【考研类试卷】考研操作系统-文件管理(三)及答案解析.doc

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1、考研操作系统-文件管理(三)及答案解析(总分：64.00，做题时间：90 分钟)一、单项选择题(总题数：16，分数：32.00)1.目录文件所存放的信息是( )。A某一文件存放的数据信息B某一文件的文件目录C该目录中所有数据文件目录D该目录中所有子目录文件和数据文件的目录（分数：2.00）A.B.C.D.2.文件目录项中不包含( )。A文件名 B文件访问权限说明C文件控制块的物理位置 D文件所在的物理位置（分数：2.00）A.B.C.D.3.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（分数：2.00）A.B.C.D.4.某顺序文件

2、含有 10000 个记录，平均查找的记录数为 5000 个。若采用索引顺序文件结构，则最好情况下平均只需查找( )次记录。A1000 B10000 C100 D500（分数：2.00）A.B.C.D.5.设置当前工作目录的主要目的是( )。A节省外存空间 B节省内容空间C加快文件的检索速度 D加快文件的读写速度（分数：2.00）A.B.C.D.6.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( )。A0、1 B1、1 C1、2 D2、1（分数：2.00）A.B.C.D

3、.7.在文件系统中，以下不属于文件保护的方法是( )。A口令 B存取控制C用户权限表 D读写之后使用关闭命令（分数：2.00）A.B.C.D.8.有些操作系统中将文件描述信息从目录项中分离出来的好处是( )。A减少读文件时的 I/O 信息量 B减少写文件时的 I/O 信息量C减少查找文件时的 I/O 信息量 D减少复制文件时的 I/O 信息量（分数：2.00）A.B.C.D.9.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（分数：2.00）A.B.C.D.10.以下不适合于直接存取的外存分配方式是( )。A连续分

4、配 B链接分配 C索引分配 D都是和（分数：2.00）A.B.C.D.11.假设一个 FCB 占 64B，一个盘块大小为 1KB，则在每个盘块中最多存放( )。A64 个 FCB B1 个 FCB C1000 个 FCB D16 个 FCB（分数：2.00）A.B.C.D.12.设某文件系统中，文件控制块占 64B，一个盘块大小为 1KB，采用一级目录。假设文件目录中有 3200个目录项。问查找一个文件平均需要访问( )次磁盘。A50 B54 C100 D200（分数：2.00）A.B.C.D.13.位示图可以用于管理磁盘空间，设某系统磁盘共有 500 块，块号为 0499，第 0 行的第 0

5、 位表示第 0块，第 0 行的第 1 位表示第 1 块，以此类推。若用位示图管理这 500 块的磁盘空间，当字长为 32 位时，第 i 个字节第 j 位对应的块号是( )。A32i+j B321+j-1 C32i+j-32 D32i+j-33（分数：2.00）A.B.C.D.14.若 8 个字(字长 32 位)组成的位示图管理内存，假定用户归还一个块号为 100 的内存块时，它对应位示图的位置为( )。(假定字号、位号、块号均从 1 开始算起，而不是从 0 开始。)A字号为 3，位号为 5 B字号为 4，位号为 4C字号为 3，位号为 4 D字号为 4，位号为 5（分数：2.00）A.B.C.

6、D.15.下列算法中，用于磁盘调度的是( )。A时间片轮转法 BLRU 算法C最短寻找时间优先算法 D优先级高者优先算法（分数：2.00）A.B.C.D.16.设磁盘 I/O 请求队列中的柱面号为 19、376、205、134、18、56、193、396、29、3、19、40，磁头起始位置为 100 向号码减小方向移动。若采用 SCAN 算法，则磁头移动( )个磁道。A205 B480 C490 D512（分数：2.00）A.B.C.D.二、综合应用题(总题数：4，分数：32.00)17.有一个文件系统如图 5.4 所示。图中的框表示目录，圈表示普通文件。根目录常驻内存，目录文件组织成链接文件

7、，不设文件控制块，普通文件组织成索引文件。目录表目指示下一级文件名及其磁盘地址(各占 2 个字节，共 4 个字节)。若下级文件是目录文件，指示其第一个磁盘块地址。若下级文件是普通文件，指示其文件控制块的磁盘地址。每个目录文件磁盘块后 4 个字节供拉链使用。下级文件在上级目录文件中的次序在图中为从左至右。每个磁盘块有 512 字节，与普通文件的一页等长。普通文件的文件控制块组织结构如图 5.5 所示，其中每个磁盘地址占 2 个字节，前 10 个地址直接指示该文件前 10 页的地址。第 11 个地址指示一级索引表地址，一级索引表中每个磁盘地址指示一个文件页地址；第 12 个地址指示二级索引表地址，

