【正文】 如圖所示，二級目錄結(jié)構(gòu)由“主目錄”與“用戶目錄”兩級構(gòu)成。 .. 一級目錄的缺點(diǎn) 若系統(tǒng)中的文件很多，文件目錄就會很大，按文件名去查找一個(gè)文件的 FCB，平均需要搜索半個(gè)目錄文件長，會耗費(fèi)很多時(shí)間。 . 引入 i節(jié)點(diǎn)的概念，一個(gè)文件的目錄，已經(jīng)不再是早先所說的目錄的含義了，文件的關(guān)鍵信息，其實(shí)都在i節(jié)點(diǎn)中，而不是在文件的目錄項(xiàng)里。 . . 為了加快對文件目錄的搜索過程，為了提高對文件的訪問速度，現(xiàn)代操作系統(tǒng)就常采用把 FCB中的文件名與其他有關(guān)信息分離的辦法。 . 刪除文件：在刪除一個(gè)文件時(shí)，必須在目錄中刪除與該文件相應(yīng)的目錄項(xiàng)。這就需要訪問每一個(gè)目錄，以及每個(gè)目錄下的每個(gè)文件，將它們復(fù)制到磁帶或磁盤上。 (5) 文件管理信息 。不同文件不應(yīng)該有相同的名字，否則系統(tǒng)無法對它們加以區(qū)分。 . 也把 FCB稱為“文件描述符”。一般地，扇區(qū)尺寸總要比記錄大。如圖 (b)所示。操作系統(tǒng)見到的是字節(jié)，不去關(guān)心這些字節(jié)的內(nèi)容和關(guān)系。 (4) 文件的共享與保護(hù)：文件系統(tǒng)應(yīng)該提供用戶使用其他用戶文件的方法，也應(yīng)該防止用戶無意或惡意對文件的破壞。 . 為減少對磁盤的 I/O次數(shù)，為提高磁盤存儲空間的利用率，通常是把若干記錄匯集成組后，存放在磁盤的扇區(qū)里；使用某記錄時(shí)，是把包含那個(gè)記錄的整個(gè)扇區(qū)讀到內(nèi)存緩沖區(qū)，然后從中提取所需的記錄。 目錄管理：為每個(gè)文件建立一個(gè)目錄項(xiàng)，記載該文件的有關(guān)信息和屬性。 . 找到文件后，必須對所要求執(zhí)行的操作進(jìn)行合法性檢查，只有授權(quán)的用戶才能以允許的方式訪問指定的文件，從而保證文件使用的安全。被視為文件的設(shè)備稱為設(shè)備文件，也稱為“特殊文件”。 . 不保護(hù)文件：這是一種不設(shè)防的文件，可以任意對它進(jìn)行使用、查看和修改。 按文件的保護(hù)性質(zhì)分類 (2) . 只讀文件：這類文件只允許查看，使用者不能對它們進(jìn)行修改，也不能運(yùn)行。 按文件的性質(zhì)和用途分類 3. 文件的類型 . . (1) 用戶文件：指用戶在軟件開發(fā)過程中產(chǎn)生的各種文件，如源程序、目標(biāo)程序代碼和計(jì)算結(jié)果等。 . 給文件命名的具體規(guī)則，各操作系統(tǒng)不盡相同，不過它們大多允許用 1到 8個(gè)英文字母組成的字符串作為合法的文件名。 . 數(shù)據(jù)庫：由一種或多種類型的文件組成，它們涉及到與一個(gè)組織或項(xiàng)目相關(guān)的所有數(shù)據(jù)，反映數(shù)據(jù)元素間存在的關(guān)系，以供不同應(yīng)用程序共享使用。記錄中的每個(gè)域，都有自己的域名，以便使用起來方便。第 6章 文件管理 本章目錄 文件系統(tǒng)概述 文件系統(tǒng)概述 文件系統(tǒng)的功能 文件的邏輯結(jié)構(gòu) 記錄的成組與分解 文件的目錄結(jié)構(gòu) 目錄 目錄的層次結(jié)構(gòu) 路徑名 文件在磁盤上的組織 磁盤存儲空間的管理 文件的物理結(jié)構(gòu) 文件的存取方式 “按名存取”的實(shí)現(xiàn) 文件的使用 文件的操作 文件共享 文件保護(hù) Linux的文件管理 Linux文件系統(tǒng)概述 Linux的文件類型 Linux的二次擴(kuò)展文件系統(tǒng) —Ext2 Linux的虛擬文件系統(tǒng) —VFS 文件系統(tǒng)概述 ? 文件系統(tǒng)概述 文件 1. 域：有時(shí)也稱“字段”，是指數(shù)據(jù)中不可再分的基本單元。 . 文件：指一組有相同結(jié)構(gòu)的相關(guān)記錄的集合，通常存儲在磁盤上。