操作系统第6章文件管理习题讲义
操作系统讲义-第六章

2011年7月11日
第六章 文件管理
7
6.1 文件和文件系统
2. 文件类型和文件系统模型
根据文件存取控制属性,可分为三类: 根据文件存取控制属性,可分为三类: • 只执行文件:只允许被核准的用户调用执行; • 只读文件:只允许文件主及被核准的用户去读; • 读写文件:允许文件主和被核准的用户去读写的文件。 根据组织形式和处理方式,可分为三类: 根据组织形式和处理方式,可分为三类: • 普通文件:由ASCII码或二进制码组成的字符文件; • 目录文件:由文件目录组成,用来管理和实现文件系统功能 的系统文件; • 特殊文件:特指系统中的各类I/O设备。2011年7月11日源自第六章 文件管理11
6.2 文件的逻辑结构
任何文件都存在下面两种形式的结构: 任何文件都存在下面两种形式的结构: (1)文件的逻辑结构:用户所看到的文件组织形式; (2)文件的物理结构:文件在外存上的存储组织形式。 对文件逻辑结构的要求: 对文件逻辑结构的要求: • 提高检索记录的速度和效率; • 便于在文件中添加、删除和修改一个或多个记录; • 降低文件的存储费用(存储空间)。
索引号 0 1 … i … mi 长度m m0 m1 指针ptr R0 R1 … Ri …
缺点:还须设置索引表,每个记录都要索引项,提高了存储费用。 缺点:还须设置索引表,每个记录都要索引项,提高了存储费用。
2011年7月11日 第六章 文件管理 15
6.2 文件的逻辑结构
4. 索引顺序文件
最常见的一种逻辑文件形式,克服了变长记录文件不便于直接存 取的缺点,所付出的代价也不算大。 索引文件的组织 检索时,首先根据用户(程序)提供的关键字,采用折半查找法检索 索引表,再利用该表项中给出的指向记录的指针,访问所需的记录。
操作系统第6章 文件管理(文件目录与目录文件)

具有相似的结构,它由用户所有文件的文件控制块组成。此外,
在系统中再建立一个主文件目录MFD(Master File Directory); 在主文件目录中,每个用户目录文件都占有一个目录项,其目录 项中包括用户名和指向该用户目录文件的指针。如图2所示:
2015/11/7
15
一 文件目录管理
图2
2015/11/7
●缺点:查找速度慢;文件不能重名。不便于实现文件共享。
文件名 文件名 1 文件名 2 … 物理地址 文件说明 状态位
2015/11/7
表1 单级目录
14
一 文件目录管理
【七】二级目录
●为了克服单级目录所存在的缺点,可以为每一个用户建立一个单 独的用户文件目录UFD(User File Directory)。这些文件目录
二级目录结构示意图
16
一 文件目录管理
●两级目录结构基本上克服了单级目录的缺点,并具有以下优点:
1) 提高了检索目录的速度。如果在主目录中有n个子目录,采用两 级目录可使检索效率提高n/2倍。
2) 在不同的用户目录中,可以使用相同的文件名。
3) 不同用户还可使用不同的文件名来访问系统中的同一个共享文件。 但当多个用户之间要相互合作去完成一个大任务,且一用户又需 去访问其他用户的文件时,这种隔离便成为一个缺点,因为这种 隔离会使诸用户之间不便于共享文件。
2015/11/7 11
一 文件目录管理
●当文件被打开时,要将磁盘索引结点拷贝到内存的索引结点中,便于
以后使用。在内存索引结点中又增加了以下内容: 1. 索引结点编号,用于标识内存索引结点。 2. 状态,指示i结点是否上锁或被修改。 3. 访问计数,每当有一进程要访问此i结点时,将该访问计数加1, 访问完再减1。 4. 文件所属文件系统的逻辑设备号。 5. 链接指针。设置有分别指向空闲链表和散列队列的指针。
计算机操作系统第三版第六章详解

| |
和管理的软
件集合
基本 I/O 管理程序(文件组织模块)
青
基本文件系统(物理 I/O 层)
岛
理 工 大 学 文件、目录、磁盘
(带)存储空间
I/O 控制层(设备驱动程序) 对象及其属性说明
第六章 文件管理
计 算
6.1 文件和文件系统
机
操
6.1.3 文件操作
作
系
1.最基本的文件操作
统 |
★创建文件
工
读写文件
大
学
第六章 文件管理
6.1 文件和文件系统 计对文件存储空间的管理、对文件
