操作系統(tǒng)文件

磁盤分配方式(即文件的物理組織)問題：例1：請(qǐng)分別解釋在連續(xù)分配方式、隱式連接分配方式、顯示連接分配方式和索引分配方式中如何將文件的字節(jié)偏移量3500轉(zhuǎn)換為物理塊號(hào)和塊內(nèi)位移量（設(shè)盤塊大小為1KB，盤塊號(hào)需占4個(gè)字節(jié)）操作系統(tǒng)首先將邏輯地址轉(zhuǎn)換成邏輯塊號(hào)和塊內(nèi)偏移量：3500/1024得到商為3，余數(shù)為428，即邏輯塊號(hào)為3，塊內(nèi)偏移為428。(1)在連續(xù)分配方式中，可從相應(yīng)文件的FCB中得到分配給該文件的首個(gè)盤塊號(hào)，如：a0；

則字節(jié)偏移量3500所對(duì)應(yīng)的物理盤塊號(hào)因?yàn)閍0+3，塊內(nèi)偏移量為428(2)在隱示連接方式中，由于每個(gè)盤塊中需要留出4個(gè)字節(jié)（如最后4個(gè)字節(jié)）來存放分配給文件的下一個(gè)盤塊的塊號(hào)，因此邏輯塊號(hào)為3500/1020=3，而塊內(nèi)偏移兩為440。

從相應(yīng)文件的FCB中可得到分配給該文件的首個(gè)盤塊號(hào)，如：b0；然后由b0找到b1，進(jìn)而b2，b3。

因此物理盤塊號(hào)因?yàn)閎3，塊內(nèi)偏移量為440。操作系統(tǒng)（續(xù)）(3)在顯示連接方式中，可從文件的FCB中得到分配給文件的首個(gè)盤塊號(hào)，如c0;

然后在FAT的第c0項(xiàng)中得到分配給文件第一個(gè)盤塊的塊號(hào)c1；進(jìn)而得到c2，c3。

因此物理盤塊號(hào)應(yīng)為c3，塊內(nèi)偏移量為428(4)在索引分配方式中，可從文件的FCB中得到索引表的地址。從索引表的第3項(xiàng)可以獲得3500對(duì)應(yīng)的物理塊號(hào)，塊內(nèi)位移量為428。操作系統(tǒng)例2：存放在某個(gè)磁盤上的文件系統(tǒng)，采用混合索引分配方式，其FCB中共有13個(gè)地址項(xiàng)，第0~9個(gè)地址項(xiàng)為直接地址，第10個(gè)地址項(xiàng)為一次間接地址，第11個(gè)地址項(xiàng)為二次間接地址，第12個(gè)地址項(xiàng)為三次間接地址。如果每個(gè)盤塊大小為512字節(jié)，若盤塊號(hào)需要3個(gè)字節(jié)來描述，而每個(gè)盤塊最多存放170個(gè)盤塊地址：（1）該文件系統(tǒng)允許文件的最大長(zhǎng)度是多少？

（2）將文件的字節(jié)偏移量5000，15000，150000轉(zhuǎn)換為物理塊號(hào)和塊內(nèi)偏移量。

（3）假設(shè)某個(gè)文件的FCB已在內(nèi)存，但其他信息均在外存，為了訪問該文件中某個(gè)位置的內(nèi)容，最少需要幾次訪問磁盤，最多需要幾次訪問磁盤？操作系統(tǒng)問題分析：（1）該文件的最大長(zhǎng)度：

10*512+170*512+170*170*512+170*170*170*512（2）5000/512得到商9，余數(shù)為392。即5000對(duì)應(yīng)的邏輯塊號(hào)為9<10,因此可從FCB的第9個(gè)地址項(xiàng)處得到物理塊號(hào)。偏移量為39215000/512得到商29，余數(shù)為152。即15000對(duì)應(yīng)的邏輯塊號(hào)為10<29<10+170,而29-10=19，因此可從FCB的第10個(gè)地址項(xiàng),即一次間址項(xiàng)中得到一次間址塊的地址；并從一次間址塊的第19項(xiàng)中得到物理塊號(hào)。塊內(nèi)偏移量為152操作系統(tǒng)（緒）150000/512得到商292，余數(shù)為496。即150000對(duì)應(yīng)的邏輯塊號(hào)為10+170<292<10+170+170*170,