通常，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是獨(dú)立于操作系統(tǒng)的，有時(shí)也可能要用到一些文件管理系統(tǒng)中的程序功能。 文件命名時(shí)，允許使用文件擴(kuò)展名，文件名和擴(kuò)展名之間，用圓點(diǎn)隔開 。這些文件只能由文件主和被授權(quán)者使用。 . 讀寫文件：這是一種允許查看和修改的文件，但不能運(yùn)行。 按文件的內(nèi)容分類 (3) . 操作系統(tǒng)把文件的目錄項(xiàng)聚集在一起，形成一個(gè)文件加以管理。 . 普通文件：存儲在磁盤上的一般文件。 . 文件上執(zhí)行的基本操作，是在記錄級進(jìn)行的。根據(jù)用戶要求，可以創(chuàng)建或刪除目錄文件，可以對文件進(jìn)行檢索和權(quán)限驗(yàn)證。因此，文件系統(tǒng)需要承擔(dān)記錄成組、分解以及磁盤存儲空間管理的功能。 返回目錄 ? 文件的邏輯結(jié)構(gòu) 1. 字節(jié)序列結(jié)構(gòu) 一個(gè)字節(jié) 一個(gè)記錄 (a) (b) (c) 生物系 化學(xué)系 物理系 動物 植物 有機(jī) 無機(jī) 稀土 幾何 代數(shù) 方程 一 班 二 班 三 班 若文件由一組相關(guān)信息的有序字符流組成，那么這樣的文件結(jié)構(gòu)稱作“字節(jié)序列”式的，有時(shí)稱為“無結(jié)構(gòu)文件”，或“流式文件”。 2. 記錄序列結(jié)構(gòu) . 若把文件中相關(guān)信息的集合劃分一個(gè)個(gè)記錄，那么它就是有結(jié)構(gòu)的了。 . 記錄序列式文件結(jié)構(gòu)的最大特點(diǎn)是把記錄視為讀 /寫的單位。 . 為減少磁盤的 I/O次數(shù)，寫操作時(shí)應(yīng)先將記錄在一個(gè)尺寸與磁盤扇區(qū)相同的內(nèi)存緩沖區(qū)里聚集“成組”，然 后將它們寫入扇區(qū)；讀操作時(shí)先將 包含所需記錄的扇區(qū)讀到內(nèi)存緩沖 區(qū)，然后進(jìn)行“分解”，挑出所需的 記錄，將其移入用戶指定的區(qū)域。隨系統(tǒng)的不同， FCB中所含內(nèi)容及大小不盡一樣。 (3) 文件在輔存中存放的物理位置。 把系統(tǒng)中各個(gè)文件的文件控制塊匯集在一起，就形成了系統(tǒng)的文件目錄，每個(gè)文件控制塊就是一個(gè)目錄項(xiàng)。 修改目錄：目錄中有文件的屬性信息，在這些屬性發(fā)生變化時(shí)，就要修改相應(yīng)的目錄項(xiàng)內(nèi)容。 . 3. 索引節(jié)點(diǎn) 搜索文件時(shí)只用到“文件名”這樣一個(gè)信息。 把 FCB中的文件名與其他信息分離的具體辦法： . (1) (3) 把 FCB中除文件名外的其他信息分離出來，獨(dú)立成一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，稱為該文件的“索引節(jié)點(diǎn)”，簡稱“ i節(jié)點(diǎn)”； 文件名 i節(jié)點(diǎn)指針 文件目錄 Name1 Name2 Name3 i節(jié)點(diǎn)表 磁盤 文件的目錄項(xiàng) 一個(gè) i節(jié)點(diǎn) (2) 把系統(tǒng)中所有文件的索引節(jié)點(diǎn)集中存放在磁盤的 i節(jié)點(diǎn)區(qū)里，形成“ i節(jié)點(diǎn)表”，每個(gè) i節(jié)點(diǎn)在 i節(jié)點(diǎn)表里的存放順序，被稱為“ i節(jié)點(diǎn)指針”； 由文件的文件名和相應(yīng)的 i節(jié)點(diǎn)指針組成該文件在文件目錄中的目錄項(xiàng)。 返回目錄 ? 目錄的層次結(jié)構(gòu) 1. 一級目錄結(jié)構(gòu) test 文件目錄 文件 count wait help robit food class group data 一個(gè)目錄項(xiàng) ZONG的文件 WANG的文件 LING的文件 FANG的文件 . 