算目录的管理、用于将文件的逻辑
机操地文址件转的换读6为和.物 写1.理的2 地管文址理件的以类机及型制对、文和对件文件系统模型
作的共享2.与文保件护系统模型
命令接口、程序接口
系
文件系统接口
统
|
对对象操纵
逻辑文件系统
|
★删除文件
|
★读文件
青
岛
★写文件
理
★截断文件
工
大
★设置文件的读/写位置
学
第六章 文件管理
计 算
6.1 文件和文件系统
机
操 6.1.3 文件操作
作
系 2.文件的“打开”和“关闭”操作
统 |
步骤:
|
① 检索文件目录找到指定文件的属性及其在
|
外存上的位置;
青
② 对文件实施相应的操作。
岛
理 3.其它文件操作
岛 理 工 大
其目件用的,户是即选物择理一文逻结种件辑构良。好的、设备物结利理构用率高系的统物理 文件结构。系统按此结构和外部设备交换信息。
《计算机操作系统教程(第三版)》 第6章 文件管理

2 . 路径名 在多级目录结构中,从根目录到末端的数据文件之间只有一条 唯一的路径。我们就可以用路径名惟一的表示一个文件。路径名有 绝对路径名和相对路径名两种表达形式。 绝对路径名,又称为全路径名,是指从根目录到达所要查找文 件的路径名。 相对路径名。在多级目录结构中,如果每次都从根目录开始检 索,会耗费大量的查找时间。为解决此问题,系统引入了当前目录 (又称为工作目录)。用户在一定时间内,可指定某一级的一个目 录作为当前目录(或称工作目录、值班目录),而后用户想访问某 一文件时,便不用给出文件的整个路径名,也不用从根目录开始查 找,只需给出从当前目录到查找的文件间的路径名即可,从而减少 查找路径。
6.1.2 文件的分类、属性及文件系统 的功能
返回本章首页
6.1.1 文件与文件系统的概念
1.文件的定义 文件是具有标识符(文件名)的一组相关信息的 集合。标识符是用来标识文件的。不同的系统对 标识符的规定有所不同。文件的确切定义有两种 说法: (1)文件是具有标识符的相关字符流的集合。 (2)文件是具有标识符的相关记录的集合。
3 . 索引分配
在索引分配策略中,系统为每个文件分配一个索 引块,索引块中存放索引表,索引表中的每个表 项对应分配给文件的一个物理块。
4 . i节点
最后一个磁盘分配策略是给每个文件赋予一张称 为i-节点(索引节点)的小型表,其中列出了文件 属性和各块在磁盘上的地址,实例如图6.13所示。
返回本节
索引节点编号 索引节点状态 连接指针 访问计数
逻辑设备名
返回本节
6.4.2 单级目录结构
文件名 C 文件的物理 位置 日期 时间 其他信 息
bsc
Wps …… 图6.8 单级目录结构
返回本节
操作系统第6章习题带答案教学提纲

第六章一、问答题1、什么是文件的逻辑结构?什么是文件的物理结构?2、为了能够查找到文件的位置,在采用连续文件、链接文件和索引文件时,在目录中需要登记哪些内容?3、磁盘容错技术可以分为哪三级?4、目前最广泛采用的目录结构是哪种?它有什么优点?5、文件在磁盘上存放的形式有几种?它们与存取方法有何关系?6、简述以下移臂调度算法的思想:先来先服务调度算法、最短查找时间优先算法、电梯调度算法。
7、简述文件控制块中包含的内容。
8、假设多个用户共享一个文件目录系统,用户甲要用文件A、B、C、E,用户乙要用文件A、D、E、F。
已知用户甲的文件A与用户乙的文件A实际上不是同一个文件;用户甲的文件C与用户乙的文件F实际上是同一个文件;甲、乙两用户的文件E是同一个文件。
试问你是否可以拟定一种文件目录组织方案,使得甲、乙两用户既能共享文件而又不造成混乱?答:采用多级目录结构,文件目录分解为基本目录和符号目录,只要在不同文件符号目录中使用相同文件内部标识符,甲、乙两用户既能共享文件而又不造成混乱。
画图并简要说明二、计算题1、假定盘块的大小为1KB,硬盘的大小为10GB,采用显示链接分配方式时,请问文件分配表只是占用多大空间?磁盘块数:10GB/1KB=10M表达10M盘块,FAT每项至少需要24位,即3个字节所以文件分配表至少占用3B*10M=30M2、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,所需寻道长度分别为多少(走过多少柱面)?0号磁道是最里面还是最外面的一个磁道?提示:FCFS磁盘调度算法:70->45->68->28->90SSTF算法:70->68->90->45->28SCAN算法:70->68->->45->28->903、某系统采用UNIX操作系统的专用块内容为:空闲块数3,然后依次登记的空闲块号为77,89,60,问此时若一个文件A需要5个盘块,系统进行分配后有个文件B被删除,它占用的盘块块号为100,101,109,500,则回收这些盘块后专用块的内容是什么?写出整个分析过程。