8、二级索引表中每个地址指示一个一级索引表地址；第 13 个地址指示三级索引表地址，三级索引表中每个地址指示一个二级索引表地址。（分数：8.00）_18.空闲磁盘空间可以使用一个空闲链表或者位映射来进行跟踪。磁盘地址需要 D 位表示，在一个有 B 块的磁盘中有 F 块是空闲的，请说明使用空闲链表占用空间少于位映射占用空间所必须满足的条件。如果 D是 16，那么应该有多大的空间必须是空闲的?（分数：8.00）_19.某文件系统空间的最大容量为 4TB(1T=240)，以磁盘块为基本分配单位，磁盘块大小为 1KB。文件控制块(FCB)包含一个 512B 的索引表区。请回答下列问题。(1)假设索引表区仅

9、采用直接索引结构，索引表区存放文件占用的磁盘块号。索引表项中块号最少占多少字节?可支持的单个文件最大长度是多少字节?(2)假设索引表区采用如下结构：第 07 字节采用起始块号，块数格式表示文件创建时预分配的连续存储空间，其中起始块号占 6B，块数占 2B；剩余 504 字节采用直接索引结构，一个索引项占 6B，则可支持的单个文件最大长度是多少字节?为了使单个文件的长度达到最大，请指出起始块号和块数分别所占字节数的合理值并说明理由。（分数：8.00）_20.某软盘有 40 个磁道，磁头从一个磁道移动到另一个磁道需要 6ms。文件在磁盘上非连续存放，逻辑上相邻的数据块的平均距离为 13 磁道，每块

10、的旋转延迟时间及传输时间分别为 100ms、25ms。问读取一个100 块的文件需要多少时间?如果系统对磁盘进行了整理，让同一个磁盘块尽可能靠拢，从而使逻辑上相邻的数据块的平均距离减少为 2 磁道，这时读取一个 100 块的文件需要多少时间?（分数：8.00）_考研操作系统-文件管理(三)答案解析(总分：64.00，做题时间：90 分钟)一、单项选择题(总题数：16，分数：32.00)1.目录文件所存放的信息是( )。A某一文件存放的数据信息B某一文件的文件目录C该目录中所有数据文件目录D该目录中所有子目录文件和数据文件的目录（分数：2.00）A.B.C.D. 解析：解析 本题考查目录文件的基

11、本概念。目录文件是文件控制块的有序集合，一个目录中可能既有子目录也有数据文件，目录文件中要包含子目录和数据的信息。因此本题选择 D。2.文件目录项中不包含( )。A文件名 B文件访问权限说明C文件控制块的物理位置 D文件所在的物理位置（分数：2.00）A.B.C. D.解析：解析 本题考查文件目录项的相关概念。文件目录项即文件控制块，通常由文件基本信息、存取控制信息和使用信息组成。其中基本信息包含文件物理位置，显然在文件目录项中不包含文件控制块的物理位置的信息。因此本题选择 C。3.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（分数

12、：2.00）A. B.C.D.解析：解析 本题考查文件控制块的组成。文件控制块中包含文件访问控制信息。因此本题选择 A。4.某顺序文件含有 10000 个记录，平均查找的记录数为 5000 个。若采用索引顺序文件结构，则最好情况下平均只需查找( )次记录。A1000 B10000 C100 D500（分数：2.00）A.B.C. D.解析：解析 本题考查顺序文件和索引顺序文件的查找计算。采用索引顺序文件结构时，最好的情况是分组，每组 100 个记录，这样查找时的平均查找记录个数=50+50=100。因此本题选择 C。5.设置当前工作目录的主要目的是( )。A节省外存空间 B节省内容空间C加快文

13、件的检索速度 D加快文件的读写速度（分数：2.00）A.B.C. D.解析：解析 本题考查当前目录的相关知识。在设置当前工作目录后，文件查找在默认情况下是查当前目录，从而提高文件的查找速度。因此本题选择 C。6.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( )。A0、1 B1、1 C1、2 D2、1（分数：2.00）A.B. C.D.解析：解析 本题考查文件共享的知识。文件共享主要有两种方式，基于索引节点的共享方式，也称为硬链接；利用符号链实现文件共享，也称为软链接

