【正文】 件一一對(duì)應(yīng)，它是隨著文件的建立而誕生，隨著文件的刪除而消失，某些內(nèi)容隨著文件的使用而動(dòng)態(tài)改變 63 文件目錄 ? 文件控制塊包括的內(nèi)容 有關(guān)文件存取控制的信息 有關(guān)文件結(jié)構(gòu)的信息 有關(guān)文件管理的信息 632 文件目錄結(jié)構(gòu) 文件系統(tǒng)把若干個(gè)文件的文件目錄組織成一個(gè)獨(dú)立的文件，這個(gè)全部由文件目錄組成的文件稱為目錄文件 ? 一級(jí)目錄結(jié)構(gòu) 實(shí)現(xiàn)方式：最簡(jiǎn)單的文件目錄，在操作系統(tǒng)中構(gòu)造一張線性表，與每個(gè)文件有關(guān)的說明信息占用一個(gè)目錄項(xiàng) 63 文件目錄 －優(yōu)點(diǎn) ：實(shí)現(xiàn)容易、管理簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)了按文件名存取 －缺點(diǎn)：搜索范圍寬、不允許文件重名、 難于實(shí)現(xiàn)文件共享 ? 二級(jí)目錄 －實(shí)現(xiàn)方式：第一級(jí)為主文件目錄，用于管理所有用戶文件目錄，它的目錄項(xiàng)登記了系統(tǒng)用戶的名字及該用戶文件目錄的地址。 存儲(chǔ)介質(zhì)的容量逐漸增大，并且有些可像磁帶一樣隨時(shí)更換，因而也作為保存檔案材料之用，成為一種高速、大容量、可拆卸的海量存儲(chǔ)器。 如果帶速高，信息密度大，且所需塊間隙小的話，則磁帶存取速度和數(shù)據(jù)傳輸率高。因此對(duì)于任何一個(gè)文件都存在若兩種形式的結(jié)構(gòu) : 文件的邏輯結(jié)構(gòu) 用戶按自己對(duì)信息的使用要求組織文件，這種文件是獨(dú)立于物理環(huán)境而構(gòu)造的，因此把用戶概念中的文件稱為文件的邏輯結(jié)構(gòu)，或稱邏輯文件。塊是主存儲(chǔ)器和輔助存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行信息交換的物理單位，每次總是交換一塊或整數(shù)塊信息。每個(gè)柱面上有 D =s t個(gè)磁盤塊，設(shè) M=[P/D]， N=P%D。 62 文件的結(jié)構(gòu)和存取方式 ? 顯示鏈接，把用于鏈接文件物理塊的指針顯式地存放在外存的一張鏈接表（ FAT）中 優(yōu)點(diǎn)：消除了外部碎片、顯著地提高外存空間的利用率、無(wú)需事先知道文件的長(zhǎng)度 、插入刪除記錄容易 缺點(diǎn)：隱式鏈接，只適合于順序訪問、直接訪問低效 、可靠性較差 ；隱式連接，不能支持高效地直接存取、存放鏈接指針的表會(huì)占用較大的內(nèi)存空間 62 文件的結(jié)構(gòu)和存取方式 ? 索引文件 定義：為每個(gè)文件分配一個(gè)索引塊（用來(lái)存放索引的盤塊），把分配給該文件的所有盤塊號(hào)都記錄在該索引塊中，按照這種分配方式存儲(chǔ)的文件就是索引文件 一級(jí)索引、兩級(jí)索引或多級(jí)索引結(jié)構(gòu) 62 文件的結(jié)構(gòu)和存取方式 優(yōu)點(diǎn)：支持直接訪問 缺點(diǎn)：索引要花費(fèi)較多的外存空間 混合索引分配方式 ：指將多種不同級(jí)的索引分配方式結(jié)合而形成的一種分配方式，有效且實(shí)用 索引文件的文件最大長(zhǎng)度的計(jì)算 在 UNIX中，其索引結(jié)構(gòu)有 10項(xiàng)直接地址， 1項(xiàng)一級(jí)索引， 1項(xiàng)二級(jí)索引， 1項(xiàng)三級(jí)索引。 第二步： 找到 usr后，再根據(jù)這個(gè)目錄項(xiàng)內(nèi)容把 usr目錄文件信息讀到主存緩沖區(qū)。 63 文件目錄 ? 目錄的改進(jìn) 為加快目錄查找可采用目錄項(xiàng)分解法，即把目錄項(xiàng)分為兩部分：符號(hào)目錄項(xiàng)（包含文件名以及相應(yīng)的文件號(hào)）和基本目錄項(xiàng)（包含除了文件名外文件控制塊的其余全部信息） . 例如，假設(shè)一個(gè)文件目錄項(xiàng)有 48個(gè)字節(jié) ，符號(hào)目錄項(xiàng)占 8字節(jié) ，文件名 6字節(jié) ，文件號(hào) 2字節(jié) ，基本目錄項(xiàng)占 486=42字節(jié) 。如果多個(gè)進(jìn)程共享同一個(gè)文件，則多個(gè)用戶打開文件表目對(duì)應(yīng)系統(tǒng)打開文件表的同一入口 64 文件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 64 文件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) ? 