【山东理工大学操作系统课件】第6章文件系统.ppt

第6章 文件管理 导言 文件系统最基本的目标是实现文件的按名存取，这主要是通过文件系统的目录管理功能来实现的。 文件系统所追求的最重要的目标是提高对文件的存取速度。 文件、记录和数据项之间的关系 4)按组织形式和处理方式分类 （1）普通文件：由ASCII码或二进制码组成的字符文件。 （2）目录文件：由文件目录组成，用来管理和实现文件系统功能的系统文件，通过目录文件可以对其他文件的信息进行检索。 （3）特殊文件：指系统中的各类I/O设备。 6.1.3 文件操作P206 用户通过文件系统所提供的系统调用实施对文件的操作。 最基本的文件操作有：创建文件、删除文件、读文件、写文件、截断文件和设置文件的读/写位置。 为方便用户使用文件,系统提供了更多的对文件的操作，如打开和关闭一个文件及改变文件名等操作。 1.最基本的文件操作 创建文件。创建新文件时先分配空间，然后建立记录文件属性的目录项。 删除文件。找到要删除文件的目录项清空，回收存储空间。 读文件。找到文件目录项，以确定文件在外存的位置。用读指针操作。 写文件。先查找目录项，再利用写指针操作。 截断文件。将无用文件长度置为0，有别于删除文件。 设置文件的读/写位置。用于设置文件读/写指针的位置，而不是每次都从文件始端读写。 3.其它文件操作 对文件属性的操作 对目录的操作 说明:许多文件操作可利用上述基本操作加以组合来实现 有结构文件组织方式： 顺序文件 索引文件 索引顺序文件 6.2.5 直接文件和哈希文件 直接文件： 关键字的值就是记录的地址 哈希文件：哈希函数实现关键字的值向对应记录地址值的映射。 文件分配表FAT 把用于链接文件各个物理块的指针，显式地存放在内存的一张链接表中，整个磁盘设置一张。 表的序号表示物理块号，表项内容为下一个物理块号－－－－－－静态链表 每个文件的链首（第一个）物理块号作为该文件地址被填入相应文件的 FCB的“物理地址”字段。 文件分配表FAT的特点 优点：由于FAT是在内存的，因此查找记录的过程是在内存中进行的，减少了访问磁盘的次数，提高了查找速度。 缺点： （1）和隐式链接一样，不支持高效的直接存取； （2）访问一个文件需要调入整个FAT，对于大容量的磁盘，FAT需要占据比较大的空间。 ---------解决方法：每个文件建立一个索引表－索引分配 6.3.3 FAT和NTFS系统 P216 文件系统的发展： FAT12(DOS)---FAT16(DOS)---FAT32(WIN95,WIN98)----NTFS(WINNT,WIN2000,WIN XP) 这几种文件分配方式基本上都是显式链接。 卷：将一个物理磁盘分成若干个逻辑磁盘，每个逻辑磁盘就是一个卷（或称分区）。 1.FAT12 1)以盘块为基本分配单位 每个FAT表项为12位，则FAT表中最多允许有4096个表项。 2）簇的基本概念 簇是一组连续的扇区，簇的大小一般为2n个盘块。 优点：适应磁盘容量不断增大的情况；FAT表占用更少的存储空间，减少访问FAT 表的开销。 缺点：造成簇内零头。 2.FAT16 3.FAT32 每一簇在FAT表中占据4字节（32位），FAT表中表项最多有4 294 967 296个，因此允许在FAT32中采用较小的簇，每个簇固定为4KB。 FAT32分区格式可以管理的单个最大磁盘空间达到：4KB*232=16TB 3.FAT32 优点：支持更小的簇和更大的磁盘容量，大大减少磁盘空间的浪费；支持长文件名。 缺点： 1）由于文件分配表的扩大，运行速度比FAT16格式要慢； 2）FAT32有最小管理空间的限制，不支持容量小于512MB的分区； 3）单个文件的长度不能大于4GB； 4）FAT32不能保持向下兼容。 4.NTFS 1）新特征 首先，使用了64位的磁盘地址； 其次，很好地支持长文件名，单个文件名限制在255字符以内； 第三，具有系统容错功能，即在系统出现故障或差错时，仍能保证系统正常运行； 第四，提供了数据的一致性； 最后，提供了文件加密、文件压缩等功能。 一个文件的信息存放在若干不连续物理块中，系统为每个文件建立一个专用数据结构--索引表，并将这些块的块号存放在一个索引表中。 一个索引表就是磁盘块地址数组 保持了链接结构的优点,又解决了其缺点 既能顺序存取,又能随机存取； 满足了文件动态增长、插入删除的要求； 能充分利用外存空间，不会产生外部碎片。 缺点： 较多的寻道次数和寻道时间 索引表本身带来了系统开销 如：内外存空间，存取时间 文件目录：一个文件的FCB就是一个文件目录项，把所有的FCB组织在一起，就构成了文件目录，即文件控制块的有序集合。 目录项：构成