而292-（10+170）=112，112/170得商0，余數(shù)為112。

因此可從FCB的第11個(gè)地址項(xiàng),即二次間址項(xiàng)中得到二次間址塊的地址；并從二次間址塊的第0項(xiàng)中得到一次間址塊的地址，再?gòu)脑撘淮伍g址塊的第112項(xiàng)中獲得對(duì)應(yīng)的物理塊號(hào)。塊內(nèi)偏移量為496(3)FCB已在內(nèi)存：

因此最少一次訪問磁盤（即通過直接地址直接讀取文件盤塊就找到該位置）

最多4次訪問磁盤（當(dāng)該位置處于3次間址的盤塊中時(shí)）

第一次需要讀三次間址塊，

第二次需要讀二次間址塊，

第三次需要讀一次間址塊，

第四次讀文件盤塊。練習(xí)：P24614操作系統(tǒng)5.4.3空閑存儲(chǔ)空間的管理空閑表法空閑鏈表法位示圖法成組鏈接法操作系統(tǒng)空閑表法連續(xù)分配方式；與內(nèi)存管理中的動(dòng)態(tài)分區(qū)分配方式類似。為外存上的所有空閑區(qū)建立一張空閑表，每個(gè)空閑區(qū)對(duì)應(yīng)一個(gè)空閑表項(xiàng)。每一表項(xiàng)包括：序號(hào)，該空閑區(qū)的第一個(gè)盤塊號(hào)、該區(qū)的空閑盤塊數(shù)等信息。空閑鏈表法空閑盤塊鏈空閑盤區(qū)鏈序號(hào)第一空閑盤塊號(hào)空閑盤塊數(shù)１

2４２

9

3

３

15５４－－－－－－－操作系統(tǒng)位示圖法利用二進(jìn)制的一位的狀態(tài)來表示磁盤中一個(gè)盤塊的使用情況11000111001011100001111110000111111000111111000012345678910111213141516123...16從內(nèi)存中劃出若干個(gè)字節(jié)，為每個(gè)文件存儲(chǔ)設(shè)備建立一張位示圖。m行n列的位示圖就可用來描述m×n塊文件存儲(chǔ)空間的使用情況。用0和1表示對(duì)應(yīng)物理塊是否空閑和占用?？擅枋鰹橐粋€(gè)二維數(shù)組map

Varmap:array[1…m,1….n]ofbit;操作系統(tǒng)則磁盤塊號(hào)與二維數(shù)組的下標(biāo)之間有一個(gè)盤塊的分配：b=n(i-1)+j;盤塊的回收: i=(b-1)DIVn+1;j=(b-1)MODn+1;11000111001011100001111110000111111000111111000012345678910111213141516123...16對(duì)應(yīng)關(guān)系。若行列的編號(hào)都從0開始，則：盤塊的分配：b=n*i+j+1;盤塊的回收: i=(b-1)DIVn;j=(b-1)MODn;操作系統(tǒng)例：課后練習(xí)P24723位示圖行列編號(hào)從1開始（1）為某個(gè)文件分配兩個(gè)盤塊的過程：（2）若要釋放磁盤的第300塊，應(yīng)該如何處理？1）順序檢索位示圖，找到（3，3）和（4，7）狀態(tài)位為0。2）計(jì)算出兩個(gè)空閑塊的盤塊號(hào)。（3，3）盤塊號(hào):(3-1)*16+3=35（4，7）盤塊號(hào):(4-1)*16+7=553）修改位示圖,令map[3，3]=1，map[4,7]=1,將對(duì)應(yīng)盤塊分配出去。1）計(jì)算出盤塊300對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制位的行號(hào)和列號(hào)

i=（300-1）/16+1=18+1=19 j=（300-1）%16+1=11+1=122）修改位示圖map[19,12]=0,表示該位對(duì)應(yīng)的盤塊已空閑操作系統(tǒng)例：若位示圖行列編號(hào)從0開始

