🏷️ 知识点：文件系统

某文件系统物理结构采用三级索引分配方法，如果每个磁盘块的大小为 1024B，每个盘块索引号占用 4 字节，请问在该文件系统中，最大的文件长度约为（　）。

A. 16GB B. 32GB C. 8GB D. 以上均不对

文件概念 文件系统

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正确答案：A

每个磁盘块大小为 1024 字节，每个盘块索引号占用 4 字节，因此一个索引块可以存储的索引号数量为

$$1024÷4=256$$

个。

在三级索引分配方法中，文件通过三级间接索引访问数据块：

• 顶级索引块（三级间接块）存储 256 个指针，每个指向一个二级索引块； >
• 每个二级索引块存储 256 个指针，每个指向一个一级索引块； >
• 每个一级索引块存储 256 个指针，每个指向一个数据块。 >

因此，总数据块数为

$$256\times 256\times 256=256^3=2^{24}$$

块。

每个数据块大小为 1024 字节（即

$2^{10}$ 字节），所以最大文件长度为

$$2^{24}\times 2^{10}=2^{34}$$

字节。

由于

$$1\text{GB}=2^{30}\text{字节}$$

因此文件长度为

$$2^{34}÷2^{30}=2^4=16\text{GB}$$

故最大文件长度约为 16 GB，选项 A 正确。

某文件系统采用多级索引结构，每个文件的索引节点（inode）中包含：

A. 1 次 B. 2 次 C. 3 次 D. 4 次

磁盘概念 文件系统

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正确答案：C

1. 直接索引可覆盖的逻辑块号为 0~11（共12块）。 >
2. 一级间接索引块可存储 256 个块地址，覆盖逻辑块号 12~267（共256块）。 >
3. 二级间接索引的第一层索引块可存储 256 个第二层索引块地址，每个第二层索引块又可存储 256 个数据块地址，因此二级间接索引覆盖的逻辑块号为 268~65803（共 256×256=65536 块）。 >
4. 逻辑块号500落在二级间接索引范围内（500 > 267）。 >
5. 二级间接索引访问数据需要三次磁盘访问：
   • 第一次：读取一级索引块（二级间接索引的第一层）； >
   • 第二次：根据第一层索引找到第二层索引块并读取； >
   • 第三次：根据第二层索引找到数据块并读取（题目问“获取该数据块的位置”指定位数据块所在的磁盘位置，但读取数据块本身也需要一次磁盘访问，因此总共需3次磁盘访问）。 >
6. 由于索引节点已在内存，不需要读inode本身。 >

因此，需要 **3 次磁盘访问**，选 C。 >

某文件系统采用索引节点存放文件的属性和地址信息，簇大小为 4KB。每个文件索引节点占 64B，有 11 个地址项，其中直接地址项 8 个，一级、二级和三级间接地址项各 1 个，每个地址项长度为 4B。请回答下列问题。

(1) 该文件系统能支持的最大文件长度是多少？（给出计算表达式即可）

(2) 文件系统用 1M（1M=220）个簇存放文件索引节点，用 512M 个簇存放文件数据。若一个图像文件的大小为 5600B，则该文件系统最多能存放多少个这样的图像文件？

(3) 若文件 F1 的大小为 6KB，文件 F2 的大小为 40KB，则该文件系统获取 F1 和 F2 最后一个簇的簇号需要的时间是否相同？为什么？

文件系统 文件物理结构

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1）簇大小为 4KB，每个地址项长度为 4B，故每簇有 4KB/4B = 1024 个地址项。最大文件的物理块数可达8+1×1024+1×10242+1×10243，每个物理块（簇）大小为 4KB，故最大文件长度为(8+1×1024+1×10242+1×10243)×4KB=32KB+4MB+4GB+4TB。

2）文件索引节点总个数为 1M×4KB/64B=64M，5600B 的文件占 2 个簇，512M 个簇可存放的文件总个数为 512M/2=256M。可表示的文件总个数受限于文件索引节点总个数，故能存储 64M 个大小为 5600B 的图像文件。

