第七章 文件系统ppt课件.pptVIP

第七章 文件系统 7.1 引言 7.2 文件的组织 7.3 文件目录 7.4 文件和目录的使用 7.5 文件共享 7.6 外存存储空间管理 7.7 文件系统举例 7.1 引言 7.1.1 文件管理的目的 7.1.2 文件系统的基本概念 7.1.3 文件系统的结构和功能元素 7.1.1 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； 7.1.2 文件系统的基本概念 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； 2. 文件系统 7.1.3 文件系统的结构和功能元素 2. 文件管理的服务功能元素 文件访问：文件的创建、打开和关闭，文件的读写； 目录管理：用于文件访问和控制的信息，不包括文件内容 文件结构管理：划分记录，顺序，索引 访问控制：并发访问和用户权限 限额(quota)：限制每个用户能够建立的文件数目、占用外存空间大小等 审计(auditing)：记录对指定文件的使用信息（如访问时间和用户等），保存在日志中 3. 文件系统的实现功能元素 文件的分块存储：与外存的存储块相配合 I/O缓冲和调度：性能优化 文件定位：在外存上查找文件的各个存储块 外存存储空间管理：如分配和释放。主要针对可改写的外存如磁盘。 外存设备访问和控制：包括由设备驱动程序支持的各种基本文件系统如硬盘，软盘，CD ROM等 7.2 文件的组织(file organization) 7.2.1文件的组织 7.2.2 文件的组织类型 7.2.1文件的组织 文件逻辑结构的设计要求： 访问性能：便于检索；便于修改 存储性能：向物理存储转换方便，节省空间 文件的不同组织层次：域、记录、文件 7.2.2 文件的组织类型 3. 顺序文件(sequential file) 4. 索引顺序文件(indexed-sequential file) 在索引文件中，可将关键字域中的取值划分若干个区间（如A~Z可以划分为A到Z共26个区间），每个区间对应一个索引项，后者指向该区间的开头记录。新记录暂时保存在溢出文件中，定期归并入主文件。 通过划分层次，在记录数量较大时，比顺序文件大大缩短检索时间。顺序文件是N/2(这时可使用折半查找)，而索引顺序文件（一级索引）是i/2 + N/(2*i)，其中i为索引长度。索引还可以是多级的。如：有1000,000条记录的顺序文件的平均检索长度为500,000，而在添加一个有1000条索引项的索引文件后，平均检索长度为1000。 5. 索引文件(indexed file) 6. 哈希文件或直接文件(hashed file or direct file) 7.3 文件目录 7.3.1 目录内容 7.3.2 目录结构类型 7.3.3 文件别名的实现 7.3.1 目录内容 文件名：字符串，通常在不同系统中允许不同的最大长度。可以修改。有些系统允许同一个文件有多个别名(alias)； 别名的数目； 文件类型：可有多种不同的划分方法，如： 有无结构（记录文件，流式文件） 内容（二进制，文本） 用途（源代码，目标代码，可执行文件，数据） 属性attribute（如系统，隐含等） 文件组织（如顺序，索引等） 2. 地址信息 存放位置：包括哪个设备或文件卷volume，以及各个存储块位置； 文件长度（当前和上限）：以字节、字或存储块为单位。可以通过写入或创建、打开、关闭等操作而变化。 4. 使用信息 创建时间 最后一次读访问的时间和用户 最后一次写访问的时间和用户 7.3.2 目录结构类型 一级目录：整个目录组织是一个线性结构，系统中的所有文件都建立在一张目录表中。它主要用于单用户操作系统。它具有如下的特点： 结构简单； 文件多时，目录检索时间长； 有命名冲突：如重名(多个文件有相同的文件名) 或别名(一个文件有多个不同的文件名) 二级目录：在根目录下，每个用户对应一个目录（第二级目录）；在用户目录下是该用户的文件，而不再有下级目录。适用于多用户系统，各用户可有自己的专用目录。 多级目录：或称为树状目录(tree-like)。在文件数目较多时，便于系统和用户将文件分散管理。适用于较大的文件系统管理。目录级别太多时，会增加路径检索时间。 目录名：可以修改。 目录树：中间结点是目录，叶子结点是目录或文件。 目录的上下级关系：当前目录(current directory