一級目錄結(jié)構(gòu)是最簡單形式的目錄結(jié)構(gòu)，它使用一個(gè)目錄來包含系統(tǒng)中的所有文件。 (1) (2) 文件不能重名，即便是不同的用戶，也不能給他們的文件起相同的名字，否則就有可能找錯(cuò)所需要的文件。在主目錄 （即根目錄）中，每個(gè)目錄項(xiàng)的內(nèi)容只是給出文件主名以及他的目錄所在的 磁盤地址。 . 如圖所示，用戶 C的子目錄有三層之 多（注意，在圖中，只是用字母表示文件或目錄 的所有者，沒有給它們分別取名字）。 返回目錄 文件的絕對路徑名一定從根目錄出發(fā)。 2. 相對路徑名 ... 用戶指定一個(gè)目錄作為當(dāng)前的工作 目錄。 . 若現(xiàn)在的工作目錄是 usr，那么 /usr/ucb/tel 和 ucb/tel表示同一個(gè)文件。 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0位 1位 2位 3位 30位 31位 第 0字 第 1字 第 99字 1個(gè)柱面 申請磁盤空間時(shí)，有“已知字號、位號，計(jì)算對應(yīng)塊號（即柱面號、磁頭號、扇區(qū)號）”的問題。 . 創(chuàng)建一個(gè)新文件時(shí)，根據(jù)文件的長度查找該表。設(shè)分配以扇區(qū)為單位，字長 32個(gè)二進(jìn)制位，空閑區(qū)表的一個(gè)表項(xiàng)恰好一個(gè)字長。故在空閑區(qū)表大于位示圖之前，系統(tǒng)應(yīng)該出現(xiàn) 2022個(gè)空閑扇區(qū)。 . 用這種方法管理磁盤的存儲空間，增加了對磁盤的 I/O操作，對系統(tǒng)效率的發(fā)揮會產(chǎn)生不良的影響。如果整個(gè)磁盤空間為 20MB，那么最多需要 40個(gè)指針塊（編號為 0～ 39）來存放全部磁盤塊的塊號。創(chuàng)建文件時(shí)，從該指針塊里得到。 返回目錄 ? 文件的物理結(jié)構(gòu) 1. 順序結(jié)構(gòu)：順序文件 文件存儲到磁盤上的最簡單方法，就是把它存儲到一連串連續(xù)的存儲塊中，即順序分配磁盤上的存儲塊。每塊左上角的小方框里標(biāo)示的是塊的順序編號，即相對塊號。 . 這時(shí)， MYFILE的物理結(jié)構(gòu)如圖 (a)所示，系統(tǒng)要設(shè)一個(gè)存放文件首塊指針的寄存器。結(jié)果是每個(gè)磁盤塊存儲數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)不再是2的整數(shù)次冪，這與許多程序都以長度為 2的整數(shù)次冪讀 /寫磁盤塊相悖。 . 文件分配表這種做法的主要缺點(diǎn)是要把整個(gè)表都存放在內(nèi)存。該表稱為文件分配表（ FAT），如圖 (b)所示。索引結(jié)構(gòu)時(shí)，其索引表如圖（ b）所示。比如，當(dāng)前讀取的是第 i個(gè)記錄，那么下一次要讀取的肯定是第 i + 1個(gè)記錄。 . 文件在磁帶機(jī)上，只能采用順序結(jié)構(gòu)存放，因此也就只能采用順序存取的方式對文件內(nèi)容進(jìn)行訪問。 存儲設(shè)備、存儲結(jié)構(gòu)及存取方式三者間的關(guān)系 . 存取方式 存儲設(shè)備 存儲設(shè)備 順序，隨機(jī) 順序結(jié)構(gòu) 鏈接結(jié)構(gòu) 順序 索引結(jié)構(gòu) 順序，隨機(jī) 順序結(jié)構(gòu) 順序 磁盤 磁帶 返回目錄 ? “按名存取”的實(shí)現(xiàn) . 用戶是通過文件名來訪問文件?，F(xiàn)要把 MYFILE的 記錄 3（在扇 區(qū) 7的后半部分） 讀入內(nèi)存，存放 到數(shù)組 A[500]： A[0]， A[1]， … ， A[499]中。 . 命令驗(yàn)證合格后，系統(tǒng)要把對文件的讀 /寫請求從邏輯結(jié)構(gòu)映射到物理結(jié)構(gòu)上。計(jì)算方法是： 道號 = 相對塊號 /每道塊數(shù) = 7/4 = 1；塊號 = 相對塊號 %每道塊數(shù) = 7%4 = 3 這樣，命令 (d)轉(zhuǎn)換成： READ (FCB, 1, 3, 500, A) (e)