操作系统第六章文件管理

如果系统发生故障, 系统应对以前所发生的事务进行
清理。
26
6.7.2 检查点
1. 检查点(Check Points)的作用 作用是对事务记录表中事务记录的清理工作经常化。
• 首先是将驻留在易失性存储器(内存)中的当前事务记录表中的
所有记录,输出到稳定存储器中。
• 其次是将驻留在易失性存储器中的所有已修改数据,输出到 稳定存储器中;
(3) 可以采用索引结点,将文件的物理地址等属性不再存放于目录项中, 而是放在索引节点中。
(4) 在文件目录中只设置文件名及指向相应索引结点的指针,如下图所 示。 (5) 索引结点中的链接计数变量count,表示链接到本结点的用户目录项 的数量。
14
Wang 用户文件目录
Test r
索引结点
Lee用户文件目录
(2) 只有对分布在不同位置的同一数据所进行的读和写(含修改)操作 全部完成时,才能再以Commit操作来终止事务。
(3)只要有一个读、写或修改操作失败,便须执行Abort操作,使系
统中各数据项恢复至事务执行前的状态。事务原子性
24
2. 事务记录(Transaction Record) 事务记录存放于高度可靠的存储器中,用来记录事务运行时 数据项修改的全部信息,又称为运行记录(Log)。 包括如下信息: ·事务名: 用于标识该事务的惟一名字;
可在不同的磁盘上或在磁盘的不同区域中,分别
建立主、备两份目录表和FAT。
20
2) 热修复重定向和写后读校验
热修复重定向 保留磁盘容量的一部分( 2 %~3%),用作存放 磁盘缺陷区域的待写数据
写后读校验 1)每次从内存缓冲区向磁盘写入一个数据块后, 立即从磁盘上读出该块内容,并作比较。 2) 若不一致,则重写。 3)若重写后仍不一致,则将应写入该盘块的数 据写入到热修复重定向区。
操作系统第6章 文件管理(5)

owner= c count= 1
owner= c count= 2
owner= c count= 1
链接前
Operating System
链接后
拥有者删除文件后
Page 28
进程B链接前后的情况
2016/2/24
文件共享与文件保护
基于索引结点的共享方式 利用符号链实现文件共享 文件的保护机制 磁盘容错技术
Operating System 2016/2/24 Page 14
文件存储空间的管理
空闲表法和空闲链表法 位示图法 成组链接法
Operating System
2016/2/24
Page 15
成组链接法
在大型文件系统中,空闲表或空闲链表太长,在 UNIX系统中,两种方法结合形成成组链接法 空闲盘块的组织
Operating System
2016/2/24
Page 1
第六章 文件管理
文件和文件系统 文件的逻辑结构 外存分配方式 目录管理
文件存储空间的管理
文件共享与文件保护 数据一ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ性控制
Operating System
2016/2/24
Page 2
6.5 文件存储空间的管理
图 6-20 空闲盘块表
Operating System 2016/2/24 Page 6
空闲表法和空闲链表法
存储空间的分配与回收 空闲盘区的分配与内存的动态分配类似,同样是 采用首次适应算法、循环首次适应算法等 在系统为某新创建的文件分配空闲盘块时,先顺 序地检索空闲表的各表项,直至找到第一个其大 小能满足要求的空闲区,再将该盘区分配给用户 (进程),同时修改空闲表。系统在对用户所释放 的存储空间进行回收时,也采取类似于内存回收 的方法,即要考虑回收区是否与空闲表中插入点 的前区和后区相邻接,对相邻接者应予以合并
操作系统第6章 文件管理(文件目录与目录文件)

2015/11/7
2
内容提纲
