第9章__文件系统讲述.ppt

计算机操作系统 操作系统 操作系统 第9章 文件系统 计算机系统本质上可视为一个可以存储并处理大量的各式各样信息的信息加工系统。由于处理的信息量太大，内存容量有限，且不能长期保存，因此多数情况下它们以文件的形式存放在外存中，需要时可随时调入内存。 要实现用户提出的“按名存取”，操作系统必须解决文件如何在辅存中存放，如何按照文件的名称能够检索到这个文件，如何能够对文件的内容进行更新，如何能够保证文件的共享和必威体育官网网址等问题。于是在操作系统中设计了文件管理功能，即构成一个文件系统，负责管理外存上的文件，并把对文件的存取、共享和保护等手段提供给用户 本章主要内容： 9.1 目录结构 9.2 文件结构和存取方法 9.3 文件存储空间管理 9.4 文件的共享和保护 9.5 文件的系统调用 9.6 文件系统的基本模型 9.7 UNIX文件系统 9.8 小结 9.1 目录结构 9.1.2 二级目录结构 9.1.3 树形目录结构 9.1.4 无环图目录结构 9.1.5 通用图目录结构 9.2 文件结构和存取方法9.2.1 文件的结构 9.2.1.1 文件的逻辑结构 9.2.1.2 存储设备与文件的物理结构 9.2.2 存取方法 9.3 文件存储空间管理 9.3.1 文件分配 9.3.2 存储空间的管理 9.4 文件的共享和保护 9.4.1 文件的共享 9.4.2 文件的保护 9.5 文件的系统调用 9.6 文件系统的基本模型 9.7 UNIX文件系统9.7.1 UNIX文件系统概述 9.7.2 文件系统的物理结构 9.7.3 UNIX文件系统的数据结构及其关系 9.7.4 空闲磁盘空间的管理 9.7.5 UNIX的文件操作 9.8 小结 1． 用户接口层 用户接口层由若干个程序模块组成，每一模块均对应一条系统调用。用户发出系统调用时，控制即转入相应的模块。 2． 符号文件系统层 该层完成第一层所提供的功能，并把第一层所提供的参数——用户文件名转换成系统内部的唯一标识符fd。该层的主要工作时有哪些信誉好的足球投注网站文件目录，找到相应文件名的表目以找到fd。然后，将fd作为参数传给第三层。 3． 基本文件系统层 该层根据第二层的调用参数fd，找到文件的说明信息，包括存取控制表、文件逻辑结构、物理结构以及第一个物理块地址等。 4． 存取控制验证层 文件的保护主要由该层完成，它把用户的访问要求与控制块中指示的访问控制权限进行比较，以确定访问的合法性。 5． 逻辑文件系统层 该层的主要功能是，根据文件的逻辑结构将用户欲读写的逻辑记录/字节转换成文件逻辑结构内的“相对块号”和“块内相对地址”，控制传给下层，进行实际的文件读/写。 6． 物理文件系统层 该层的主要功能使，把逻辑记录所在的相对块号转换成实际的物理地址。文件的物理结构不同，确定物理块号的方法也不同。另外，它也负责与下层进行通讯。 7． 存储设备分配模块和设备策略模块层 文件存储设备分配模块实现对空闲存储块的管理，包括分配、释放和组织。设备策略模块主要是把物理块号转换成相应文件存储设备所要求的地址格式。然后根据具体的操作要求及必要的参数，准备启动输入/输出设备的命令。 8． 启动I/O层 由设备管理程序执行具体的读/写文件操作。 1.?????? UNIX文件系统的特点 UNIX的文件系统是按层次结构建立的。文件系统内部使用一个多级目录结构管理构件，控制着多级多层次的文件体系，文件系统从目录开始向下延伸组成了文件系统的倒置树型的目录关系体系（如图9-30）。这棵树的根是根目录，树上的每个节点都是一个子目录，而树的叶则是信息文件。每个用户都可建立自己的文件系统，并把它安装到UNIX文件系统上，从而形成一棵更大的树；用户也可完整地拆卸已安装的文件系统。因此，整个文件系统显得十分灵活、方便。 chen目录表 li目录表 usr目录表 dev目录表 etc目录表 root根目录表 usr dev etc li chen i i i i test init i test rep i 图9-30 UNIX文件系统结构 2．文件的分类 ⑴普通文件。这是通常意义下的磁盘文件，文件中包括的信息是由用户、应用程序或系统实用程序输入的。它们都是无结构、无记录概念的字符流式文件，文件的长度可动态增减。在管理中，操作系统将为文件设立各种属性信息，因为操作系统的文件的管理是通过对文件属性信息的管理完成的。UNIX系统中普通文件的基本属性包括：文件名、文件的索引号、字节数、最后访问时间、文件存取权限、属主名、属组