基于磁帶的操作系統(tǒng)如何獲得空閑列表？

有些系統(tǒng)文件提供文件共享時(shí)候只保留文件的一個(gè)拷貝，而另外的一個(gè)系統(tǒng)則是保留多個(gè)拷貝，對(duì)共享文件的每一個(gè)用戶提供一個(gè)拷貝，論述這種方法的相對(duì)優(yōu)點(diǎn)。

在何種情況下會(huì)使用內(nèi)存作為RAM磁盤更加有用而不是用它作為一個(gè)磁盤高速緩存？

有些檔案系統(tǒng)允許磁盤存儲(chǔ)將分配在不同級(jí)別的粒度。舉例來說，一個(gè)文件系統(tǒng)可以分配4KB的磁盤空間作為單一的一個(gè)4字節(jié)的塊或8個(gè)512字節(jié)的塊。我們?nèi)绾文芾眠@種靈活性來提高性能？對(duì)自由空間管理做出哪些修改以支持這一功能？

假設(shè)有一個(gè)系統(tǒng)，它的空閑空間保存在空閑空間鏈表中：a.假設(shè)指向空閑空間鏈表的指針丟失了，系統(tǒng)能不能重建空閑空間鏈表，為什么？b.試想一個(gè)文件系統(tǒng)類似UNIX的使用與分配索引，有多少磁盤I/O操作可能需要閱讀的內(nèi)容，一個(gè)小地方的檔案在a/b/c？假設(shè)此時(shí)沒有任何的磁盤塊，目前正在緩存。c.設(shè)計(jì)一個(gè)方案以確定發(fā)生內(nèi)存錯(cuò)誤時(shí)候總不會(huì)丟失鏈表指針。

有些系統(tǒng)當(dāng)文件第一次被引用時(shí)會(huì)自動(dòng)打開文件，當(dāng)作業(yè)結(jié)束時(shí)關(guān)閉文件。論述這種方案與傳統(tǒng)的由用戶顯式地打開和關(guān)閉文件的方案相比有什么優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？

如果操作系統(tǒng)知道某一應(yīng)用將以順序方式訪問文件數(shù)據(jù)，將如何利用此信息來提高性能？

打開文件表被用以保持當(dāng)前打開文件的信息，操作系統(tǒng)應(yīng)該為每個(gè)用戶保持一個(gè)單獨(dú)的表嗎？或者只是保持一個(gè)包含當(dāng)前所有用戶訪問文件的引用的表？如果兩個(gè)不同程序或用戶訪問同樣的文件，在打開文件表中應(yīng)包含單獨(dú)的條目嗎？

通過簡(jiǎn)單的計(jì)算，比較由磁盤和引入第三方存儲(chǔ)設(shè)備的1兆節(jié)的操作系統(tǒng)在花費(fèi)和性能上的不同。假設(shè)磁盤的容量是10GB，花費(fèi)1000元，每秒傳輸5MB數(shù)據(jù)，平均訪問延遲是15毫秒。假設(shè)磁帶庫(kù)每兆節(jié)花費(fèi)10元，每秒傳輸10MB，平均等待延遲是20秒。計(jì)算純磁盤系統(tǒng)的總花費(fèi)，最高數(shù)據(jù)傳輸率和平均等待延遲?，F(xiàn)在假設(shè)有5%的數(shù)據(jù)是經(jīng)常讀寫的，把它們存放在磁盤中，其余95%存放在磁帶庫(kù)中。所以95%的請(qǐng)求由磁盤響應(yīng)，5%的請(qǐng)求由磁帶庫(kù)響應(yīng)。此時(shí)的總花費(fèi)，最高數(shù)據(jù)傳輸率和平均等待延遲是多少？

為什么操作系統(tǒng)要知道塊存儲(chǔ)到磁盤的詳細(xì)信息。操作系統(tǒng)這樣通過這些來提高文件系統(tǒng)的性能？