【正文】 第六章 文件系統(tǒng) 優(yōu)點 ? 保持了鏈接結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，又解決了其缺點： ? 即能順序存取，又能隨機存取 ? 滿足了文件動態(tài)增長、插入刪除的要求 ? 能充分利用外存空間 49 2022/8/17 第六章 文件系統(tǒng) 缺點 ? 索引表本身帶來了系統(tǒng)開銷 如：內(nèi)外存空間，存取時間 50 2022/8/17 第六章 文件系統(tǒng) 多級索引分配 當文件的索引塊太多時，可以： 通過鏈接指針將各索引塊按序鏈接起來； 為這些索引塊再建立一級索引 ， 如果文件非常大時，還可用三級、四級索引分配方式。在進行文件訪問時 ， 可能在內(nèi)存中裝不下整個 FAT， 這樣就會造成若要讀某塊文件信息時 ， 還要讀盤塊映射表的操作 ， 影響使用效率 。 因為要獲得某一塊的塊號 ， 必須讀取上一物理塊 ， 因此要隨機地存取信息就較為困難 。 而存放在磁盤上的文件則可采用連續(xù)結(jié)構(gòu) ， 也可采用別的結(jié)構(gòu) 。 文件的索引可以作為文件的一部分 ， 也可以單獨建立索引文件 。 對流式文件或定長記錄的文件比較容易確定存取位置 。 因此許多現(xiàn)代計算機操作系統(tǒng)如 UNIX操作系統(tǒng)等都取消了記錄式文件。 ? 若文件中的記錄長度不相等 ， 則稱為 變長記錄文件 。 （ 無需額外的說明和控制信息 。 23 2022/8/17 第六章 文件系統(tǒng) ? 實現(xiàn)的觀點 （文件的物理結(jié)構(gòu)）：主要研究駐留在存儲介質(zhì)上的文件的結(jié)構(gòu)。 ? 打開、關(guān)閉操作 ? 其他操作 22 2022/8/17 第六章 文件系統(tǒng) 文件邏輯結(jié)構(gòu) 研究文件結(jié)構(gòu)有用戶和實現(xiàn)兩種觀點： ? 用戶的觀點 （ 文件的邏輯結(jié)構(gòu) ） ：主要研究用戶思維中的抽象文件 ， 為用戶提供一種邏輯結(jié)構(gòu)清晰 、 使用簡便的邏輯文件 。 (3)讀文件。 ? 程序接口： 用戶程序 與文件系統(tǒng)的接口。目錄中包含文件名、對文件屬性的說明。 ? 特別文件 : 有的系統(tǒng)把設(shè)備作為文件統(tǒng)一管理和使用 ， 并為區(qū)別起見 ， 把設(shè)備稱為特別文件 。 ? 可執(zhí)行文件。 由源程序和數(shù)據(jù)構(gòu)成的文件。 12 2022/8/17 第六章 文件系統(tǒng) （ 2） 從按文件的操作保護分類 ? 只讀文件 : 只允許進行讀操作 。 ? 庫文件 ：指系統(tǒng)為用戶提供的各種標準函數(shù) ，標準過程和實用程序等 。 9 2022/8/17 第六章 文件系統(tǒng) 在現(xiàn)代計算機操作系統(tǒng)中 ， 為方便用戶 ，把 設(shè)備 也作為文件來統(tǒng)一管理 ， 從某種意義上說已拓寬了文件的含義 。 ? 文件是由 記錄 組成 。 4 2022/8/17 第六章 文件系統(tǒng) 文件系統(tǒng)的優(yōu)點 ? 使用方便，靈活，用戶 按名存取 ? 安全可靠， 保護系統(tǒng)和用戶 ? 提供保密與共享 UNIX文件系統(tǒng)特點 ?分層 “ 倒樹 ” 型文件系統(tǒng) ?每一用戶可以是樹的一個分支，分支獨立，可以與別的“葉”重名 ?“ 樹根 ” 是所有用戶有用的工具性程序 5 2022/8/17 第六章 文件系統(tǒng) 文件系統(tǒng)必須解決的問題 ? 如何有效地分配文件存儲器的存儲空間 ? 提供合適的存取方法 ? 命名的沖突和文件的共享 6 2022/8/17 第六章 文件系統(tǒng) 理想文件系統(tǒng)的特征 ? 有效地分配文件存儲器的存儲空間 ? 文件結(jié)構(gòu)和存取的靈活性和多樣性 ? 具有對用戶來說盡可能是透明的機制 ? 盡可能達到文件存儲裝置的獨立性 ? 存儲在文件中的信息的安全 ? 能方便的共享公用的文件 ? 