一 文件目录管理
二 文件共享与文件保护1/7
3
一 文件目录管理
一 文件目录管理
【一】目录管理的基本功能
1.实现“按名存取”,目录管理中最基本的功能之一是通过提供的 访问文件名,便客快速准确地找到指定外存上的文件存储位置。 2.快速检索文件目录。通过合理地组织目录结构的方法,可加快对 目录的检索速度,从而提高对文件的存取速度。这是在设计一个 大、中型文件系统时所追求的主要目标。 3.实现文件共享。在多用户系统中,通过保留在外存中的副本,供 不同用户使用,以节省大量的存储空间,提高文件利用率。 4. 文件重名。系统允许在不同级别的目录中,命名相同的文件名。
2015/11/7
17
一 文件目录管理
【八】多级目录
●对于大型文件系统,通常采用三级或三级以上的目录结构,以提高对目 录的检索速度和文件系统的性能。多级目录结构又称为树型目录结构, 主目录称为根目录,把数据文件称为树叶,其它的目录均作为树的结 点。图2中,方框代表目录文件,圆圈代表数据文件。在该树型目录结 构中,主(根)目录中有三个用户的总目录项A、B和C。在B项所指出的B 用户的总目录 B中,又包括三个分目录 F、E和D,其中每个分目录中又 包含多个文件。如B目录中的 F分目录中,包含 J和N两个文件。为了提 高文件系统的灵活性,应允许在一个目录文件中的目录项既是作为目 录文件的 FCB,又是数据文件的 FCB,这一信息可用目录项中的一位来 指示。例如,在图3中,用户 A的总目录中,目录项 A是目录文件的 FCB, 而目录项B和D则是数据文件的FCB。
2. 优点:易于理解实现和维护;
3. 问题:划分要考虑到如果分层太少,连接与访问简 单,但每层内容复杂;分层太多,形成的参数太 多,传递速度慢。 4. Madnick 把文件系统画分为8层,如下图1所示
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
中,并通过( 链接指针 )将它们构成一个队列,其中( 显式链接 )具有较高的检索速度。可将索引文件中的各记 录装入到( 离散 )的多个盘块中,为每个文件建立一张(
索引表 )。
2020/7/27 14
第六章 习题课
2020/7/27 8
第六章 习题课
一、选择题
(13)在随机存取方式中,用户以___D___为单位对文件进行存
取和检索。
A.字符串 B.字节 C.数据项
D.逻辑记录
2020/7/27 9
单选
14. 文件系统的主要目的是
a。
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
(Ⅰ)起始块号
(Ⅱ)文件长度
(Ⅲ)索引表地址
A.全部 B.(Ⅰ)和(Ⅱ) C.(Ⅰ)和(Ⅲ) D.(Ⅱ)和(Ⅲ)
3、操作系统为保证未经文件拥有者授权,任何其他用户不能使 用该文件所提供的解决方法是( A )
A.文件保护 B.文件保密 C.文件转储 D.文件共享
2020/7/27 3
4、文件系统最基本的目标是((1) A ),它主要是通过( (2) B )功能实现的,文件系统所追求的最重要目标是(
A.磁盘的驱动调动
B.磁盘空间的分配和回收
C.文件目录的查找
D.页面置换
10、用( B )可以防止共享文件可能造成的破坏,但实现起来
系统开销太大。
A.用户对树型目录结构中目录和文件的许可权规定
B.存取控制表
C.定义不同用户对文件的使用权
D.隐蔽文件目录
2020/7/27 6
第六章 习题课
一、选择题
操作系统
院(系) : 计算机科学与技术学院 研究室: 分布式计算与仿真 教 2020/7/27 师: 刘 刚
1
2020/7/27 2
1、在下列文件的外存分配方式中,不利于文件长度动态增长的 文件物理结构是( A )
A.连续分配 B.链接分配 C.索引分配 D.以上都不对
2、文件系统中若文件的外存分配方式采用连续分配,则文件控 制块FCB中有关文件的物理位置的信息应包括( B )
15. 下列文件中属于逻辑结构的文件是 d 。
a. 连续文件
b. 系统文件
c. 散列文件
d. 流式文件
16. 位示图法可用于 a 。
a. 盘空间管理
b. 盘的驱动调度
c. 文件目录的查找 d. 页式虚拟存储中的页面调度
2020/7/27 10
单选