3）文件 F1 的大小为6KB<4KB×8=32KB，故获取文件 F1 的最后一个簇的簇号只需要访问索引节点的直接地址项。文件 F2 的大小为 40KB，4KB×8<40KB<4KB×8+4KB×1024，故获取 F2 的最后一个簇的簇号还需要读一级索引表。综上，需要的时间不相同。

从用户的观点看，操作系统中引入文件系统的目的是()。

A. 保护用户数据 B. 实现对文件的按名存取 C. 实现虚拟存储 D. 保存用户和系统文档及数据

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正确答案：【解答】

从用户的观点看，操作系统中引入文件系统的目的是()。

A. 保护用户数据 B. 实现对文件的按名存取 C. 实现虚拟存储 D. 保存用户和系统文档及数据

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正确答案：B

逻辑文件系统的功能有()。 I. 文件按名存取 Ⅱ .文件目录组织管理 Ⅲ.把文件名转换为文件描述符或文件句柄 IV. 存储保护

A. I、Ⅱ 和 Ⅲ B.Ⅱ 、Ⅲ 和 IV C. I 、Ⅱ 和 IV D.I 、Ⅱ 、Ⅲ 和 IV

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正确答案：【解答】

逻辑文件系统的功能有()。 I. 文件按名存取 Ⅱ .文件目录组织管理 Ⅲ.把文件名转换为文件描述符或文件句柄 IV. 存储保护

A. I、Ⅱ 和 Ⅲ B.Ⅱ 、Ⅲ 和 IV C. I 、Ⅱ 和 IV D.I 、Ⅱ 、Ⅲ 和 IV

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正确答案：D

下列关于文件系统的说法中，正确的是()。

A. 一 个文件系统可以管理的文件数量受限于文件控制块的数量 B. 一个文件系统可使用的容量一定等于其所在磁盘的容量 C. 一个文件系统中单个文件的大小只受磁盘剩余容量大小的限制 D. 一个文件系统不能将数据存放在多个磁盘上

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正确答案：A

下列关于文件系统的说法中，正确的是()。

A. 一 个文件系统可以管理的文件数量受限于文件控制块的数量 B. 一个文件系统可使用的容量一定等于其所在磁盘的容量 C. 一个文件系统中单个文件的大小只受磁盘剩余容量大小的限制 D. 一个文件系统不能将数据存放在多个磁盘上

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正确答案：A

UNIX 操作系统中，文件的索引结构放在()。

A. 超级块 B . 索引节点 C. 目录项 D. 空闲块

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正确答案：B

UNIX 操作系统中，文件的索引结构放在()。

A. 超级块 B . 索引节点 C. 目录项 D. 空闲块

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正确答案：B

文件的存储空间管理实质上是对()的组织和管理。

A. 文件目录 B. 外存已占用区域 C. 外存空闲区 D. 文件控制块

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正确答案：C

文件的存储空间管理实质上是对()的组织和管理。

A. 文件目录 B. 外存已占用区域 C. 外存空闲区 D. 文件控制块

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正确答案：C

对外存文件区的管理应以()为主要目标。 301第 4 章 文 件 管 理 301

A. 提高系统吞吐量 B. 提高换入换出速度 C. 降低存储费用 D. 提高存储空间的利用率

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正确答案：D

对外存文件区的管理应以()为主要目标。 301第 4 章 文 件 管 理 301

A. 提高系统吞吐量 B. 提高换入换出速度 C. 降低存储费用 D. 提高存储空间的利用率

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正确答案：D

位示图可用于()。

A. 文件目录的查找 B. 磁盘空间的管理 C. 主存空间的管理 D. 文件的保密

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正确答案：B

位示图可用于()。

A. 文件目录的查找 B. 磁盘空间的管理 C. 主存空间的管理 D. 文件的保密

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正确答案：B

下列各种文件存储空间的管理方法中，()需要使用空闲盘块号栈。

A. 空闲表法 B. 空闲链表法 C. 位示图法 D. 成组链接法

