计算机操作系统第六章 文件管理.ppt

第六章 文件管理 6.1文件及文件系统 文件管理的目的 方便的文件访问和控制：以符号名称作为文件标识，便于用户使用； 并发文件访问和控制：在多道程系统中支持对文件的并发访问和控制； 统一的用户接口：在不同设备上提供同样的接口，方便用户操作和编程； 多种文件访问权限：在多用户系统中的不同用户对同一文件会有不同的访问权限； 优化性能：存储效率、检索性能、读写性能； 差错恢复：能够验证文件的正确性，并具有一定的差错恢复能力； 文件的定义 文件包括两部分： 文件体：文件本身的信息； 文件说明：文件存储和管理信息；如：文件名、文件内部标识、文件存储地址、访问权限、访问时间等； ＵＮＩＸ系统中设备也被看作是赋予特殊文件名的文件。 文件系统 文件的分类 文件系统功能 6.2文件组织与存储 看待文件系统的观点: 用户观点，外部使用的观点,主要研究观察到的文件的组成形式，用户可以直接处理其中的结构和数据，称之为逻辑结构。文件系统存储方便,信息安全可靠,可提供共享且必威体育官网网址。 系统观点:内部实现的观点,主要研究存储介质上的实际文件结构，是指文件在外存上的存储组织形式，称为物理结构或存储结构。从内部实现对存放文件空间进行分配,信息传输,对已有信息进行监测与保护。 文件的逻辑结构 文件的逻辑结构分为两类：有结构的文件（记录式文件）、无结构文件（流式文件）。 有结构的文件是指由若干个相关记录构成的文件。在文件中的记录一般有着相同或不同数目的数据项，按记录长度，记录式文件可分为： 1）等长记录文件：文件中所有记录的长度都是相等的。 2）变长记录式文件：文件中各记录的长度不相同。 记录式文件中的逻辑记录依次编号，其序号称为逻辑记录号。对于记录式文件，逻辑记录是文件中可以独立存取的最小信息单位。 无结构文件（流式文件） 组成流式文件的基本信息单位是字节或字，其长度是文件中所含字节的数目。文件中数据按其数据到达顺序被采集，文件由一串数据组成。整个文件不可再划分成独立的单位，是一串连续的信息来表示一个文件整体。 Linux系统普遍采用。 存取方法 对文件的逻辑结构的存取有两种方法。 （1）顺序存取 顺序存取是最简单的方法，文件信息按顺序，一个记录接着一个记录地加以处理。严格按照文件信息单位排列的顺序依次存取，后一次存取总是在前一次存取的基础上进行，不必给出具体的存取位置。 （2）随机存取 随机存取又称直接存取，在存取时必须先确定进行存取的起始位置。它是磁盘文件的访问模式。一般每次存取的单位是固定的，称为块。 顺序存取和随机存取是存取的两种方法。 物理结构 链接结构 索引结构 多级索引分配 6.3文件目录 文件控制块和索引节点 索引结点 单级目录 两级目录 树型目录结构 路径名 在多级目录结构中，从根目录到末端的数据文件之间只有一条唯一的路径。用路径名唯一地表示一个文件。路径名有绝对路径和相对路径两种表示。 绝对路径名，又称为全路径名，是指从根目录到达所要查找文件的路径名。每次都从根目录开始检索，会耗费大量的查找时间。 相对路径：从当前目录到查找的文件间的路径名，减少查找路径。 非循环图目录结构 在非循环图目录结构中，允许一个文件或目录存在于多个父目录中，但并不构成环路。 连接是实现目录和文件共享的方式,即允许一个文件或目录登记在多个父目录中. 对共享文件通过两种连接方式实现：一种是允许目录项连接到任一表示文件的节点上，另一种是只允许连接到表示普通文件的叶节点上。 若用户可以使用目录A，则用户可以使用目录A和目录A下的所有文件。 文件和目录的操作 在系统中，不可避免要对文件和目录进行操作，对目录的操作在不同的文件系统中是各不相同，对文件的操作分为两类：一是对文件自身的操作，另一类是对文件中的记录的操作。 对目录的操作： （1）创建目录 （2）删除操作 （3）文件检索 (4) 打开和关闭目录 文件的操作 6.4文件系统实现 文件系统中大量文件存放在磁盘上，磁盘的特点： （1）可以原地重写，可以从磁盘上读一块，修改该块，并将其写回到原来的位置。 （2）可以直接访问磁盘上的任意一块信息，可以方便地采用顺序或随机的方式访问文件，从一个文件转换到另一文件只需要移动读写磁头并等待磁盘转动就可以。 系统中的每一层都利用低层的功能来创建新的功能，并为高层服务。分层设计的文件系统中I/O控制为最底层，由设备驱动程序和中断处理程序组成，实现内存和磁盘之间的信息转移。 基本文件系统只需要向合适的设备驱动程序发送一般性命令就可以对磁盘上的物理块进行读写。 文件组织模块可以将逻辑地址转换成基本文件系统所用的物理块地址。文件组织模块包括空闲空间管理，可用来跟踪未分配的块。 逻辑文件系统管理元数据。元数据包括文件系统的所有结构 数据，不包括实际数据