操作系统五六章补充题.doc

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1、1、某文件系统为一级目录结构，文件的数据一次性写入磁盘，已经写入的文件不能修改，但是可以多次创建新文件。请回答以下问题：1）在连续、链式、索引三种文件的数据块组织方式中，哪种更适合？请说明理由。2）为了快速找到文件，对于FCB，是集中存储好，还是与对应的文件数据块连续存储好？请说明理由。解答：1）连续更合适。因为一次性写入不存在插入问题，连续的数据块组织方式完全可以满足一次性写入磁盘。同时连续文件组织方式减少了其他不必要的空间开销，而连续的组织方式顺序查找读取文件的速度是最快的。2）为了快速找到文件，FCB是集中存储好。目录是存在磁盘上的，所以检索目录的时候需要访问磁

2、盘，速度很慢：集中存储是将文件控制块的一部分数据分解出去，存在另一个数据结构中，而在目录中仅留下文件的基本信息和指向该数据结构的指针，这样就有效缩短了目录的容量，减少了目录在磁盘中的块数，于是检索目录时读取次哦的次数也就减少了，于是加快了目录检索的速度。2、某计算机存储器按字节编址，虚拟（逻辑）地址空间大小为16MB，主存（物理）地址空间为1MB，页面大小为4KB：Cache采用直接映射方式，共8行；主存与Cache中间交换的块大小为32B。系统运行到某一时刻时，页表的部分内容和Cache的部分内容为下图所示，图中页框号及标记字段的内容为十六进制形式。虚页号有效位页框

3、号……0106……1104……2115……3102……40--……512B……60--……7132……页表的部分内容行号有效位标记……01020……10--……2101D……31105……41064……5114D……60--……7127A……Cache的部分内容请回答下列问题：1）虚拟地址共有几位，哪几位表示虚页号？物理地址有几位，哪几位表示页框号（物理页号）？2）使用物理地址访问Cache时，物理地址应该划分为哪几个字段？要求说明每个字段的位数及在物理地址中的位置。3）虚拟地址001C60H所在的页面是否在主存中？如在，则该虚拟地址对应得物理地址是什么？访问该地址时

4、是否Cache命中？要说明理由。4）假定为该机配置一个4路组相联的TLB，共可以存放8个页表项，若当前内容（十六进制）如下图所示，则此时虚拟地址024BACH所在的页面是否存在主存中？请说明理由。解答：1）24位，前12位；20位，前8位2）主存字块标记（12位），Cache字块标记（3位）,字块内地址（5位）物理地址20位，其中块大小为32B=25B，故块内地址为5位，Cache共8=23行，故块标记为3位，20-5-3=12，故主存字块标记为12位。3）在主存中，004C60H；不命中，因为没有04CH的标记字段001C60H中虚页号为001H=1，经过查找页表知

5、道其有效位是1，在内存中；该页对应的页框号为04H，故物理地址为004C60H；物理地址为004C60H在直接映射方式下，对应的行号为4，有效位是1，但是标记为是064H不等于04CH,故不命中。4）在，012的那个标记是对的思路：标记11位，组地址1位，页内地址12位，前12位是000000100100，组地址为0，第0组存在标记为012的页，其页框号为1F，故024BACH所在的页面在内存中。3、假设一个文件系统使用索引结构（索引仅包含磁盘块号）组织文件内容块，每块的大小为16KB，磁盘空间为1GB。现在假设一个目录中包含3个文件，其大小分别为10KB，1089K

6、B，129MB，请问这些文件总共在磁盘中占用了多大的空间？（不计其目录项占据的空间）解答：一个文件占用的磁盘空间是和采用的索引结构密切相关的，解决这类问题是一定要设计合适的索引结构。1GB的磁盘空间共有1GB/16KB=65536块，在此设索引块中每个索引项需要16位，因此一个索引块最多有1K个索引项，最大索引16MB。10KB大小的文件占用一个数据块，占用磁盘空间为16KB；1089KB的文件共需要一个索引块和69个数据块，占用空间为69x16+16=1120KB；129MB的文件需要1个一级索引块和9个二级索引块以及129MB/16KB=8256个数据块，共需要磁

7、盘空间=（1+9+8256）x16=KB。当然，还可以采用其他方法来设计索引结构。4、旋转型存储设备上的信息优化分布能够减少若干输入/输出服务的总时间。例如，有10个记录A,B…J存放在磁盘的某一个磁道上，假定这个磁道划分成10个扇区，每个扇区存放一个记录，安排如下表所示：扇区12345678910记录号ABCDEFGHIJ现在要从该磁道中顺序将A~J这10个记录读出，如果磁盘旋转一周需要时间20ms，处理程序每读出1个记录后花4ms的时间进行处理，试问处理完这10个记录需要的总时间是多少（从找到A开始计算）？为了缩短处理时间，应进行优化分布，试问应