操作系统五、六章补充题.doc

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盘,速度很慢:集中存

2、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。虚页号有效位页框号……0106……1104……2115…

3、…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?访问该地址时是否Cache命中?要说明理由。4)假定为该机配置一个4路组

4、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;

5、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,1089KB,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

6、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,共需要磁盘空间=(1+9+8256)x16=132256KB。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

7、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

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