14、。硬链接：在磁盘上有一份内容一样的文件产生，与原文件共用 Inode。软链接：不在磁盘上有一份内容一样的文件产生，但产生新的 Inode。初始时文件 F1 的引用计数值为 1，当建立 F1 的符号链接文件 F2 时，F2 的引用计数值仍为 1。当建立 F1的硬链接文件 F3 时，F3 的引用计数值变为 2。当删除 F1 后，F2 的引用计数值不变，而 F3 的引用计数值减一变为 1。因此本题选择 B。7.在文件系统中，以下不属于文件保护的方法是( )。A口令 B存取控制C用户权限表 D读写之后使用关闭命令（分数：2.00）A.B.C.D. 解析：解析 本题考查文件保护的方法。在文件系统中，口令

15、、存取控制、用户权限表都是常用的文件保护方法。因此本题选择 D。8.有些操作系统中将文件描述信息从目录项中分离出来的好处是( )。A减少读文件时的 I/O 信息量 B减少写文件时的 I/O 信息量C减少查找文件时的 I/O 信息量 D减少复制文件时的 I/O 信息量（分数：2.00）A.B.C. D.解析：解析 本题考查索引节点的优点。在 UNIX 系统中，采用了把文件名与文件描述信息分开的方法，使文件描述信息单独构成一个称为索引节点的数据结构，也称为 i 节点。这样文件目录中仅由文件名和指向该文件所对应的 i 节点的指针构成。因此，目录项缩短为仅 16 个字节，其中 14 个字节为文件名，2

16、 个字节为 i 节点指针。若盘块的大小为 2KB，则在一个盘块中可以有 2KB/16B=128 个目录项。这样，查找文件时，可以大大减少读入内存的信息量。因此本题选择 C。9.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（分数：2.00）A.B. C.D.解析：解析 本题考查常见文件物理结构区别。连续分配具有随机存取功能，但不利于文件长度的动态增长。链接分配利于文件长度的动态增长，但不具有随机存取功能。索引分配既具有随机存取公共，也利于文件长度的动态增长。因此本题选择 B。10.以下不适合于直接存取的外存分配方式

17、是( )。A连续分配 B链接分配 C索引分配 D都是和（分数：2.00）A.B. C.D.解析：解析 本题考查常见文件物理结构区别。直接存取即随机存取，采用连续分配和索引分配的文件都适合于直接存取方式，只有采用链接分配方式的文件不具有随机存取的特性。因此本题选择 B。11.假设一个 FCB 占 64B，一个盘块大小为 1KB，则在每个盘块中最多存放( )。A64 个 FCB B1 个 FCB C1000 个 FCB D16 个 FCB（分数：2.00）A.B.C.D. 解析：解析 每个盘块最多存放 1KB/64B=1024/64=16 个 FCB。因此本题选择 D。12.设某文件系统中，文件控

18、制块占 64B，一个盘块大小为 1KB，采用一级目录。假设文件目录中有 3200个目录项。问查找一个文件平均需要访问( )次磁盘。A50 B54 C100 D200（分数：2.00）A.B.C. D.解析：解析 本题考查一级目录结构的知识。3200 个目录项需要占用的盘块数=320064B/1KB=200 个。采用一级目录，平均访问盘块次数=(0+200)/2=100，所以平均访问磁盘数=100 次。因此本题选择 C。13.位示图可以用于管理磁盘空间，设某系统磁盘共有 500 块，块号为 0499，第 0 行的第 0 位表示第 0块，第 0 行的第 1 位表示第 1 块，以此类推。若用位示图管

19、理这 500 块的磁盘空间，当字长为 32 位时，第 i 个字节第 j 位对应的块号是( )。A32i+j B321+j-1 C32i+j-32 D32i+j-33（分数：2.00）A. B.C.D.解析：解析 位示图中 n=32，第 i 个字节第 j 位的块号，前面有 0(i-1)行共 i 行，每行 n 位。在第 i行中前面有 j 个位(0-(j-1)位)，所以对应的块号是 ni+j=32i+j。因此本题选择 A。14.若 8 个字(字长 32 位)组成的位示图管理内存，假定用户归还一个块号为 100 的内存块时，它对应位示图的位置为( )。(假定字号、位号、块号均从 1 开始算起，而不是从