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正确答案：D

下列各种文件存储空间的管理方法中，()需要使用空闲盘块号栈。

A. 空闲表法 B. 空闲链表法 C. 位示图法 D. 成组链接法

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正确答案：D

硬盘的主引导扇区()。

A. 包含引导记录 B. 包含分区表和主引导程序 C. 只包含主引导程序 D. 只包含分区表

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正确答案：B

硬盘的主引导扇区()。

A. 包含引导记录 B. 包含分区表和主引导程序 C. 只包含主引导程序 D. 只包含分区表

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正确答案：B

若用8个字(字长32位)组成的位示图管理内存，即位示图有8行、32列，行号和列 号均从1开始，则块号为100的内存块所对应位示图的位置是()。

A. 字号为3,位号为5 B. 字号为4,位号为4 C. 字号为3,位号为4 D. 字号为4,位号为5

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正确答案：B

若用8个字(字长32位)组成的位示图管理内存，即位示图有8行、32列，行号和列 号均从1开始，则块号为100的内存块所对应位示图的位置是()。

A. 字号为3,位号为5 B. 字号为4,位号为4 C. 字号为3,位号为4 D. 字号为4,位号为5

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正确答案：B

比较难得到连续空间的空闲空间管理方式是()。 A . 空闲链表 B. 空闲表 C. 位示图 D. 成组链接

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正确答案：A

比较难得到连续空间的空闲空间管理方式是()。 A . 空闲链表 B. 空闲表 C. 位示图 D. 成组链接

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正确答案：A

下列选项中，()不是Linux 实现虚拟文件系统 VFS所定义的对象类型。

A. 超级块( superblock) 对象 B. 目录项( inode) 对象 C. 文件( file) 对象 D. 数据 ( data) 对象

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正确答案：D

下列选项中，()不是Linux 实现虚拟文件系统 VFS所定义的对象类型。

A. 超级块( superblock) 对象 B. 目录项( inode) 对象 C. 文件( file) 对象 D. 数据 ( data) 对象

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正确答案：D

一计算机系统利用位示图来管理磁盘文件空间。假定该磁盘组共有100个柱面，每个柱 面有20个磁道，每个磁道分成8个盘块(扇区),每个盘块1KB, 位示图如下图所示。 iyj 0 1 2 3 0

1. 试给出位示图中位置(i,j) 与对应盘块所在的物理位置(柱面号，磁头号，扇区号)之 间的计算公式。假定柱面号、磁头号、扇区号都从0开始编号。 2)试说明分配和回收一个盘块的过程。

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【解答】

一计算机系统利用位示图来管理磁盘文件空间。假定该磁盘组共有100个柱面，每个柱 面有20个磁道，每个磁道分成8个盘块(扇区),每个盘块1KB, 位示图如下图所示。 iyj 0 1 2 3 0

1. 试给出位示图中位置(i,j) 与对应盘块所在的物理位置(柱面号，磁头号，扇区号)之 间的计算公式。假定柱面号、磁头号、扇区号都从0开始编号。 2)试说明分配和回收一个盘块的过程。

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B

假定一个盘组共有100个柱面，每个柱面上有16个磁道，每个磁道分成4个扇区。 1)整个磁盘空间共有多少个存储块?(每个扇区对应一个存储块) 2)若用字长32位的单元来构造位示图，共需要多少个字? 3)位示图中第18个字的第16位对应的块号是多少?(字号和位号都从1开始)

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【解答】

假定一个盘组共有100个柱面，每个柱面上有16个磁道，每个磁道分成4个扇区。 1)整个磁盘空间共有多少个存储块?(每个扇区对应一个存储块) 2)若用字长32位的单元来构造位示图，共需要多少个字? 3)位示图中第18个字的第16位对应的块号是多少?(字号和位号都从1开始)

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D