Bài tập và lý thuyết về hệ thống tập tin

Bài tập ôn tập HĐH

HỆ THỐNG TẬP TIN

Bài 1

• Đĩa mềm 1.44 MB, có 2 head, 80 track / head, 18 sector / track

• Đổi sector vật lý sang logic:

– (10, 2, 1); (18, 70, 0); (18, 79, 1); (5, 5, 1); (2, 0, 0);

• Đổi sector logic sang vật lý:

– 90, 8,1080, 2000, 1

• Cho biết dãy cyclinder cần truy xuất lần lượt là: 9, 15, 21, 2, 25, 6, 12. Với vị trí hiện hành của đầu đọc đang đứng tại cyclinder 10, Hãy cho biết thứ tự truy xuất các cyclinder trên nếu dùng các thuật toán lần lượt là: FCFS – SSTF – SCAN – C-SCAN – LOOK – C-

LOOK

l = t*side*st + h*st + s - 1

st= số sectors / track = 18

th= số tracks / head = 80 side= số lượng head = 2 l= sector logic

h : giá trị head t : giá trị track s : giá trị sector

Vật lý  Logic

• (10, 2, 1): s=10, t=2, h=1

 l = 2*2*18 + 1*18 + 10 – 1 = 99

• (18, 70, 0): s=18, t=70, h=0

 l = 70*2*18 + 0*18 + 18 – 1 = 2537

• (18, 79, 1): s=18, t=79, h=1

 l = 79*2*18 + 1*18 + 18 – 1 = 2879

• (5, 5, 1): s=5, t=5, h=1

 l = 5*2*18 + 1*18 + 5 – 1 = 202

• (2, 0, 0): s=2, t=0, h=0

 l = 0*2*18 + 0*18 + 2 – 1 = 1

s = (l mod st) + 1 t = l div (st * side)

h = (l div st) mod side

• l = 90  (1, 2, 1)

• l = 8  (9, 0, 0)

• l = 1080  (1, 30, 0)

• l = 2000  (3, 55, 1)

• l = 1  (2, 0, 0)

st= số sectors / track = 18

th= số tracks / head = 80 side= số lượng head = 2 l= sector logic

h : giá trị head

t : giá trị track

s : giá trị sector

• FCFS: 10, 9, 15, 21, 2, 25, 6, 12

• SSTF: 10, 9, 6, 2, 12, 15, 21, 25

• SCAN: 10, 12, 15, 21, 25, [P], 9, 6, 2

• C-SCAN: 10, 12, 15, 21, 25, [P], [T], 2, 6, 9

• LOOK: 10, 12, 15, 21, 25, 9, 6, 2

• C-LOOK: 10, 12, 15, 21, 25, 2, 6, 9

BOOT SECTOR

6

STT Nội dung Giá trị

1

Loại FAT

2

Số byte cho 1 sector

3

Số sector cho 1 cluster

4

Số sector dành riêng (số sector vùng Bootsector)

5

Số bảng FAT

6

Số sector cho bảng RDET

7

Tổng số sector trên đĩa

8

Số sector cho 1 bảng FAT

9

Sector đầu tiên của bảng FAT1

10

Sector đầu tiên của bảng RDET

11

Sector đầu tiên của vùng Data

BOOT SECTOR

7

STT Nội dung Giá trị

1 Loại FAT FAT 32

2 Số byte cho 1 sector 512

3 Số sector cho 1 cluster 1

4 Số sector dành riêng (số sector vùng Bootsector) 32

5 Số bảng FAT 2

6 Tổng số sector trên đĩa 81888

7 Số sector cho 1 bảng FAT 635

8 Sector đầu tiên của bảng FAT1 32

9 Sector đầu tiên của bảng RDET 1302

10 Sector đầu tiên của vùng Data 1302

FAT

• Cho dãy byte trên đĩa như sau:

• Cho biết trong FAT12, hãy xác định

giá trị tại các ô trong bảng FAT có thứ tự lần lượt là:

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

E3 F1 FF 07 80 00 EC 64 01 00

10 11 12 13 14 15

….