20、 0 开始。)A字号为 3，位号为 5 B字号为 4，位号为 4C字号为 3，位号为 4 D字号为 4，位号为 5（分数：2.00）A.B. C.D.解析：解析 本题的位示图中 n=32，b=100，1=(b-1)div n+1=4，j=(b-1)mod n+1=4。因此本题选择 B。15.下列算法中，用于磁盘调度的是( )。A时间片轮转法 BLRU 算法C最短寻找时间优先算法 D优先级高者优先算法（分数：2.00）A.B.C. D.解析：解析 时间片轮转法是进程调度算法；LRU 算法是页面淘汰算法；最短寻找时间优先算法是磁盘调度算法；优先级高者优先算法可以用于进程调度及作业调度。因此本题选择

21、 C。16.设磁盘 I/O 请求队列中的柱面号为 19、376、205、134、18、56、193、396、29、3、19、40，磁头起始位置为 100 向号码减小方向移动。若采用 SCAN 算法，则磁头移动( )个磁道。A205 B480 C490 D512（分数：2.00）A.B.C. D.解析：解析 采用 SCAN 算法，磁道的访问顺序是：100、56、40、29、19、18、3、134、193、205、376、396。移动磁道次数分别为：44、16、11、10、1、15、131、59、12、171、20。磁头移动总数为 490。因此本题选择 C。二、综合应用题(总题数：4，分数：32.

22、00)17.有一个文件系统如图 5.4 所示。图中的框表示目录，圈表示普通文件。根目录常驻内存，目录文件组织成链接文件，不设文件控制块，普通文件组织成索引文件。目录表目指示下一级文件名及其磁盘地址(各占 2 个字节，共 4 个字节)。若下级文件是目录文件，指示其第一个磁盘块地址。若下级文件是普通文件，指示其文件控制块的磁盘地址。每个目录文件磁盘块后 4 个字节供拉链使用。下级文件在上级目录文件中的次序在图中为从左至右。每个磁盘块有 512 字节，与普通文件的一页等长。普通文件的文件控制块组织结构如图 5.5 所示，其中每个磁盘地址占 2 个字节，前 10 个地址直接指示该文件前 10 页的地址

23、。第 11 个地址指示一级索引表地址，一级索引表中每个磁盘地址指示一个文件页地址；第 12 个地址指示二级索引表地址，二级索引表中每个地址指示一个一级索引表地址；第 13 个地址指示三级索引表地址，三级索引表中每个地址指示一个二级索引表地址。（分数：8.00）_正确答案：(1)由题目中所给条件可知，磁盘块大小为 512B，每个磁盘地址大小为 2B。因此，一个一级索引表可容纳 256 个磁盘地址。同样的，一个二级索引表可容纳 256 个一级索引表地址，一个三级索引表可容纳 256 个二级索引表地址。这样，一个普通文件最多可有文件页数为：10+256+256256+256256256=168430

24、18 页。(2)目录文件 A 和 D 中的目录项都只有两个，因此这两个目录文件都只占用一个物理块。要读文件 J 中的某一项，先从内存的根目录中找到目录文件 A 的磁盘地址，将其读入内存(已访问磁盘 1 次)。然后从目录A 中找出目录文件 D 的磁盘地址读入内存(已访问磁盘 2 次)。再从目录 D 中找出文件 J 的文件控制块地址读入内存(已访问磁盘 3 次)。在最坏情况下，该访问页存放在三级索引下，这时候需要一级一级的读三级索引块才能得到文件 J 的地址(已访问磁盘 6 次)。最后读入文件 J 中的相应页(共访问磁盘 7 次)。所以，若要读文件 J 中的某一页，最多启动磁盘 7 次。(3)目录

25、文件 C 和 U 的目录项较多，可能存放在多个链接在一起的磁盘块中。在最好情况下，所需的目录项都在目录文件的第一个磁盘块中。先从内存的根目录中找到目录文件 C 的磁盘地址读入内存(已访问磁盘 1 次)。在 C 中找出目录文件 I 的磁盘地址读入内存(已访问磁盘 2 次)。在 I 中找出目录文件 P 的磁盘地址读入内存(已访问磁盘 3 次)。从 P 中找到目录文件 U 的磁盘地址读入内存(已访问磁盘 4 次)。从 U 的第一个磁盘块中找出文件 W 的文件控制块地址读入内存(已访问磁盘 5 次)。在最好情况下，要访问的页在文件控制块的前 10 个直接块中，按照直接块指示的地址读文件 W 的相应页(

