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题目
（本题满分 8 分）
文件系统的目录项包括文件名和索引节点号。磁盘包含索引节点表、位图、目录、文件数据等元数据。设：
- 盘块大小 = 4 KB，盘块号占 4 B
- 索引节点表存放系统所有文件，从 0 开始编号，存放在盘块号 100 开始连续的 4096 个盘块中
- 索引节点占用 128 B，包含直接地址项 5 个 + 一级间接地址项、二级间接地址项、三级间接地址项各 1 个
- 磁盘位示图 / 索引节点位示图分别记录磁盘 / 索引节点的使用情况，0 = 未使用、1 = 已使用
目录结构与各文件的索引节点号如下图所示，file 文件占 30 KB。
（1）file 的索引节点所在的盘块号是多少？若 file 的索引节点已经读取到内存，要访问 file 文件中偏移地址 21460 的一个字节数据，则最多需要读多少个盘块？如果文件系统中有足够的磁盘空间，则最多可以存放多少个文件？（3 分）
（2）如果要删除目录 dir1，则需要对元数据进行哪些操作？（5 分）
解析
（1）三小问拆解
① file 的索引节点所在盘块号
每个盘块能装多少个索引节点？
索引节点表从盘块号 100 开始，inode 编号从 0 开始。inode 1000 在第几个盘块？
也就是说 inode 1000 是第 31 个盘块的第 8 个 inode（块内编号从 0 开始）。所以盘块号是：
编者注（易错点）：1000 mod 32 = 8 是块内的偏移编号，不是字节偏移。要换成字节偏移得乘 128，即第 8 × 128 = 1024 字节起。这一步不影响答盘块号，但若题目还问"在该盘块的第几个字节"就要算清楚。
② 访问偏移 21460 的字节最多读几个盘块
Step 1：偏移 21460 在 file 的第几个逻辑块？
所以是 file 的逻辑块 5（从 0 开始编号）。
Step 2：逻辑块 5 该走哪一级寻址？
| 逻辑块号区间 | 走哪级寻址 | 取数据要读几个盘块 |
|---|---|---|
| 0 ~ 4 | 直接地址项（5 个） | 1（数据块） |
| 5 ~ 5+1024-1 | 一级间接 | 2（一级间接表块 + 数据块） |
| 5+1024 ~ 5+1024+1024² | 二级间接 | 3 |
| 更高 | 三级间接 | 4 |
逻辑块 5 正好是一级间接的第 0 项——前 5 个块（0~4）已经被直接地址项管完了，第 6 块（编号 5）必须经过一级间接索引。
Step 3：题面说 inode 已在内存 → inode 那一步不用读盘。但一级间接表块仍在磁盘上，必须读出来才能查到逻辑块 5 对应的实际盘块号；接着再读数据块本身。
最终：最多需要读 2 个盘块（一级间接表块 + 数据块）。
编者注（易错点）：
- 不要漏算"读一级间接表块"——它本身也是磁盘上的盘块。inode 在内存只是省了"读 inode"那一步
- 也不要多算 inode——题面说了它在内存里
- "最多"两个字也很关键。如果一级间接表所在盘块碰巧也已在内存，那只需 1 个；题目问的是 worst case
③ 最多可存放多少个文件
每个文件（含目录）占 1 个 inode。inode 总数：
所以最多可存放 131072 个文件。
编者注（易错点）：题面问的是"文件总数"上限，受 inode 表容量约束（每个文件至少 1 个 inode），不受数据空间约束（题目说"足够的磁盘空间"）。看到"足够磁盘空间"几个字立刻知道瓶颈在 inode 数量，别去算簇能装下多少 4 KB 文件。
（2）删除目录 dir1 要做哪些元数据操作
dir1 是非空目录（里面还有 file），所以先递归删除内部文件，再删自己。
Step 1：删除 file（inode 号 1000）
| 操作 | 影响的元数据 |
|---|---|
| 释放 file 的所有数据块（5 个直接块 + 间接块本身 + 间接块指向的数据块） | 磁盘位示图 对应位 1→0 |
| 注销 inode 1000 | 索引节点位示图 第 1000 位 1→0 |
| 把 dir1 目录里"file → 1000"那一项删掉 | dir1 的目录数据块 改写 |
Step 2：删除 dir1（inode 号 201）
| 操作 | 影响的元数据 |
|---|---|
| 释放 dir1 自身的目录数据块（存目录项的那些块） | 磁盘位示图 对应位 1→0 |
| 注销 inode 201 | 索引节点位示图 第 201 位 1→0 |
| 把 dir 目录里"dir1 → 201"那一项删掉 | dir 的目录数据块 改写 |
编者注（易错点 / 答题套路）：
- 递归删除是关键。若答"直接删 dir1"会丢分——目录非空时要先把孩子清空。这也是 Unix
rm默认禁止删非空目录的原因（rm -r才行）。- 三类元数据要同时考虑：
- 数据块归还（磁盘位示图）
- inode 归还（索引节点位示图）
- 父目录里的目录项删除（数据块改写） 漏掉任意一类都会扣分，建议答题时按这三大类逐项展开。
- "间接块本身"不要忘——它也占着盘块，删 file 时要一并归还。同理，二级 / 三级间接还要释放更多层级的间接块。