66 55 90 A0 00 04 ….

Byte Giá trị Byte Giá trị

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Entry Giá trị

FAT

• Cho dạy byte trên đĩa như sau:

• Cho biết trong FAT12, hãy xác định

giá trị tại các ô trong bảng FAT có thứ tự lần lượt là:

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

E3 F1 FF 07 80 00 EC 64 01 00

10 11 12 13 14 15

….

66 55 90 A0 00 04 ….

Byte Giá trị Byte Giá trị

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

1E3 FFF 007 008 4EC 016 600 556 090 00A

Entry Giá trị

Data

• Cho đĩa USB có các thông số sau:

– Sc = 4 – S

= 1 – N

= 2 – S

= 9

– N

= 224

• Hãy cho biết các cluster sau trong

vùng Data tương ứng chiếm những

sector logic nào trên đĩa: 5, 2, 10, 20

i = S

+ N

*S

+ S

+ (k- 2)*S

S

= N

*32/512

• Từ giả thuyết ta suy ra

SRDET = NRDET*32/512 = 224*32/512 = 14 (sector)

• K = 5  i = 1 + 2*9 + 14 + (5-2)*4 = 45

 Cluster 5 trong Data chiếm 4 sector logic là 45, 46, 47, 48

• K = 2  i = 1 + 2*9 + 14 + (2-2)*4 = 33

 Cluster 2 trong Data chiếm 4 sector logic là 33, 34, 35, 36

• K = 10  i = 1 + 2*9 + 14 + (10-2)*4 = 65

 Cluster 10 trong Data chiếm 4 sector logic là 65, 66, 67, 68

• K = 20  i = 1 + 2*9 + 14 + (20-2)*4 = 105

 Cluster 20 trong Data chiếm 4 sector logic là 105, 106, 107, 108

Sc = 4

S

= 1

N

= 2

S

= 9

N

=

224

FAT

• USB 127MB có 112 entry trên bảng thư mục gốc, cluster chiếm 8 sector, boot sector chiếm 8 sector và 2 bảng FAT.

 Cần sử dụng hệ thống FAT nào

(FAT12/16/32) cho đĩa mềm này ?

 Kích thước bảng FAT ? (Cần dùng bao nhiêu sector để lưu bảng FAT)

12

• Ta có:

– S_B = 8 (theo giả thiết).

– N_F = 2 (theo giả thiết)

• SV = 127 MB = 127*1024*2 (sector) = 260096 (sector)

• Bảng thư mục gốc chiếm 112 entry = (112*32) / 512 = 7 (sector)

• Thay các giá trị đã có vào đẳng thức: S_B + N_F*S_F +S_R + S_D = S_V

 8 + 2S_F + 7 + SD = 260096, hay 2SF + SD = 260081 (sector) (*)

 SD ~ 260081/8 = 32510.125 (vì Sc = 8 sector)

 Do FAT12 chỉ có thể quản lý tối đa 4096 cluster ~ 4096*4 = 16384 sector nên vol này không thể định dạng theo FAT12 được. Do đó, vol sẽ được định dạng theo FAT16

• Giả sử SF = 1 (sector): (*)  SD = 260081 - 2SF = 260079 (sector) = 32509.875 (cluster)

 Vùng dữ liệu có 32510 cluster, nên bảng FAT phải có 32510 + 2 = 32512 phần tử, do đó SF = (32512 * 2) / 512 = 127 (sector)

 SF = 127 sector. Mâu thuẫn với giả thiết SF = 1. Vậy kích thước bảng FAT của vol này không thể là 1 sector

• Giả sử SF = 127 (sector): (*)  SD = 260081 - 2SF = 259827 (sector) = 32478.375 (cluster)

 Vùng dữ liệu có 32479 cluster, nên bảng FAT phải có 32479 + 2 = 32481 phần tử, do đó SF = (32481 * 2) / 512 = 126.x (sector)

 SF = 127 sector. Phù hợp với giả thiết SF = 127

 Vậy kích thước bảng FAT của vol này là 127 sector ¹³

Cách 2

• Gọi: x là số phần tử FAT - y là số cluster vùng Data.