26、已访问磁盘 6 次)。所以，若要读文件 W 中的某一页，最少启动磁盘 6 次。(4)为了减少启动磁盘的次数，可以将需要访问的 W 文件挂在根目录的最前面的目录项中。此时，只需读内存中的根目录就可以找到 W 的文件控制块，将文件控制块读入内存(已访问磁盘 1 次)，最差情况下，需要的 W 文件的那个页挂在文件控制块的三级索引下，那么读 3 个索引块需要访问 3 次(已访问磁盘 4 次)得到该页的物理地址，再去读这个页即可(已访问磁盘 5 次)。此时，磁盘最多启动 5 次。)解析：18.空闲磁盘空间可以使用一个空闲链表或者位映射来进行跟踪。磁盘地址需要 D 位表示，在一个有 B 块的磁盘中有 F

27、块是空闲的，请说明使用空闲链表占用空间少于位映射占用空间所必须满足的条件。如果 D是 16，那么应该有多大的空间必须是空闲的?（分数：8.00）_正确答案：(位映射占用的空间为 B 位，空闲链表所需的空间为 FD，因此，使用空闲链表占用空间小于位映射的条件是：FDB；如果 D=16，则 FB/16，即需要有 6.25%的空间必须是空闲的。)解析：19.某文件系统空间的最大容量为 4TB(1T=240)，以磁盘块为基本分配单位，磁盘块大小为 1KB。文件控制块(FCB)包含一个 512B 的索引表区。请回答下列问题。(1)假设索引表区仅采用直接索引结构，索引表区存放文件占用的磁盘块号。索引表项中

28、块号最少占多少字节?可支持的单个文件最大长度是多少字节?(2)假设索引表区采用如下结构：第 07 字节采用起始块号，块数格式表示文件创建时预分配的连续存储空间，其中起始块号占 6B，块数占 2B；剩余 504 字节采用直接索引结构，一个索引项占 6B，则可支持的单个文件最大长度是多少字节?为了使单个文件的长度达到最大，请指出起始块号和块数分别所占字节数的合理值并说明理由。（分数：8.00）_正确答案：(1)文件系统空间的最大容量为 4TB，磁盘块大小为 1KB。因此该文件系统存储空间的盘块数是 242/210=232。为了表示 232个块号，一个索引表项至少要 32 位。32b=4B。文件控制

29、块(FCB)包含一个 512B 的索引表区，即可存放 27个索引表项。因此，文件最大长度为：27210=217B=128KB。(2)起始块号占 6B，块数占 2B(16 位)。剩余 504 字节采用直接索引结构，一个索引项占 6B，可以有 504/6=84 个索引项。最大文件长度为：2 16210+84210=64MB+84KB=65620KB。合理的起始块号和块数所占的字节分别是 4，4(或 1，7 或 2，6 或 3，5)。块数占 4B 以上，就可以表示232=4TB 大小的文件长度，达到文件系统空间的上限。)解析：20.某软盘有 40 个磁道，磁头从一个磁道移动到另一个磁道需要 6ms。

30、文件在磁盘上非连续存放，逻辑上相邻的数据块的平均距离为 13 磁道，每块的旋转延迟时间及传输时间分别为 100ms、25ms。问读取一个100 块的文件需要多少时间?如果系统对磁盘进行了整理，让同一个磁盘块尽可能靠拢，从而使逻辑上相邻的数据块的平均距离减少为 2 磁道，这时读取一个 100 块的文件需要多少时间?（分数：8.00）_正确答案：(磁盘访问时间 ta=寻道时间 ts+旋转延迟时间 tr+传输时间 tt。根据题目知道 tr=100ms，t t=25ms。(1)文件在磁盘上非连续存放，寻道时间 ts=136=78(ms)，磁盘访问时间 ta=78+100+25=203(ms)。读取 100 块的时间=100203=20.3 (s)。(2)整理文件后，文件仍然非连续存放，寻道时间 ts=26=12(ms)，磁盘访问时间 ta=12+100+25=137(ms)。读取 100 块的时间=100137=13.7(s)。)解析：