论述题1
有一个文件系统，根目录常驻内存，如图所示。

目录文件采用链接结构，假设每个目录下最多允许建立60个文件或目录（统称为下级文件）。

又假设每个磁盘块最多可存放10个文件目录项：如果下级文件是目录文件，则上级目录项指向该目录文件的第一块地址；
如果下级文件是普通文件，则上级目录项指向该文件的FCB（文件控制块）地址。

假设图中所示的文件目录结构中，文件或子目录按自左向右的次序建立，而符号"…"表示尚有其他文件或子目录未列出。

1．假设普通文件采用UNIX的三级索引结构，主索引表放在文件控制块中。

（1）假设每个物理块能存放128个地址（物理块块号），那么，普通文件的大小最大为多少块？（3分）
（2）若要读/A/D/G/I/K的第7461块，系统最少启动硬盘几次，最多几次？（6分）
2．若普通文件采用顺序结构，若要读/A/D/G/I/K的第285块，最少启动硬盘几次，最多几次？（6分）
3．为了打开文件，用户给出文件名后，操作系统应做哪些工作？（6分）
4．一般在文件系统中，为了加快文件目录检索速度（减少启动硬盘的次数），可以采用什么方法？（9分）
2、（7分）假设计算机系统采用CSCAN磁盘调度策略,使用2KB的内存空间记录16384个磁盘的空闲状态
(1)、请说明在上述条件如何进行磁盘块空闲状态的管理。

(2)、设某单面磁盘的旋转速度为每分钟6000转，每个磁道有100个扇区，相临磁道间的平均移动的时间为1ms.
若在某时刻，磁头位于100号磁道处，并沿着磁道号增大的方向移动(如下图所示),磁道号的请求队列为50，90，30，120对请求队列中的每个磁道需读取1个随机分布的扇区，则读完这个扇区点共需要多少时间？需要给出计算过程。

答案：
（1）2KB = 2*1024*8bit = 16384bit。

因此可以使用位图法进行磁盘块空闲状态管理，每1bit表示一个磁盘块是否空闲。

（2）每分钟6000转，转一圈的时间为0.01s，通过一个扇区的时间为0.0001s。

根据CSCAN算法，被访问的磁道号顺序为100 →120 →30→50 →90,因此，寻道用去的总时间为：（2 0 + 90 + 20 + 40）* 1ms = 170ms
总共要随机读取四个扇区，用去的时间为：（0.01*0.5 + 0.0001）*4 = 0.0204s = 20.4ms
所以，读完这个扇区点共需要170ms + 20.4ms = 192.4ms。

3、在实现文件系统时，为加快文件目录的检索速度，可利用“文件控制块分解法”。

假设目录文件存放在磁盘上，每个盘块512字节。

文件控制块占64字节，其中文件名占8字节。

通常将文件控制块分解成两部分，第1部分占10字节（包括文件名和文件内部号），第2部分占54字节（包括文件内部号和文件其他描述信息）。

1）假设某一目录文件共有256个文件控制块，试分别给出采用分解法前和分解法后，查找该目录文件的某一个文件控制块的平均访问磁盘次数。

（32+1）/2=16.5
（5+2）/2+1=4
2）一般地，若目录文件分解前占用那个盘块，分解后改用m个盘块存放文件名和文件内部号部分，请给出访问磁盘次数减少的条件。

（n+1）/2>(m+1)/2+1 故m<n+2。