操作系统Lecture12-OS原理_文件管理.pdf

Linux操作系统原理与应用 第十二讲：文件管理 主讲：张齐勋 zhangqx@ss.pku.edu.cn 1 为什么引入文件和文件系统 •为了方便使用、管理系统公共程序和数据 以及用户自己的程序和数据而引入文件。 •为了对外存储器管理和对其上文件的按名 访问而引入文件系统 。 •按用途分类文件 •系统文件 如操作系统核心目标代码文件，驱动程序文件，注 册库配置文件 •库文件，实用程序文件 如linux中的.so ，ls、more等程序windows 中 的.dll，.exe •其它文件 如用户源程序文件，数据文件，各种应用程序用的 数据文件。 1 文件组织结构 1.1文件概念 • 文件是由创建者所定义的一组相关的信息集合。 •文件的主要属性 •文件名，文件类型，文件长度，创建者，创 建时间，修改时间，文件定位信息等. • 1.2文件的访问方式 • 顺序访问 程序依次访问文件的数据，操作系统 自动记录文件访问的当前位置。 • 直接（随机）访问 程序读/写时直接给出要访问数据的逻 辑位置（如第几个字节或第几个记录 ）及长度，由OS将逻辑位置转换成物 理位置并访问之。 1.3 文件的物理存储 • 文件存储器的物理特性 • 磁带 顺序访问设备→要求文件顺序存放于带上。 • 磁盘 直接（随机）访问设备→文件可顺序、链接 式或随机（通过类似页表的索引结构访问） 存放于设备上。 • 将文件存储器分块 • 对直接访问设备等分成物理块，利于文件不 连续存放和空间利用。 •文件的物理组织方法 • 顺序结构 文件顺序连续存放于文件存储器上（ 如磁带文件，光盘文件）。 • 链式结构 文件不连续地存放于文件存储器上， 但使用指针按文件数据顺序将其链接 起来。 • 索引结构 文件不连续存放于文件存储器上，使 用一张索引表来定位文件中的数据 （ 类比页表）。 1.4 文件控制块 •OS观点：文件包含文件控制块和文件体。 •文件控制块（FCB）的主要内容 • 文件名 • 创建者 • 文件物理位置信息：如索引表 • 创建、修改时间、保存时间 • 口令：用于对文件访问进行验证 • 操作限制：如读、写、执行权限说明 2 文件目录结构 建立文件系统的作用在于对文件信息的 “按 名存取”，力求查找简便，减少查找时间。 为此，一般用文件目录的方法来管理文件， 每个文件有一个目录项。 一级目录结构 为外存上的全部文件设立一张平 面 （flat）的目录表，包含所有文件 的FCB。每建立一个新文件即在目录 中增加一个FCB，每当删除一个文件 即抹去对应的FCB，当要访问一个文 件时，先按文件名在目录中找到对应 的文件FCB。 FCB1 FCB2 FCB3 FCBn 1 2 3 n 文件 文件 文件 文件 一级目录结构示意图 root