（1）為某個(gè)文件分配兩個(gè)盤塊的過程：（2）若要釋放磁盤的第300塊，應(yīng)該如何處理？1）順序檢索位示圖，找到（2，2）和（3，6）狀態(tài)位為0。2）計(jì)算出兩個(gè)空閑塊的盤塊號(hào)。（2，2）盤塊號(hào):2*16+2+1=35（3，6）盤塊號(hào):3*16+6+1=553）修改位示圖,令map[2，2]=1，map[3,6]=1,將對(duì)應(yīng)盤塊分配出去。1）計(jì)算出盤塊300對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制位的行號(hào)和列號(hào)

i=（300-1）/16=18 j=（300-1）%16=112）修改位示圖map[18,11]=0,表示該位對(duì)應(yīng)的盤塊已空閑操作系統(tǒng)例：課后練習(xí)P24724某操作系統(tǒng)的磁盤文件空間共有500塊，若用字長(zhǎng)為32位的位示圖管理盤空間，則：1）位示圖需要多少個(gè)字？2）第i字第j位對(duì)應(yīng)的塊號(hào)是多少？3）給出申請(qǐng)，歸還一塊的流程。分析：1）16*32=512，因此需用16個(gè)字。2）若行列編號(hào)從1開始,則：i字j位對(duì)應(yīng)的塊號(hào)為：（i-1）*32+j若行列編號(hào)從0開始,則：i字j位對(duì)應(yīng)的塊號(hào)為：i*32+j+1操作系統(tǒng)成組鏈接法將空閑塊按100塊分成一組，組的劃分從后往前依次劃分。將所有的空閑塊，分組使用?！山M每組中第一個(gè)盤塊用來存放后一組中各盤塊的盤塊號(hào)和總塊數(shù)?！溄訉⒖臻e表法和空閑鏈表法結(jié)合起來的一種空閑盤塊管理方法。其中：最后一組為99塊（最后一組后面已無其它組存在）；第一組可能不足100塊；規(guī)定一塊內(nèi)存空間作為空閑盤塊號(hào)棧（用于存放當(dāng)前可用的一組空閑盤塊的盤塊號(hào)）初始狀態(tài)，第一組的盤塊號(hào)與總塊數(shù)放在空閑盤塊號(hào)棧中。操作系統(tǒng)S.NS.free[0]S.free[1]S.free[98]內(nèi)存中其他部分100300299202201內(nèi)存中其他部分S.free[99]棧頂空閑盤塊號(hào)棧100400399…301...299201300100500499…401...39930140099

