑当前有一个由100个块组成的文件。假定采用索引结构，且文件控制块已经在主存。

对于采用连续、链接(单向链)和一级索引结构(且索引块已经在主存)时，如果下面的条件成

立，访问一个块，需要执行多少次磁盘I/O操作?在连续分配时，假定在开头已经没有空间

扩展文件，但在结尾处还有扩展的空间。并假定要扩展的信息块已经在主存：

①这个块被加到文件开头；

②这个块被加到文件中间；

③这个块被加到文件结尾；

④从文件开头删除一块；

⑤从文件中间删除一块；

⑥从文件结尾删除一块。

37. 考虑由索引节点表示的UNIX文件的组织。在每个节点中，假定有12个直接块指针，

以及一个一级、二级和三级间接指针。此外，假定系统磁盘块的大小为8KB。如果盘块指

针用32位表示，其中8位用于标识物理磁盘号，24位用于标识磁盘块号，那么：

(1) 该系统支持的最大文件大小是多少?

(2) 该系统支持的最大文件系统分区是多少?

(3) 假定主存中除了文件索引节点外没有别的信息，访问在位置12423956的字节时，需

要访问磁盘多少次?

38. 假设计算机系统采用CSCAN(循环扫描)磁盘调度策略，使用2KB的内存空间记录16384

个磁盘块的空闲状态。

(1) 请说明在上述条件下如何进行磁盘块空闲状态管理。

(2) 设某单面磁盘旋转速度为每分钟6000转，每个磁道有100个扇区，相邻磁道间的平

均移动时间为1ms。若在某时刻，磁头位于100号磁道处，并沿着磁道号增大的方向移动，

磁道号请求队列为50，90，30，120，对请求队列中的每个磁道需读取1个随机分布的扇区，

则读完这些扇区共需要多少时间?要求给出计算过程。