有效地實現(xiàn)各種文件操作的命令 7 2022/8/17 第六章 文件系統(tǒng) 一 文件 文件的定義 文件 是計算機系統(tǒng)中 信息存放的一種組織形式 ， 它是一種抽象的機制 ， 目前尚無嚴格的定義 ， 下面給出兩種有代表性的解釋 : ? 文件是賦名的信息 (數(shù)據(jù) )項的集合 。 ?把信息以某種單元 ， 也就所謂 “ 文件 ” 的形式存儲在存儲介質(zhì)上 。第六章 文件系統(tǒng) 相關(guān)概念：文件的分類、物理結(jié)構(gòu)、邏輯結(jié)構(gòu)、文件路徑 文件目錄及組織方式（樹型目錄）及兩部分目錄的優(yōu)點 了解文件存儲空間的管理，文件共享、存取權(quán)限、文件保護 2 2022/8/17 第六章 文件系統(tǒng) 文件和文件系統(tǒng) ? 任何計算機系統(tǒng)都需存儲檢索信息 ? 早期計算機系統(tǒng)中 ， 直接用 物理地址 存放信息 。 ?讓操作系統(tǒng)管理文件 ：創(chuàng)建 、 存取 、 保護等 。 ? 文件是賦名的有關(guān)聯(lián)的信息單位 (記錄 )的集合 。 而記錄則是由一組相關(guān)信息項組成 。 一般情況下， 一個文件是一組邏輯上具有完整意義的信息集合，并賦以一個文件名。 用戶只能使用這些文件 ， 而無權(quán)對其進行修改 。 ? 讀寫文件 : 允許進行讀寫操作 。 ? 目標文件。經(jīng)編譯的目標代碼鏈接后形成的文件。 15 2022/8/17 第六章 文件系統(tǒng) （ 5）按存取的物理結(jié)構(gòu)分類 ? 順序（連續(xù)）文件 文件中的紀錄， 順序地存儲到連續(xù)的物理盤塊中 ，順序文件中所記錄的次序，與它們存儲在物理介質(zhì)上存放的次序是一致的 ? 鏈接文件 文件中的紀錄可存儲在并不相鄰接的各個物理塊中，通過物理塊中的 鏈接指針 組成一個鏈表管理，形成一個完整的文件 ? 索引文件 文件中的紀錄可存儲在并不相鄰接的各個物理塊中，記錄和物理塊之間通過 索引表項 按關(guān)鍵字存取 文件，通過物理塊中的 索引表 管理，形成一個完整的文件 16 2022/8/17 第六章 文件系統(tǒng) 二、 文件系統(tǒng) 文件系統(tǒng)負責文件的 創(chuàng)立、撤消、讀寫、修改、復制和存取控制 等，并管理存放文件的各種資源。 ? 磁盤 (磁帶 )存儲空間：對這部分空間的有效管理，可提高外存的利用率，加速對文件的存取。用戶程序通過系統(tǒng)調(diào)用取得文件系統(tǒng)的服務(wù)。 (4)寫文件。 用戶將按這種形式去存取 、 檢索和加工文件 。 文件的物理結(jié)構(gòu)：文件的各個字節(jié)在存儲介質(zhì)上是如何擺放的。 ） 25 2022/8/17 第六章 文件系統(tǒng) 記錄式文件 ： 記錄式文件是一種結(jié)構(gòu)文件 。 文件長度為所有記錄長度之和 。 兩個方向： 通用、專用 27 2022/8/17 第六章 文件系統(tǒng) 文件的存取方法 ? 順序存取 文件存取最簡單的方法是順序存取 ， 即嚴格按文件信息單位排列的順序依次存取 。 對不定長的記錄式文件比較麻煩 。 29 2022/8/17 第六章 文件系統(tǒng) 文件的物理結(jié)構(gòu) 文件的物理結(jié)構(gòu)是指文件在物理存儲介質(zhì)上的結(jié)構(gòu) 。 建立連續(xù)文件時要求用戶給出文件的最大長度 ， 以便系統(tǒng)為文件分配足夠的存儲空間 ， 并在相應(yīng)表格中登記文件的起始位置和長度 。 39 2022/8/17 第六章 文件系統(tǒng) 優(yōu)缺點 優(yōu)點： ? 提高了磁盤空間利用率 ,不存在 外部 碎片問題 ? 有利于文件插入和刪除 ? 有利于文件動態(tài)擴充 缺點： ? 存取速度慢，不適于隨機存取 ? 鏈接指針占用一定的空間 ? 可靠性問題，如指針出錯 40 2022/8/17 第六章 文件系統(tǒng) 鏈接結(jié)構(gòu)的變形 文件分配表 (FAT) 將盤塊中的鏈接字按盤塊號的順序集中起來 ，構(gòu)