07999…7901...789978017900...79997901………分配：為用戶分配盤塊時(shí)，先從棧頂(圖中底部)取出一個(gè)空閑盤塊號(hào)，分配出去。若至棧底，即堆棧已空，將調(diào)入另外一組，即調(diào)入一組新空白塊?；厥眨合虍?dāng)前組中填入空白塊信息，當(dāng)該組回收滿時(shí)，將現(xiàn)有棧中的100個(gè)盤塊號(hào)，記入新回收的盤塊中，再將其盤塊號(hào)做為新的棧底。操作系統(tǒng)5.噴5文件特共享蒙和保運(yùn)護(hù)*文件音系統(tǒng)的一趨個(gè)重厚要任區(qū)務(wù)就艙是為嶼用戶仔提供共享堅(jiān)信息的手紐奉段。文件衣共享一個(gè)須文件欲可以糕讓多醋個(gè)用盡戶共當(dāng)同使防用；彩不同紐奉的用炊戶在喜其當(dāng)蔑前目璃錄下局訪問燭同一蔽個(gè)文顧件（燙不在四當(dāng)前址目錄趟下）共享誰(shuí)可節(jié)卷省存披儲(chǔ)空餅間；可以鏟更好百地維嬌護(hù)數(shù)街據(jù)的迅一致。操作昆系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)醒文件布共享倒的方星法繞彎膽路法連訪務(wù)法利用強(qiáng)基本悲文件根目錄魯實(shí)現(xiàn)混文件絲式共享基于酷索引詠結(jié)點(diǎn)肥的共呼享方急式利用歐符號(hào)譜鏈實(shí)會(huì)現(xiàn)文門件共敗享操作極系統(tǒng)圖示文件當(dāng)前癥目錄目錄目錄目錄文件與被崇共享慶文件身所在肅路徑慰的交岔叉點(diǎn)被共勺享文得件繞道惕法的季訪問辜效率冊(cè)比較甘低要求掉每個(gè)擔(dān)用戶虛處在南當(dāng)前同目錄報(bào)下工財(cái)作，固用戶晃對(duì)所何有文患件的庸訪問欄都是舞相對(duì)括于當(dāng)盲前目窄錄進(jìn)跡行的雕。用戶敵文件給的固思有名灑是由申當(dāng)前士目錄航到信拐息文偽件通綿路上用所有啞各級(jí)爬目錄蠶的目錄跪名加分上該先信息架文件環(huán)的符暗號(hào)名組成榆。需要揚(yáng)用戶悉指定皂所有煤要共慶享文促件的泉邏輯疤位置肺或到趁達(dá)被括共享姑文件跑的路盈徑。1.配繞彎葬路法翠（繞禍道法棚）操作蝴系統(tǒng)用戶蓋1在C目錄瘡下用戶虛2在E目錄找下用戶1訪問z.txt文件使用..\..\F\z.txt路徑用戶2訪問z.txt文件使用..\z.txt路徑ABFCDEz.胖tx顧t舉甩例操作摘系統(tǒng)2弱連訪披法方法：將憂一個(gè)林目錄分中的摸鏈接帥指針健直接瓦指向些被共顏享文較件所山在目袍錄的爹目錄紋項(xiàng)。操作傍系統(tǒng)ABC主目錄1ABD2FED3GA4AC5JNK12JMK13AHF14連訪團(tuán)法文堂件共鍬享示銷意圖修改銀文件吹控制肯塊：添赴加一連污訪屬包性，以采標(biāo)明希文件忘說明蚊中的伶物理薄地址嚷是指翼向普泡通文密件還游是共瓶享文同件操作黎系統(tǒng)利用仁基本咐文件筋目錄黎實(shí)現(xiàn)塘文件庫(kù)共享基本津目錄目錄ID指針01空閑文件目錄2主文件目錄用戶目錄名目錄ID3用戶1文件目錄文件名目錄ID4用戶2的文件目錄5文件16文件2文件37操作追系統(tǒng)43012567目錄ID指針wang3zhao4用戶名目錄IDdocument5paper7readme6talk5文件名目錄IDwang的符號(hào)文件目錄zhao的符號(hào)文件目錄5document5talk5舉融例操作渴系統(tǒng)基于鐮索引庸結(jié)點(diǎn)書的共戴享方閥式共享僚文件秘在增漁加盤照塊時(shí)索存在余問題:新增維加的慰盤塊葵，只神會(huì)出霞現(xiàn)在凡執(zhí)行俘了相帆應(yīng)操填作的驕目錄困中；藍(lán)其他星用戶袋是不河可見賊的。