(*) 2SF + SD = 260081 (sector)  2*(x*2) / 512 + y*8 = 260081 (**)

• Do số phần tử FAT và số cluster cùng Data xấp xỉ nhau nên ta có thể giả sử x = y (**)  2*(x*2) / 512 + x*8 = 260081  x = 32478.40

 SF = (2 * 32478.40) / 512 = 126.9

• Nếu SF = 126, tính được:

- Số phần tử FAT x = 512*126/2 = 32256

- Số cluster y: (**)  260081 = 2*126 + y*8  y = 32479

 Phí: 32479 – 32256 = 223 cluster = 223*8 = 1784 sector

• Nếu SF = 127, tương tự trên tính được:

- Số phần tử FAT x = 512*127/2 = 32512

- Số cluster y: (**)  260081 = 2*127 + y*8  y = 32479

 Phí 32512 – 32479 = 33 cluster = 33*8 = 264 sector

 Vậy kích thước bảng FAT của vol này là 127 sector

14

FAT 2

• Xét đĩa mềm 1.44MB (có 2880 sector), để các tập tin trên vol có thể truy xuất nhanh & an toàn hơn ta giả sử cho

– S

= 4 (sector) – S

= 1 (sector)

– S

= 32 (entry) = 32 * 32 (byte) = 1024 (byte) = 2 (sector) – N

= 2

 Cần sử dụng hệ thống FAT nào (FAT12/16/32) cho đĩa mềm này

 Kích thước bảng FAT ? (Cần dùng bao nhiêu sector để lưu bảng FAT)

15

• Thay các giá trị trên vào đẳng thức S_B + N_F*S_F + S_R + S_D = S_V ta được 1+ 2S_F +2+ S_D = 2880 (sector), hay 2S_F + S_D = 2877 (sector) (*)

 S_D < 2877 (sector) = 719.25 (cluster) (vì S_C = 4 sector).

 Loại FAT tối ưu nhất (về kích thước) là FAT12, vì S_D < 4079 (cluster)

• Giả sử S_F = 1 (sector): (*)  S_D = 2875 (sector) = 718.75 (cluster)

 Vùng dữ liệu có 719 cluster, nên bảng FAT phải có 719 + 2 = 721 phần tử, do đó S_F = (721*1.5)/512 = 2.1x (sector)

 Bảng FAT phải chiếm 3 sector – mâu thuẫn với giả thiết S_F = 1. Vậy kích thước bảng FAT của vol này không thể là 1 sector

• Giả sử S_F = 2 (sector): tương tự, ta vẫn thấy mâu thuẫn, tức kích thước bảng FAT phải lớn hơn 2 sector.

• Giả sử S_F = 3 (sector): (*)  S_D = 2871 (sector) = 717.75 (cluster).

 Vùng dữ liệu có 718 cluster, nên bảng FAT phải có 718 + 2 = 720 phần tử, do đó S_F = (720*1.5)/512 = 2.1x (sector)

 Bảng FAT phải chiếm 3 sector – phù hợp với giả thiết SF = 3.

 Vậy kích thước bảng FAT của vol này là 3 sector.

03/2009

16

BM MMT&VT - KHOA CNTT - ĐH KHTN TP.HCM

FAT 2

• USB 127MB có 112 entry trên bảng thư mục gốc, cluster chiếm 8 sector, boot sector chiếm 8 sector và 2 bảng FAT.

 Cần sử dụng hệ thống FAT nào

(FAT12/16/32) cho đĩa mềm này ?

 Kích thước bảng FAT ? (Cần dùng bao nhiêu sector để lưu bảng FAT)

03/2009

17

BM MMT&VT - KHOA CNTT - ĐH KHTN TP.HCM

• Ta có:

– S_B = 8 (theo giả thiết).

