【正文】 儲(chǔ)塊。 . 為實(shí)現(xiàn)它，每個(gè)分配出去的存儲(chǔ)塊里都必須設(shè)置指針，占去了塊中的一些字節(jié)。 . 物理結(jié)構(gòu)如圖（ b）所示。 . 用成組鏈接法管理磁盤(pán)空閑塊時(shí)，只需讀入一個(gè)指針塊。 . 若申請(qǐng)存儲(chǔ)塊，就根據(jù)鏈?zhǔn)字羔槒逆準(zhǔn)滓粔K一塊地摘下分配；若釋放存儲(chǔ)塊，就把釋放的塊從鏈?zhǔn)撞迦?。為管理其存?chǔ)空間，用位示圖與空閑區(qū)表兩種方法作比較。某位狀態(tài)為“ 1”，表示所對(duì)應(yīng)塊已使用；狀態(tài)為“ 0”，表示所對(duì)應(yīng)的塊空閑。 ? 路徑名 1. 絕對(duì)路徑名 由根目錄出發(fā)到具體某個(gè)文件所經(jīng)過(guò)路徑中的名字組成的序列，稱(chēng)為該文件的“絕對(duì)路徑名”。 C C C C C C C C C B B B B B A A / 用戶 C的目錄 用戶 C的子目錄 C 根目錄： test count wait help robit food class group data ZONG的目錄 WANG的目錄 LING 的目錄 FANG的目錄 ZONG WANG LING FANG 用戶目錄： 主目錄 (根目錄 )： .3. 層次目錄結(jié)構(gòu) . 目錄的層次結(jié)構(gòu)，允許用戶在自己的目錄下，創(chuàng)建多層子目錄（即在子目錄里還能創(chuàng)建更下一層的子目錄），為管理文件提供了有力的支持。 .. 一級(jí)目錄的缺點(diǎn) 若系統(tǒng)中的文件很多，文件目錄就會(huì)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(zhǎng)，會(huì)耗費(fèi)很多時(shí)間。 . . 為了加快對(duì)文件目錄的搜索過(guò)程，為了提高對(duì)文件的訪問(wèn)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。這就需要訪問(wèn)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(pán)上。不同文件不應(yīng)該有相同的名字，否則系統(tǒng)無(wú)法對(duì)它們加以區(qū)分。一般地，扇區(qū)尺寸總要比記錄大。操作系統(tǒng)見(jiàn)到的是字節(jié)，不去關(guān)心這些字節(jié)的內(nèi)容和關(guān)系。 . 為減少對(duì)磁盤(pán)的 I/O次數(shù)，為提高磁盤(pán)存儲(chǔ)空間的利用率，通常是把若干記錄匯集成組后，存放在磁盤(pán)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。 . 找到文件后，必須對(duì)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(wèn)指定的文件，從而保證文件使用的安全。 . 不保護(hù)文件：這是一種不設(shè)防的文件，可以任意對(duì)它進(jìn)行使用、查看和修改。 按文件的性質(zhì)和用途分類(lèi) 3. 文件的類(lèi)型 . . (1) 用戶文件：指用戶在軟件開(kāi)發(fā)過(guò)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。 . 數(shù)據(jù)庫(kù)：由一種或多種類(lèi)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。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(pán)上的組織 磁盤(pán)存儲(chǔ)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(lèi)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(chēng)“字段”，是指數(shù)據(jù)中不可再分的基本單元。通常，數(shù)據(jù)庫(kù)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。這些文件只能由文件主和被授權(quán)者使用。 按文件的內(nèi)容分類(lèi) (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。 . 文件上執(zhí)行的基本操作，是在記錄級(jí)進(jìn)行的。因此，文件系統(tǒng)需要承擔(dān)記錄成組、分解以及磁盤(pán)存儲(chǔ)空間管理的功能。 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。 . 為減少磁盤(pán)的 I/O次數(shù)，寫(xiě)操作時(shí)應(yīng)先將記錄在一個(gè)尺寸與磁盤(pán)扇區(qū)相同的內(nèi)存緩沖區(qū)里聚集“成組”，然 后將它們寫(xiě)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。 (3) 文件在輔存中存放的物理位置。 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。 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(lái)，獨(dú)立成一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，稱(chēng)為該文件的“索引節(jié)點(diǎn)”，簡(jiǎn)稱(chēng)“ 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(pán) 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(pán)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(chēng)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)。 (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。 . 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(méi)有給它們分別取名字）。 2. 相對(duì)路徑名 ... 用戶指定一個(gè)目錄作為當(dāng)前的工作 目錄。 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(qǐng)磁盤(pán)空間時(shí)，有“已知字號(hào)、位號(hào)，計(jì)算對(duì)應(yīng)塊號(hào)（即柱面號(hào)、磁頭號(hào)、扇區(qū)號(hào)）”的問(wèn)題。