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华工 操作系统 第四章作业.doc

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第四章200930601180_09 信安(5)_陈烽特1.在早期的 UNIX 系统中,可执行文件以一个非常特别的魔数开始,这个数不是随机选择的。这些文件都有头文件,后面是正文段和数据段。为什么要为可执行文件挑选一个非常特别的魔数,而其他类型文件的第一个字反而有一个或多或少是随机选择的魔数?答:使用一个非常特别的魔数,表明该文件是一个可执行文件,而其它魔数的文件不是可执行的,防止其它格式的文件偶然运行。5.某一些操作系统提供系统调用 rename 给文件重命名,同样也可以通过把文件复制到新文件并删除原文件而实现文件重命名。请问这两种方法有何不同?答:rename 不会改变文件的创建时间和最后修改时间,复制到新文件,其创建时间和最后修改时间都会被改成当前系统时间。Rename 不改变文件存放的位置,而新文件在磁盘的位置和原来不同。10.正如书中所提到的,文件的连续分配会导致磁盘碎片,因为当一个文件的长度不等于块的整数倍时,文件中的最后一个磁盘块中的空间会浪费掉。请问这是内碎片还是外碎片?并将它与先前一章的有关讨论进行比较。答:内碎片。11.一种在磁盘上连续分配并且可以避免空洞的答案是,每次删除一个文件后就紧缩一下磁盘。由于所有的文件都是连续的,复制文件时需要寻到和旋转延迟以便读取文件,然后全速传送。在写回文件时要做同样的工作,假设寻道时间为 5ms,旋转延迟为 4ms,传送速率为 8MB/s,而文件平均长度是 8KB,把一个文件读入内存并写回到磁盘上的一个新位置需要多长时间?运用这些数字,计算紧缩 16GB 磁盘的一半需要多长时间?答:紧缩一个文件需要时间:5ms + 4ms + 8KB/8MB/s =10ms;紧缩 16GB 磁盘的一半需要(16GB/2)/8KB * 10ms = 10000s 。12.基于前一个问题的答案,紧缩磁盘有什么作用吗?答:紧缩磁盘不适合于每次删除文件后进行,可在磁盘产生碎片过多时,由用户决定是否紧缩磁盘。15.考虑图 4-13 中的 i 节点。如果它含有用 4 个字节表示的 10 个直接地址,而且所有的磁盘块大小是 1024KB,那么文件最大可能有多大?答:10 个直接地址,即最多包含 10 个磁盘块,文件最大为 10×1024KB = 10MB。19.空闲磁盘空间可用空闲块表或位图来跟踪。假设磁盘地址需要 D 位,一个磁盘有 B 个块,其中有 F 个空闲。在什么条件下,空闲块表采用的空间少于位图?设 D 为 16 位,请计算空闲磁盘空间的百分比。答:使用空闲块表,需要空间 F×D=16F 位,使用位图,需要 B×1=B 位,由 16FB 得:空闲磁盘空间的百分比为 F/B=1/16=6.25%20.一个空闲块位图开始时和磁盘分区首次初始化类似,比如:1000 0000 0000 0000(首块被根目录使用) ,系统总是从最小编号的盘快开始寻找空闲块,所以在有 6 块的文件 A 写入之后,改为图为 1111 1110 0000 0000。请说明在完成如下每一个附加动作之后位图的状态:A)写入有 5 块的文件 BB)删除文件 AC)写入有 8 块的文件 CD)删除文件 B答:a)1111 1111 1111 0000;b)1000 0001 1111 0000;c)1111 1111 1111 1100;d)1111 1110 0000 1100。27.文件系统的性能与高速缓存的命中率有很大的关系。从高速缓存中读取数据需要 1ms,而从磁盘上读取需要 40ms,若命中率为 h,给出读取数据所需平均时间的计算公式,并画出h 从 0 到 1.0 变化时的函数曲线。答:所需平均时间 h×1+(1-h)×40 =(40-39h)ms ,函数曲线为28.考虑图 4-21 背后的思想,目前磁盘平均寻道时间为 8ms,旋转速率为 15000rpm,每道为 262 144 字节。对大小各为 1KB,2KB 和 4KB 的磁盘块,传送速率各是多少?答:选择速率 15000rpm,旋转一周 4ms,平均旋转延迟为 2ms1KB:1KB/(1KB /262144B×4ms+8ms)=1KB/10.015625ms=0.0998KB/ms;2KB:2KB/(2KB /262144B×4ms+8ms)=2KB/10.03125ms=0.1994KB/ms;4KB:4KB/(4KB/262144B×4ms+8ms)=4KB/10.0625ms=0.3975KB/ms;29.某个文件系统使用 2KB 的磁盘块,而中间文件大小值为 1KB。如果所有的文件都是正好 1KB 大小,那么浪费掉的磁盘空间的比例是多少?你认为一个真正的文件系统所浪费的空间比这个数值大还是小?请说明理由。答:浪费掉的磁盘空间比例为(2KB-1KB)/2KB=
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