– N_F = 2 (theo giả thiết)

• SV = 127 MB = 127*1024*2 (sector) = 260096 (sector)

• Bảng thư mục gốc chiếm 112 entry = (112*32) / 512 = 7 (sector)

• Thay các giá trị đã có vào đẳng thức: S_B + N_F*S_F +S_R + S_D = S_V

 8 + 2S_F + 7 + SD = 260096, hay 2SF + SD = 260081 (sector) (*)

 SD ~ 260081/8 = 32510.125 (vì Sc = 8 sector)

 Do FAT12 chỉ có thể quản lý tối đa 4096 cluster ~ 4096*4 = 16384 sector nên vol này không thể định dạng theo FAT12 được. Do đó, vol sẽ được định dạng theo FAT16

• Giả sử SF = 1 (sector): (*)  SD = 260081 - 2SF = 260079 (sector) = 32509.875 (cluster)

 Vùng dữ liệu có 32510 cluster, nên bảng FAT phải có 32510 + 2 = 32512 phần tử, do đó SF = (32512 * 2) / 512 = 127 (sector)

 SF = 127 sector. Mâu thuẫn với giả thiết SF = 1. Vậy kích thước bảng FAT của vol này không thể là 1 sector

• Giả sử SF = 127 (sector): (*)  SD = 260081 - 2SF = 259827 (sector) = 32478.375 (cluster)

 Vùng dữ liệu có 32479 cluster, nên bảng FAT phải có 32479 + 2 = 32481 phần tử, do đó SF = (32481 * 2) / 512 = 126.x (sector)

 SF = 127 sector. Phù hợp với giả thiết SF = 127

 Vậy kích thước bảng FAT của vol này là 127 sector ¹⁸

FAT 3

• Xét đĩa USB có dung lượng 256 MB, kèm các thông số trên đĩa:

– S

= 4 (sector) – S

= 4 (sector)

– N

= 256 (entry) – N

= 2

 Cần sử dụng hệ thống FAT nào (FAT12/16/32) cho USB này

 Kích thước bảng FAT ? (Cần dùng bao nhiêu sector

để lưu bảng FAT)

• Ta có:

– S

– N

• S^V = 256 MB = (256*1024*1024) / 512 (sector) = 524288 (sector)

• Bảng thư mục gốc chiếm NRDET = 256 entry  S^RDET = (256 * 32) / 512 = 16 (sector)

• Thay các giá trị đã có vào đẳng thức:

S

+ N

*S

+S

+ S

= S

 4 + 2SF + 16 + S^D = 524288, hay 2S^F + S^D = 524268 (sector) (*)

 S^D < 524268 (sector) / 4 = 131 067 (cluster) (vì Sc = 4 sector)

 Do 2¹⁶ < 131 067 (cluster) < 2³²

 Do đó, vol sẽ được định dạng theo FAT32

• Giả sử SF = 1 (sector): (*)  S^D = 524268 - 2SF = 524266 (sector) = 131066.5 (cluster)

 Vùng dữ liệu có 131067 cluster, nên bảng FAT phải có 131067 + 2 = 131069 phần tử, do đó S^F = (131069 * 4) / 512 = 1023.9 (sector)

 SF = 1024 sector. Mâu thuẫn với giả thiết S^F = 1. Vậy kích thước bảng FAT của vol này không thể là 1 sector

• Giả sử SF = 1024 (sector): (*)  SD = 524268 - 2SF = 522220 (sector) =

130555

(cluster)

 Vùng dữ liệu có 130555 cluster, nên bảng FAT phải có 130555 + 2 = 130557 phần tử, do đó SF = (130557 * 4) / 512 = 1019.9 (sector)

 SF = 1020 sector. Trái với giả thiết SF = 1024

• Giả sử S F = 1020 (sector): (*)  SD = 524268 - 2S F = 522228 (sector) = 130557 (cluster)

 Vùng dữ liệu có 130557 cluster, nên bảng FAT phải có 130557 + 2 = 130559 phần tử, do đó S F =

(130559 * 4) / 512 = 1019.9 (sector)

 S F = 1020 sector. Đúng với giả thiết S F = 1020

Vậy dung lượng bảng FAT là 1020 sector