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第6章操作系统ppt讲述
文件系统的功能 有效地管理文件的存储空间; 管理文件目录; 完成文件的读/写操作; 实现文件共享与保护; 为用户提供交互式命令接口和程序调用接口。 文件系统 是指,操作系统中各类文件、管理文件的软件,以及管理文件所涉及到的数据结构等信息的集合; 有少数文件系统从操作系统中分离出来,独立于操作系统存在; 绝大多数操作系统都包含文件管理系统部分。 2. 多级索引分配 图 6-12 两级索引分配 图 6-13 混合索引方式 (1) 直接地址。 为了提高对文件的检索速度, 在索引结点中可设置10个直接地址项, 即用iaddr(0)~iaddr(9)来存放直接地址。 换言之,在这里的每项中所存放的是该文件数据的盘块的盘块号。假如每个盘块的大小为 4 KB,当文件不大于40 KB时,便可直接从索引结点中读出该文件的全部盘块号。 (2) 一次间接地址。 对于大、 中型文件, 只采用直接地址是不现实的。 为此,可再利用索引结点中的地址项iaddr(10)来提供一次间接地址。这种方式的实质就是一级索引分配方式。图中的一次间址块也就是索引块,系统将分配给文件的多个盘块号记入其中。在一次间址块中可存放1K个盘块号, 因而允许文件长达4 MB。 (3) 多次间接地址。 当文件长度大于4 MB+40 KB时(一次间址与10个直接地址项), 系统还须采用二次间址分配方式。这时,用地址项iaddr(11)提供二次间接地址。该方式的实质是两级索引分配方式。系统此时是在二次间址块中记入所有一次间址块的盘号。在采用二次间址方式时,文件最大长度可达4 GB。 同理,地址项iaddr(12)作为三次间接地址, 其所允许的文件最大长度可达4 TB。 6.4 目 录 管 理 对目录管理的要求如下: 实现“按名存取”。 (2) 提高对目录的检索速度。 (3) 文件共享。 (4) 允许文件重名。 6.4.1 文件控制块和索引结点 文件控制块 基本信息类 ① 文件名 ; ② 文件物理位置 ; ③ 文件逻辑结构 ; ④ 文件的物理结构 (2) 存取控制信息类 (3) 使用信息类 图 6-14 MS-DOS的文件控制块 2. 索引结点 1) 索引结点的引入 图 6-15 UNIX的文件目录 文件名2 文件名1 索引结点编号 文件名 … … 2) 磁盘索引结点 文件主标识符 (2) 文件类型 (3) 文件存取权限 (4) 文件物理地址 (5) 文件长度 (6) 文件连接计数 (7) 文件存取时间 3) 内存索引结点 (1) 索引结点编号。 用于标识内存索引结点。 (2) 状态。 指示i结点是否上锁或被修改。 (3) 访问计数。 每当有一进程要访问此i结点时, 将该访问计数加1, 访问完再减1。 (4) 文件所属文件系统的逻辑设备号。 (5) 链接指针。 设置有分别指向空闲链表和散列队列的指针。 6.4.2 目录结构 1. 单级目录结构 文件名2 文件名1 状态位 文件说明 物理地址 文件名 … 图 6-16 单级目录 单级目录的优点是简单且能实现目录管理的基本功能——按名存取,但却存在下述一些缺点: (1) 查找速度慢 (2) 不允许重名 (3) 不便于实现文件共享 2. 两级目录 图 6-17 两级目录结构 具有以下优点: 提高了检索目录的速度 (2) 在不同的用户目录中, 可以使用相同的文件名。 (3) 不同用户还可使用不同的文件名来访问系统中的同一个共享文件 3. 多级目录结构 (1) 目录结构 图 6-18 多级目录结构 (2) 路径名。 在树形目录结构中, 从根目录到任何数据文件, 都只有一条惟一的通路。 在该路径上从树的根(即主目录)开始, 把全部目录文件名与数据文件名,依次地用“/”连接起来, 即构成该数据文件的路径名(path name)。 系统中的每一个文件都有惟一的路径名。 例如,在图 6-18 中用户B为访问文件J, 应使用其路径名/B/F/J来访问。 (3) 当前目录(Current Directory)。 当一个文件系统含有许多级时,每访问一个文件,都要使用从树根开始直到树叶(数据文件)为止的、包括各中间结点(目录)名的全路径名。 这是相当麻烦的事,同时由于一个进程运行时所访问的文件,大多仅局限于某个范围,因而非常不便。 基于这一点,可为每个进程设置一个“当前目录”,又称为“工作目录”。进程对各文件的访问都相对于“当前目录”而进行。此时各文件所使用的路径名,
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