設(shè)分配以扇區(qū)為單位，字長(zhǎng) 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(zhǎng)。 . 用這種方法管理磁盤(pán)的存儲(chǔ)空間，增加了對(duì)磁盤(pán)的 I/O操作，對(duì)系統(tǒng)效率的發(fā)揮會(huì)產(chǎn)生不良的影響。創(chuàng)建文件時(shí)，從該指針塊里得到。每塊左上角的小方框里標(biāo)示的是塊的順序編號(hào)，即相對(duì)塊號(hào)。結(jié)果是每個(gè)磁盤(pán)塊存儲(chǔ)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(zhǎng)度為 2的整數(shù)次冪讀 /寫(xiě)磁盤(pán)塊相悖。該表稱(chēng)為文件分配表（ FAT），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。 存儲(chǔ)設(shè)備、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)及存取方式三者間的關(guān)系 . 存取方式 存儲(chǔ)設(shè)備 存儲(chǔ)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(pán) 磁帶 返回目錄 ? “按名存取”的實(shí)現(xiàn) . 用戶是通過(guò)文件名來(lái)訪問(wèn)文件。 . 命令驗(yàn)證合格后，系統(tǒng)要把對(duì)文件的讀 /寫(xiě)請(qǐng)求從邏輯結(jié)構(gòu)映射到物理結(jié)構(gòu)上。此后，就可通過(guò)該索引基于 OFT進(jìn)行對(duì)文件的 I/O，無(wú)需文件名了。現(xiàn)在 Jiang要共享它。若以后該 i節(jié)點(diǎn)分配給另一個(gè)文件使用，那么位于 Jiang中的鏈接就指向了一個(gè)錯(cuò)誤（也就是他不想訪問(wèn)）的文件。當(dāng)某用戶需要共享一個(gè)文件時(shí)，系統(tǒng)就為其創(chuàng)建一個(gè) LINK型的鏈接文件，該用戶目錄里就有了這個(gè)鏈接文件的目錄項(xiàng)，文件里面是所要共享的文件的路徑名。如圖所示。 用戶權(quán)限表 3. . 一個(gè)用戶通常只與少數(shù)幾個(gè)文件交往。只有輸入的口令核對(duì)無(wú)誤，用戶才能使用指定的文件。把這樣的系統(tǒng)調(diào)用提供給用戶后，他們就可以使用統(tǒng)一的界面，去完成對(duì)各種不同文件系統(tǒng)中文件的操作了。這樣，由文件名查文件目錄，就可以得到該文件對(duì)應(yīng)的索引節(jié)點(diǎn)的編號(hào)，從而得到該文件的索引節(jié)點(diǎn)，進(jìn)而得到文件的所有信息。隨后的 9個(gè)字符以三個(gè)字符為一組，表示各種用戶對(duì)它的訪問(wèn)權(quán)限。這些目錄構(gòu)成一張表，是 Linux的目錄文件。如圖所示。 (2) 索引節(jié)點(diǎn)表：每個(gè)文件和目錄的索引節(jié)點(diǎn) inode，是 Ext2文件系統(tǒng)最基本的數(shù)據(jù)。 盤(pán)塊位圖：管理塊組中數(shù)據(jù)區(qū)里的盤(pán)塊。 Ext2文件的物理結(jié)構(gòu) 2. 把文件存儲(chǔ)到磁盤(pán)上時(shí)， Ext2采用的是多級(jí)索引式結(jié)構(gòu)，即通過(guò)該文件 inode里的數(shù)組 i_block[ ]，建立起文件的邏輯塊號(hào)與相應(yīng)物理塊號(hào)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，形成文件存儲(chǔ)的索引表。 . 文件管理器中與文件系統(tǒng)相關(guān)部分，是針對(duì)計(jì)算機(jī)中使用的每種具體的文件系統(tǒng)類(lèi)型編寫(xiě)的；文件管理器中與文件系統(tǒng)無(wú)關(guān)部分，是使文件管理器能夠?qū)崿F(xiàn)通用的各種文件操作（如創(chuàng)建、拷貝、刪除等），以便能夠?qū)ξ募到y(tǒng)進(jìn)行讀 /寫(xiě)。 (3) file結(jié)構(gòu)：在 VFS中打開(kāi)一個(gè)文件時(shí)就形成一個(gè)相應(yīng)的 file結(jié)構(gòu)，里面存放的主要信息是： 文件當(dāng)前的讀 /寫(xiě)位置、 文件的打開(kāi)模式、 指向文件操作表的指針、 指向 VFS中該文件的索引節(jié)點(diǎn)指針。系統(tǒng)中所有的 vfsmount結(jié)構(gòu)，由字段 mnt_next鏈 接在一起，形成一個(gè) vfsmount單向鏈表，是 Linux系統(tǒng)中使用的已安裝的文 件系統(tǒng)鏈。圖中安裝了兩個(gè)文件系統(tǒng)，它們各自對(duì)應(yīng)于 vfsmount1和 vfsmount2。它里面最重要的是指針數(shù)組 fd_array[ ]。 Linux虛擬文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 2. 為管理所有安裝的文件系統(tǒng)， VFS通過(guò)使用描述整個(gè) VFS的一組數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以及描述實(shí)際安裝的文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（如前面已經(jīng)提及過(guò)的Ext2的超級(jí)塊、組描述符、盤(pán)塊位圖等），來(lái)處理實(shí)際文件系統(tǒng)間的各種差別，達(dá)到管理它們的目的。利用這 15個(gè)數(shù)組元素，可形成四種不同的索引文件結(jié)構(gòu)：索引項(xiàng) i_block[0]～ i_block[11]為直接索引，直接給出文件數(shù)據(jù)存放的磁盤(pán)物理塊號(hào)；索引項(xiàng) i_block[12]為一次間接索引；索引項(xiàng) i_block[13]為二次間接索引；索引項(xiàng) i_block[14]為三次間接索引。盤(pán)塊位圖中的某位為 0，表示數(shù)據(jù)區(qū)中的相應(yīng)盤(pán)塊為空閑；為1，表示數(shù)據(jù)區(qū)中的相應(yīng)盤(pán)塊已經(jīng)分配給某個(gè)文件使用。一個(gè)塊組只有一個(gè)索引節(jié)點(diǎn)表。若用“