第五章 文件系統.pptVIP

第五章 文件系统 5.1 概述 5.2 文件的逻辑组织和物理组织 5.3 目录文件 5.4 文件存储空间的管理 5.5 文件的共享和文件系统的安全性 5.6 UNIX文件的主要操作及其命令 学习目标 掌握：文件的逻辑组织和物理组织的概念及不同的组织形式，文件的目录结构，文件和目录的主要操作。 理解：文件的分类，文件的存取控制，UNIX文件系统的主要操作。 了解：文件系统的功能，文件存储空间的管理，文件的后备和恢复，管理文件。 5.1 概述 为实现大量信息的长期方便共享，通常系统中的绝大部分信息都放在外存，一般是保存在磁盘上。对这些信息在存储介质上的存放和管理必须利用文件和文件系统。 文件：是被命名的数据的集合体。通常存放在外存上，可以作为一个独立单位被存放和实施相应的操作。 文件类型 按用途分为：系统文件、库文件、用户文件。 按文件中的数据形式分类：源文件、目标文件、可执行文件。 按存取权限分为：只读文件、读写文件。 按保存时间分类；临时文件、永久文件。 文件的内部构造和处理 普通文件：由程序、数据或正文的字符构成，内部没有固定的格式。通常分为ASCII文件和二进制文件。 目录文件：由下属文件的目录项构成的文件。 特别文件：特定指各种外部设备 文件的命名 文件是抽象的机制。 文件的命名根据不同系统的命名规则来实现的。一般说来， 所有操作系统都允许由1至8个字母构成合法的文件名。 文件系统的功能 文件系统：操作系统中负责操纵和管理文件的一整套设施，它实现文件的共享和保护，方便用户“按名存取”。 功能： 文件管理 目录管理 文件存储空间的管理 文件的共享和保护 提供方便的接口 5.2 文件的逻辑组织和物理组织 从用户观点出发：用户对文件的观察和使用是从自身处理文件中数据时采用的组织方式来看待文件组织形式。这是文件的逻辑组织。 从系统设计上看：考虑文件具体在存储设备中如何放置、组织、如何实现存取等细节，这与存储介质性能有关。文件在存储设备上的存储组织形式称为文件的物理组织。 文件的逻辑组织 文件的逻辑组织通常分为：有结构文件和无结构文件。 有结构文件：又称记录式文件，它在逻辑上可被看成一组连续顺序的记录的集合，即文件是由若干个相关的记录组成，并且对每个记录编上号码。每个记录是一组相关的数据集合，用于描述一个对象某个方面的属性。 记录式文件按其记录的长度是否相同又可分为定长记录文件和变长记录文件。 定长记录文件：是指文件中所有记录的长度都相同。文件的长度可用记录的数目来表示。 变长记录文件：是指文件中各记录的长度不相同。但在处理之前每个记录的长是已知的。 无结构文件 无结构文件：是指文件内部不再划分记录，它是由一组相关信息组成的有序字符流，即流式文件。其长度直接按字节计算。 列如：大量的源程序、可执行程序、库函数等。 用户对文件的存取方法 文件的存取方法是由文件的性质和用户使用文件的情况决定的。按存取的顺序来分，通常有顺序存取和随机存取两类。 前者严格按字符流或记录排列的次序依次进行存取。 后者允许按用户要求随意存取文件中的一个记录，下次要存取的记录和当前存取的记录间并不存在顺序关系。 顺序存取方法 读文件是读该文件的下面部分并自动地向前推进。写文件是把信息附加到文件的末尾并推进到新写成的文件的结尾。如图所示： 记录1 记录2 记录3 …… 记录n 开头 当前位置 结尾 1 读或写 用读写指针rp指向下一次要读出的记录的起始地址，那么当该记录读出后，对rp作相应的修改。有 rp=rp+l 其中，l是记录长度 随机存取方法 它是基于磁盘的文件模式。对于定长记录文件随机存取是把一个文件视为若干编上号的块或记录，每块的大小一样。 随机存取文件允许随意读入块写入块。随机存取主要用于对大批信息的立即访问。 对于变长记录结构的文件，用计算机从头至指定记录的长度来确定读写位移的方式是很方便的，通常采用索引表组织方式。 文件的物理组织 文件的物理组织涉及一个文件在存储设备上是如何放置的。有以下几种形式： 连续文件 串连文件 索引文件 多重索引文件 连续文件 连续文件（顺序文件）是基于磁带设备的最简单的物理文件结构，它是把一个逻辑上连续的文件信息存放在连续编号的物理块中。 优劣： 1、顺序存取时速度较快，常用用于存放系统文件。 2、要求建立文件时就确定它的长度。依此来分配相应的存取空间，这往往很难实现。 3、它不便于文件的动态扩充。 4、可能出现外部碎片。 串连文件 把一个逻辑上连续的文件分散存放在不同的物理块