系统架构师学习小课堂第1课之每日刷题
某文件系统采用多级索引结构，若磁盘块的大小为4K字节，每个块号需要占用4字节，那么采用二级索引结构时的文件最大长度可占用（）各物理块。
解答：
在文件系统中，索引文件结构是一种用于管理文件数据在磁盘上的存储方式。为了更高效地管理文件数据，通常会引入多级间接索引，二级间接索引就是其中一种。
二级间接索引的工作原理：
索引节点（Index Node，简称Inode）：
- 每个文件都有一个索引节点，用来存储指向文件数据的物理存储位置。
- Inode 不直接存储文件数据，而是存储指向数据块（Disk Block）的地址（块号）。这使得文件系统能够根据索引找到文件数据所在的物理位置。
二级间接索引：
- 在二级间接索引结构中，Inode 中的某个条目不直接指向数据块，而是指向一个索引表（间接块）。
- 这个索引表存储了一组新的索引，每个索引指向另一个索引表（即二级索引块），每个二级索引表最终指向实际的数据块。
索引表的容量：
- 假设每个数据块的大小为 4KB，而每个块号占 4 字节，那么一个 4KB 大小的索引表可以存储 4KB4字节=1024\frac{4KB}{4 \text{字节}} = 10244字节4KB=1024 个块号。这意味着一个一级索引表可以指向 1024 个数据块。
- 而在二级间接索引中，每个索引表指向另一个索引表，所以二级索引表可以指向 1024 个一级索引表，每个一级索引表又可以指向 1024 个实际的数据块。
- 因此，二级间接索引最多可以对应 1024×1024=10485761024 \times 1024 = 10485761024×1024=1048576 个物理块。
优点：
- 二级间接索引允许文件系统支持存储更大的文件，因为它扩展了可以管理的数据块的数量。
- 通过这种索引层级的设计，文件系统可以减少直接管理大量数据块的复杂度。
缺点：
- 多级间接索引虽然能管理更多数据块，但访问二级或更高级的间接索引时，查找所需的时间会增加。读取某个数据块时，必须首先读取相应的索引表，依次查找，直到找到最终的数据块。
补充：
一些常见的文件系统默认配置如下：
块大小（Block Size）：许多现代文件系统（如Ext4、NTFS）常用4KB作为默认的块大小，但也可以根据需要调整为其他大小（如1KB、2KB、8KB等）。块大小决定了每次从磁盘读取或写入的数据量。
块号大小（Block Number Size）：在大多数文件系统中，块号的大小通常是固定的，例如4字节（32位）。这种配置能够管理较大的存储空间，4字节块号可以寻址多达 2322^{32}232 个块。
所以，假设每个索引块的大小是4KB，并且每个块号占用4字节，这样一个索引块就可以存储 4KB/4字节=10244KB / 4字节 = 10244KB/4字节=1024 个块号。
然而，如果文件系统的块大小或块号大小不同，这个数字会相应变化。例如：
- 如果块大小是8KB，那么每个索引块可以存储 8KB/4字节=20488KB / 4字节 = 20488KB/4字节=2048 个块号。
- 如果块号是8字节，那么每个索引块只能存储 4KB/8字节=5124KB / 8字节 = 5124KB/8字节=512 个块号。
具体的数值会依赖于文件系统的实际配置和实现，因此并不总是4K字节和4字节块号这一组合。
系统架构师学习小课堂第1课之每日刷题
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