17. 在记录式文件中,一个文件由称为 c 的最小单位 组成。
A.在索引文件中,索引表的每个表项中必须含有相应记录的关 键字和存放该记录的物理地址。
B.对顺序文件进行检索时,首先从FCB中读出文件的第一个盘 块号,而对索引文件进行检索时,应先从FCB中读出文件索引 表始址。
C.对于一个具有三级索引表的文件,存取一个记录必须要访问 三次磁盘。
D.在文件较大时,进行顺序存取比随机存取快。
(1) D )
(1)Байду номын сангаасA.按名存取
B.文件共享
C.文件保护
D.提高对文件的存取速度
(2) A.存储空间管理 B.目录管理
C.文件读写管理 D.文件安全管理
5、按逻辑结构可把文件分为( E )和( F )两类。
A.读、写文件
B.只读文件
C.索引文件
D.链式文件
E.记录式文件
F.流式文件
2020/7/27 4
2020/7/27 12
第六章 习题课
一、选择题
(20)下面说法正确的是__A_、___D__。
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,一定要复制整个文件 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
二、填空题
(5)进行成组操作时,必须使用内存缓冲区,缓冲区长度等于 _最__大__逻__辑__记__录__长__度__乘__以__成__组__块__因__子___。 (6)利用Hash法查找文件时,如果目录中相应的目录项是空 的,则表示_系__统__中__无__指__定__文__件__名__,如果目录中的文件名与 指定文件名匹配,则表示_找__到__了__指__定__的__文__件__,如果目录项 中的文件名与指定文件名不匹配,则表示_发__生__了__冲__突__。 (7)文件的成组与分解操作_提__高__文__件__存__储__空__间__的__利__用__率___和 _减__少__启__动__存__储__设__备__次__数___ 。
(11)下列___C___的物理结构对文件随机存取时必须按指针进
行,其存取速度慢。 A.顺序文件 B.链接文件 C.索引文件 D.多级索引文件
2020/7/27 7
第六章 习题课
一、选择题
(12)下面说法正确的是___D___。
A.文件系统要负责文件存储空间的管理,但不能完成文件名 到物理地址的转换 B.多级文件目录中,对文件的访问是通过路径名和用户目录 名来进行的 C.文件被划分为大小相等的若干个物理块,一般物理块的大 小是不固定的 D.逻辑记录是对文件进行存取的基本单位
6、下面关于顺序文件和链接文件的论述中正确的是( C )
A.顺序文件只能于建立在顺序存储设备上,而不能于建立在磁 盘上。
B.在显式链接文件中是在每个盘块中设置一链接指针,用于将 文件的所有盘块链接起来。
C.顺序文件采用连续分配方式,而链接文件和索引文件则都可 采用离散分配方式。
D.在MS-DOS中采用的是隐式链接文件结构。 7、下面关于索引文件的论述中正确的是( B )
2020/7/27 5
8、在存取文件时,如果利用给定的记录值对链表或索引表进行 检索,以找到指定记录的物理地址,则上述文件分别称为 ( B )或( C ),如果根据给定的记录键值直接获 得指定记录的物理地址,则把这种文件称为( D )
A.顺序文件 B.链接文件 C.索引文件 D.直接文件
9、在文件管理中,位示图主要是用于( B )
a. 物理文件
b. 物理块
c. 逻辑记录
d. 数据项
2020/7/27 11
多选
18. 文件物理结构一般有 a,d,e 。
a. 连续结构 b. 流式结构 c. 记录式结构
d. 链接结构 e. 索引结构
19. 两级目录结构由 c 和 d 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
2020/7/27 13
1、在利用基本文件目录法实现文件共享时,文件系统必须设置 一个( 基本文件目录 ),每个用户都应具有一个
( 符号文件目录 )。 2、文件管理的基本功能有( 文件存储空间的管理 )、(
目录管理)、( 文件的读/写管理 )和( 文件共享保护 )。 3、记录是一组相关( 数据项 )的集合。文件是具有(