《OS文件管理.ppt

6.1 文件与文件系统 6.1.1 文件和文件系统的 基本知识 6.2 文件的操作（纵） 6.3 文件的组织结构 文件系统的主要功能之一就是在文件的逻 辑结构与相应的物理结构之间建立起一种映射 关系，并实现两者之间的转换。具体地说，就 是如果用户要使用文件中的某个信息，那么系 统就必须根据用户给出的文件名以及所指的信 息，找到这个文件，找到这个文件里的那个信 息。“找到”，就是进行逻辑结构与物理结构之 间的映射。 6.3.2 文件的物理结构（外存的分配方式） 文件在辅存上可以有3种不同的存放方式：连续存放、链接块存放以及索引表存放。对应地，文件就有3种物理结构，分别叫做文件的顺序结构、链接结构和索引结构，也叫做连续文件、串联文件和索引文件。 一．连续存放——连续文件(外存的连续分配） 1、基本方法： 用户总是把自己的文件信息看作是连续的。把这种逻辑上连续的文件信息依次存放到辅存连续的物理盘块中，所涉及的这些物理盘块，就是这个用户文件的物理结构。由于这些物理盘块是连续的，所以这个文件的物理结构被称为顺序结构，或连续文件。 比如现在用户ZONG有一个名为MYFILE的用户文件，采用记录式的逻辑结构，共7个逻辑记录，每个逻辑记录长为500B，如图5-4(a)所示。一个磁盘片，共4个磁道，每个磁道4个扇区（块），每个扇区的尺寸为1000B。磁道与扇区（块）都从0开始编号。如图5-4(b)所示。图中每块左上角的小方框里标示的是块的顺序编号（即相对块号）。 由于每个逻辑记录为500B大小，因此一个磁盘块中可以存放2个逻辑记录。如果把文件MYFILE从第6个磁盘块开始顺序存放，那么该文件就占用从第6到第9共4个顺序的物理盘块（不过第9块只用了一半）。这就是文件MYFILE的物理结构，且是顺序结构，可以称它是文件MYFILE的连续文件。 2、连续分配的优缺点：P193 （1）优点： A、实现简单；B、顺序访问容易；C、顺序访问速度快； （2）缺点： A、要求有连续的存储空间：会造成磁盘碎片； B、必须预先知道文件的最大长度，否则操作系统就无法确定 要为它开辟多少磁盘空间。 二．链接块存放——串联文件（离散分配之一） （一）隐式连接 1、基本方法：把逻辑上连续的用户文件信息存放到辅存的不连续物理盘块中，并在每一块中包含一个指针，指向与它链接的下一块所在的位置，最后一块的指针放上“-1”，表示文件的结束。那么这时所涉及的物理盘块，就是这个用户文件的物理结构。由于这些物理盘块是不连续的，逻辑文件信息的连续性就要通过这些块中的指针表现出来，因此把这个文件的物理结构称为链接结构，或串联文件。 仍以用户ZONG的文件MYFILE为例，假定现在把它存放在第6、10、9和14块中，显然这些块在辅存中不连续。第0、1两个逻辑记录存放在第6块，第2、3两个逻辑记录存放在第10块，第4、5两个逻辑记录存放在第9块，第6个逻辑记录存放在第14块（这一块只用一半）。为了反映出逻辑记录之间的顺序关系，在每块里都设置了指针，并且还要有一个该文件的首块指针，如图5-5(b)所示。 由首块指针指出该文件是从第6块开始存放的；由第6块中的指针“10”表明信息存放的下一块是第10块；由第10块中的指针“9”表明信息存放的下一块是第9块；再由第9块中的指针“14”表明信息存放的下一块是第14块；最后，第14块中的指针是“-1”，表示文件存放到此结束。于是，从首块指针出发，顺着指针的指点，就能够找到该文件的所有记录。这个由第6、10、9、14组成的文件，就是用户文件MYFILE的物理结构，且是链接结构，它就是文件MYFILE的串联文件。 2、优缺点：能够利用每一个存储盘块，不会因为磁盘碎片而浪费存储空间。但使用的指针要占去一些字节，每个磁盘块存储数据的字节数不再是2的幂，从而降低了系统的运行效率，而且只适合顺序访问；对其进行随机访问的效率极低。解决的方法是将几个盘块组成一个簇，以簇为单位进行访问，但却增加了内部碎片（最后一簇）。 （二）显式链接（文件分配表FAT）：P194-195 基本方法：把链接文件的盘块指针，显式地存放在内存的一张链接表（FAT）中，每个磁盘设置一张FAT，文件的第一盘块号记录在文件目录中该文件的FCB表中，最后一个盘块以特殊标记记载。FAT放在内存中检索，因而其检索速度较快，但要占用一定的内存空间，其所占的内存空间的计