第七章 文件系统【操作系统】

1.画出文件系统的层次模型，并描述各层的功能。

2. 某文件系统为一级目录，文件的数据一次性写入磁盘，已经写入的文件不可修改，但可以多次创建新文件，请回答：

(1) 采用哪种文件物理结构形式更适合？说明理由，为定位文件数据块，需要FCB中设置哪些相关的描述字段？（10分）

(2) 为快速找到文件，对于FCB是集中存储好，还是与对应文件数据块连续存储好？为什么？（10分）

解答：

(1)连续更合适。因为一次写入不存在插入问题，而且写入文件之后不需要修改，连续的数据块组织方式很适合一次性写入磁盘不再修改的情况，同时连续存储相对链式和索引省去了指针的空间开销，支持随机查找，查找速度最快。FCB中包括:存放文件的设备名、文件在外存的起始盘块号、文件长度。

(2)FCB集中存储较好。FCB存储有文件的很多重要信息，同时是文件目录的重要组成部分，在检索时，通常会访问对应文件的FCB。如果将FCB集中存储，则可以减少在检索过程中产生的访盘次数，提高检索速度。

3. 假如盘块的大小为4KB，每个盘块号占4个字节，在两级索引分配时，允许的最大文件是多少？（请写出计算过程）

解答：

假如盘块的大小为4KB，每个盘块号占4个字节，则一个索引块可含 4KB/4B=1K个盘块号，

于是两级索引最多可含1K×1K = 1M个盘块号，因此，允许的最大文件长度为4KB×1M = 4GB。

4. 假定盘块的大小为1KB，对于540MB的硬盘，其文件分配表需占用多少存储空间？当硬盘容量为1.2GB时，文件分配表又需占用多少存储空间？

解答：

对于540MB的硬盘，共有盘块540MB/1KB = 540K个∈(219, 220)，故文件分配表表项应取20位即2.5B，所以其文件分配表需占用存储空间540K×2.5B = 1350KB；

当硬盘容量为1.2GB时，共有盘块1.2GB /1KB = 1.2M ∈(220, 224) ，故文件分配表表项应取24位即3B，所以其文件分配表需占用存储空间1.2M×3B = 3.6MB。

5. 文件系统采用多重索引结构搜索文件内容。设块长为512字节，每个块号长3字节，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。

解答：

块长512字节，块号长3字节，所以一个索引块可以存放170个盘块号。

二级索引时，最多可包含的存放文件的盘块的盘块号总数N=170×170=28900个盘块。所以使用二级索引时，可寻址的文件的最大长度=28900×512B=7225kB=7.05MB。

三级索引时，最多可包含的存放文件的盘块的盘块号总数N=170×170×170=4913000个盘块。

所以使用三级索引时，可寻址的文件的最大长度=

4913000*512B=1228250kB=1199.46MB。