即：冒新增錘加的否部分精無法剛共享議。文件名文件名文件名文件名索引結(jié)點(diǎn)目錄符號(hào)文件目錄外存基于索引結(jié)點(diǎn)的共享方式:提出紛:操作腐系統(tǒng)利用彈符號(hào)補(bǔ)鏈實(shí)牛現(xiàn)文乘件共峽享基于工索引采結(jié)點(diǎn)礦的共語(yǔ)享方袍式存腦在的凱問題蔥：由于啞被共叨享文嘗件的晨擁有黨者和敏其他粗共享遙用戶稠都擁禽有指局向該宗共享慚文件委的指辯針，考所以飽當(dāng)被逃共享冶文件徐的擁夕有者灰刪除混該文濟(jì)件時(shí)蠶，共泥享該逮文件購(gòu)的其錢他用搖戶中細(xì)指向競(jìng)該文伸件的住指針那懸空祖！利用姻符號(hào)屠鏈實(shí)投現(xiàn)文弄件共制享解燈決的遺這一糠問題搬：為被匯共享麗的文部件創(chuàng)咐建Li暢nk類型名的新耐文件奮，寫間入用特戶目恰錄，瓣實(shí)現(xiàn)賴鏈接炸。新桃文件以中只齡包含殼被鏈醒接文梯件的密路徑扯名，屢稱為克符號(hào)俊鏈接市。不袖會(huì)再刪有指航針懸配空的奮問題孫！操作番系統(tǒng)*文刊件保懇護(hù)影響文件安全性的因素采取的安全措施人為因素存取控制機(jī)制系統(tǒng)因素系統(tǒng)(磁盤)容錯(cuò)技術(shù)自然因素后備系統(tǒng)操作甲系統(tǒng)系統(tǒng)享（磁渣盤）貝容錯(cuò)羽技術(shù)P2霉37（Sy泄st乘em勒F江au秘lt迅T希ol挨er湊an褲ce）1.第一民級(jí)：紋低級(jí)蕩磁盤昏容錯(cuò)庭技術(shù)磁盤中表面滔發(fā)生炸缺陷床引起沫數(shù)據(jù)誤丟失2.第二街級(jí)：艷中級(jí)齡磁盤挽容錯(cuò)秋技術(shù)防止指由于緩磁盤啦驅(qū)動(dòng)煮器和盜磁盤編控制襯器的牲故障攏導(dǎo)致城系統(tǒng)列不能橫正常衛(wèi)工作3.第三邊級(jí)：雅基于灰集群悉技術(shù)業(yè)實(shí)現(xiàn)拆系統(tǒng)竿容錯(cuò)是通旗過在考系統(tǒng)勁中設(shè)熟置冗汗余部墳件來傘提高圓系統(tǒng)盛可靠袖性的嚷一種租技術(shù)秘。叢共分治為三眼個(gè)級(jí)哄別：操作絲式系統(tǒng)1.第一導(dǎo)級(jí)容測(cè)錯(cuò)技籍術(shù)SF辣T-幼Ⅰ1)雙份遇目錄圣和雙敲份文憤件分?jǐn)D配表且在磁消盤上湊存放沃的文運(yùn)件目驗(yàn)錄和喂文件姓分配改表FA貼T，是文夜件管蟲理所受用的粉重要胸?cái)?shù)據(jù)塔結(jié)構(gòu)凍。如服果這保些表京格被死破壞回，將防導(dǎo)致墾磁盤種上的琴部分飼或全情部文豬件成氣為不茄可訪尖問的合，因漂而也樣就等顫效于相文件臟的丟臭失。為了謹(jǐn)防止納這類擔(dān)情況窩發(fā)生煉，可歉在不同肉的磁手盤上若或在市磁盤宣的不霞同區(qū)階域中，分岸別建防立(雙份)目錄嬸表和FA法T。其中擔(dān)，一蔥份被帝稱為元主目能錄及娘主FA查T；把另冷一份猾稱為雷備份銀目錄臘及備兇份FA非T。操作紋系統(tǒng)2)熱修朗復(fù)重鹿定向禍和寫崗后讀事校驗(yàn)熱修椅復(fù)重鐵定向(H斗ot飲-R哨ed皇ir竟ec達(dá)ti本on沖)：在磁適盤中粥劃出悄一部抄分作麗為熱社修復(fù)喘重定躍向區(qū)瞎，存益放壞春磁道進(jìn)的待索寫數(shù)陪據(jù)(2避)寫后里讀校行驗(yàn)(R捕ea處d饞af我te另r終wr低it淘e冷Ve世ri勻fi鼻ca植ti偏on轎)方式新：內(nèi)存—（寫督）盤忌時(shí)，境從盤密讀出答與內(nèi)葛存校吩驗(yàn)看濕是否幫一致魚，不籠一致缺，重鋪寫入爽熱修否復(fù)重械定向