空閑塊表法 ? 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)為每個(gè)磁盤建立一張空 閑塊表，表中每個(gè)登記項(xiàng)記錄一 組連續(xù)空閑塊的首塊號(hào)和塊數(shù)， 空閑塊數(shù)為 “ 0”的登記項(xiàng)為 “ 空 ” 登記項(xiàng) ? 分配回收算法 這種管理方式適合采用順序結(jié)構(gòu)的文件 ,分配和回收算法類似主存儲(chǔ)器的可變分區(qū)管理方式中采用的最先適應(yīng)、最優(yōu)適應(yīng)和最壞適應(yīng)算法 思考：如何實(shí)現(xiàn)？ 64 文件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 642 外存空間管理 ? 空閑鏈表法 ? 空閑盤塊鏈 空閑盤塊鏈以盤塊為基本元素構(gòu)成一條鏈 分配時(shí)從鏈?zhǔn)组_始，依次摘下適當(dāng)數(shù)目的空閑盤塊分配給用戶，回收時(shí)將回收的盤塊依次鏈入空閑盤塊鏈 思考：如何實(shí)現(xiàn)？ 優(yōu)缺點(diǎn)：分配和回收一個(gè)盤塊的過程非常簡(jiǎn)單，但是空閑盤塊鏈可能很大 64 文件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) ? 空閑盤區(qū)鏈 將磁盤上的所有空閑盤區(qū)（每個(gè)盤區(qū)可包含若干個(gè)盤塊）拉成一條鏈 分配方法與內(nèi)存的動(dòng)態(tài)分區(qū)分配類似，通常采用首次適應(yīng)算法。 當(dāng)空閑塊數(shù) =100 把主存中登記的信息寫入歸還塊中； 把歸還塊號(hào)填入 L+l單元； 將 L單元置成 1。如果是，共享計(jì)數(shù)加 1，否則，信息填入系統(tǒng)打開文件表空表項(xiàng)，共享計(jì)數(shù)置為 1。 按文件名從打開文件表中找到該文件的目錄項(xiàng)。由于人們有意或無(wú)意的行為，而使文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)遭到破壞、丟失或竊取 系統(tǒng)因素。以便于以后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問 在每次從主存緩沖區(qū)向磁盤中寫入一個(gè)數(shù)據(jù)塊后，又立即從磁盤上讀出該數(shù)據(jù)塊，送至另一緩沖區(qū)中；再將該緩沖區(qū)中內(nèi)容與主存緩沖區(qū)中在寫后仍保留的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，若兩者一致，便認(rèn)為此次寫入成功，否則再重寫。但如果情況并非如此時(shí)，說明發(fā)生了某種錯(cuò)誤 66 文件系統(tǒng)的安全性和 數(shù)據(jù)一致性 66 文件系統(tǒng)的安全性和 數(shù)據(jù)一致性 ? 文件一致性的檢查 重復(fù)文件的數(shù)據(jù)一致性 ：在有重復(fù)文件時(shí)，如果 — 個(gè)文件拷貝修改了，則必須同時(shí)修改它的幾個(gè)文件拷貝，保證該文件中數(shù)據(jù)的一致性 共享文件的數(shù)據(jù)一致性 ：文件的共享計(jì)數(shù)和當(dāng)前共享該文件的用戶個(gè)數(shù)相一致 66 文件系統(tǒng)的安全性和 數(shù)據(jù)一致性 ? 提高文件系統(tǒng)的性能措施 ?塊高速緩存 系統(tǒng)在主存中保存一些存儲(chǔ)塊，這些存儲(chǔ)塊在邏輯上它們屬于磁盤。 用電梯調(diào)度算法，服務(wù)次序?yàn)? 77→110→135→150→186→194→47→10→9 。另 — 個(gè)隊(duì)列則是在掃描期間．新出現(xiàn)的所有請(qǐng)求磁盤 I／ O進(jìn)程的隊(duì)列，把它們排入另一個(gè)等待處理的請(qǐng)求隊(duì)列。于是，處理這 8個(gè)記錄所要花費(fèi)的時(shí)間為 8 (+5)=60(ms) 67 磁盤調(diào)度 。例如，某系統(tǒng)對(duì)磁盤初始化時(shí)把每個(gè)盤面分成 8個(gè)扇區(qū)，今有 8個(gè)邏輯記錄被存放在同一個(gè)磁道上供處理程序使用，處理程序要求順序處理這 8個(gè)記錄，每次請(qǐng)求從磁盤上讀一個(gè)記錄，然后對(duì)讀出的記錄要花 5毫秒的時(shí)間進(jìn)行處理，以后再讀下一個(gè)記錄進(jìn)行處理，直至 8個(gè)記錄都處理結(jié)束。而每處理一個(gè)隊(duì)列時(shí)又是按 SCAN算法，對(duì)一個(gè)隊(duì)列處理