【正文】 如：目錄路徑為 /usr/include/sys，則各級目錄名為 usr, include, sys。 41350187Sup er Bl oc kcount50040400351... ...049count 50450401...049count 460......045count350 400 L as t O ne...成組鏈接 125 6. 打開文件管理 ...5...9U s er Fi l e D es cr i pt ors Fi l e T abl e500...8...60P r o ce s s AP r o ce s s CO f f s et7 8dup ( )...5...90P r o ce s s B 82 3193 r2 5609 rwCount Read/ W r i t eMo de./ f i l e1F i l e Si zeI node T abl e81234Countf or k( )? 內(nèi)存 i結(jié)點(diǎn)表 ：空閑的內(nèi)存 i結(jié)點(diǎn)－ 組織成鏈表；占用的內(nèi)存 i結(jié)點(diǎn)－ 哈希表（對沖突采用鏈表方式解決） ? 進(jìn)程所進(jìn)入的目錄 ：包括各個(gè)打開文件的目錄路徑，以及進(jìn)程的當(dāng)前目錄 – 進(jìn)入一個(gè)目錄，如果該目錄文件的內(nèi)存 i結(jié)點(diǎn)已經(jīng)存在，則只需把內(nèi)存 i結(jié)點(diǎn)的引用計(jì)數(shù)加 1，否則讀入該目錄文件的磁盤 i結(jié)點(diǎn)并建立內(nèi)存 i結(jié)點(diǎn)。鏈表中的每一塊都存放一個(gè)類似的空閑塊棧 ? 分配過程 ：查看超級塊中是否 count == 1；若不是，則彈出棧頂元素 N， count；若是，則彈出棧頂元素 N，把空閑塊 N中的棧（包括棧計(jì)數(shù)）讀入到超級塊中；返回空閑塊編號 N ? 釋放過程 ：被釋放空閑塊為編號 N。鏈表的開頭是超級塊中的磁盤空閑塊棧，在運(yùn)行時(shí)被讀入到內(nèi)存中。 123 4. 磁盤空閑塊的分配和釋放 ? 采用成組鏈接法 ，把鏈表和索引相結(jié)合。如：分配空閑 i結(jié)點(diǎn) 100和 150；釋放 i結(jié)點(diǎn) 100而“銘記” i結(jié)點(diǎn)變?yōu)?100；分配 i結(jié)點(diǎn) 100，則需要重新從磁盤上尋找空閑 i結(jié)點(diǎn)；此時(shí) i結(jié)點(diǎn) 150還在內(nèi)存 i結(jié)點(diǎn)表中，如果它尚未更新到磁盤上，那么從磁盤上會找到空閑的 i結(jié)點(diǎn) 150。若棧已滿，則判斷被釋放 i結(jié)點(diǎn)的編號小于 銘記 i結(jié)點(diǎn)編號，則把前者替換 銘記 i結(jié)點(diǎn)，否則被釋放的 i結(jié)點(diǎn)不入棧。若到達(dá) 銘記 i結(jié)點(diǎn)則表示棧已空，需要從磁盤上重新尋找。其中 “銘記” i結(jié)點(diǎn)(remembered inode)是棧中編號最大的 i結(jié)點(diǎn)。 ? 文件分配 ：直接索引，一級、二級、三級間接索引 i n o d eT a b l eDa t a( F i l e amp。 ? 文件類型 ：常規(guī)文件 (ordinary file)、目錄文件(directory)、特殊文件 (special file)如外設(shè)、先進(jìn)先出文件 (FIFO)如命名管道； 1. 概述 120 2. 磁盤文件卷結(jié)構(gòu) ? 超級塊 ：描述文件系統(tǒng)的狀態(tài)，包括磁盤空閑塊棧，空閑 i結(jié)點(diǎn)棧 ? i節(jié)點(diǎn) （ inode list）：存放文件說明信息，每項(xiàng) 64字節(jié) ? 目錄文件 ：每個(gè)目錄項(xiàng) 16字節(jié)?？捎糜冢簲?shù)據(jù)的冗余存儲 (容錯 )；提高文件 I/O速度 。 DuplexC: FA T20 0 MBD: NT FS10 0 MBE: N TFS12 5 MBDisk 0C: FA T20 0 MBD: NT FS10 0 MBF: FA T30 0 MBDisk 1? 帶校驗(yàn)的條帶卷：由 3個(gè)以上 的分布在不同物理硬盤上的 大小相同 的分區(qū)，以 64KB大小的條帶為單位組合成的帶校驗(yàn)的文件卷。鏡像卷有一半的空間用于冗余數(shù)據(jù)存儲。條帶卷可 使數(shù)據(jù)在硬盤間的分布趨于平均 ，通過多個(gè)并行的硬盤I/O來提高文件I/O速度。 通常一個(gè)文件卷與一個(gè)硬盤分區(qū)相對應(yīng)，但 NTFS支持由多個(gè)硬盤分區(qū)構(gòu)成的文件卷 ，以提高文件 I/O效率 、提供 動態(tài)增加卷大小 和 容錯 功能。 稀疏文件壓縮 非稀疏文件壓縮 7. NTFS卷結(jié)構(gòu) ? 卷集 ：是由 1到 32個(gè)硬盤分區(qū)構(gòu)成的單一文件卷，可在不影響已存儲數(shù)據(jù)的條件下把一個(gè)硬盤分區(qū)增加到卷集中。 ? 非稀疏文件壓縮 ： NTFS首先把文件分成16個(gè)簇為一組的壓縮單位；分別對各壓縮單位進(jìn)行壓縮，當(dāng)壓縮后不能節(jié)約一個(gè)簇時(shí)，不壓縮而直接存儲；當(dāng)壓縮后可節(jié)約至少一個(gè)簇時(shí)，只分配相應(yīng)空間，存儲壓縮后的數(shù)據(jù)。 常駐屬性 非常駐屬性 NTFS文件結(jié)構(gòu) NTFS目錄結(jié)構(gòu) 112 6. NTFS的數(shù)據(jù)壓縮 ? 稀疏文件壓縮 ：稀疏文件是指相對于文件大小而言只有少量非零數(shù)據(jù)的文件。 echo test....data ntfile echo test....user defined data ntfile:data more ntfile more ntfile:data copy ntfile h:ntfile (H為 NTFS) copy ntfile f:ntfile (F為 FAT) more h:ntfile more h:ntfile:data more f:ntfile more f:ntfile:data 106 NTFS文件屬性的存儲形式 ? 常駐屬性 （ Resident Attribute）：屬性流直接存放在主文件表中；標(biāo)準(zhǔn)信息和文件名總是常駐的。 ? NTFS卷上的所有數(shù)據(jù)（包括用于引導(dǎo)、定位、空間分配等文件系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)）都以 文件 的形式保存； ? 文件引用號 ：在主文件表中每個(gè)文件記錄有一個(gè) 64位的文件引用號；它由文件號和順序號組成，文件號（ 48位： 47~0）是文件在主文件表中的位置序號，順序號（ 16位： 63~48）在每次重復(fù)使用該文件記錄時(shí)加 1； 103 NTFS的元文件 ? 主文件表 （ $MFT）：文件記錄數(shù)組，每個(gè)記錄為 1KB；每個(gè)文件對應(yīng)一個(gè)或多個(gè)文件記錄； ? 主文件表副本 （ $MFTMirr）：是主文件表中前幾項(xiàng)的副本，用于在主文件表不能讀取時(shí)的元文件定位； ? 卷結(jié)構(gòu)日志 （ $LogFile）：記錄所有影響 NTFS卷結(jié)構(gòu)的操作，用于系統(tǒng)失敗后的卷恢復(fù)； ? 空間分配位圖 （ $Bitmap）：標(biāo)識卷中每個(gè)簇的分配狀態(tài)，即：空閑和已被分配； ? 引導(dǎo)文件 （ $Boot）：引導(dǎo)程序代碼； ? 壞簇文件 （ $BadClus）：記錄卷中據(jù)有損壞位置； ? 卷文件 （ $Volume）：卷名、文件系統(tǒng)版本、卷狀態(tài)（卷是否被損壞）； ? 屬性定義表 （ $AttrDef）：卷中支持的屬性類型列表； 105 5. NTFS文件屬性 NTFS文件是屬性的集合 ，通常所說的文件內(nèi)容是指未命名數(shù)據(jù)屬性流； 例：我們定義兩個(gè)數(shù)據(jù)屬性： ntfile(數(shù)據(jù) )和 ntfile:data(自定義數(shù)據(jù) )。 – SFT的表項(xiàng)數(shù)目 可由 FILES= 來語句指定，默認(rèn)是 8。 – JFT包含 該任務(wù)（進(jìn)程）的所有打開文件 。 – 在目錄項(xiàng)中，若第一個(gè)字節(jié)為 E5h，則表示空目錄項(xiàng)；若為 05h，則表示文件名的第一個(gè)字符為 E5h(歐洲國家用 )。 – 若目錄中包含的文件數(shù)目較多，則搜索效率低。文件卷中的每個(gè)簇均對應(yīng)一個(gè) FAT表項(xiàng)，文件分配采用鏈?zhǔn)椒峙浞椒ā? ? 每個(gè) FAT表項(xiàng)所占位數(shù)是 簇編號 的位數(shù)，其值是（以 FAT12為例）： – 0：表示該簇空閑 – FF7h：物理壞扇區(qū) – FF8h~FFFh：表示該簇是文件的最后一個(gè)簇 – 其他值：表示該簇被文件占用，而且表項(xiàng)中的值是文件下一個(gè)簇的編號。包括：簇大小，根目錄項(xiàng)數(shù)目， FAT表大小，磁盤參數(shù)（每道扇區(qū)數(shù)，磁頭數(shù)），文件卷中的扇區(qū)總數(shù)，簇編號長度等 – 邏輯扇區(qū)號 ：三元組（柱面號，磁頭號，扇區(qū)號）－ 一個(gè)文件卷中從 0開始對每個(gè)扇區(qū)編號，優(yōu)點(diǎn)：屏蔽了物理磁盤參數(shù)的不同 – 允許 同時(shí)訪問的文件卷數(shù)目上限 可以由 文件中的 LASTDRIVE= 語句指定 – 簇 (cluster)：由若干個(gè)扇區(qū)組成。 92 文件系統(tǒng)舉例 1 MS DOS的文件系統(tǒng) 2 Windows NT的文件系統(tǒng) 3 UNIX的文件系統(tǒng) 93 1 MS DOS的文件系統(tǒng) 多級目錄，不支持文件別名，無用戶訪問權(quán)限控制 1. 磁盤文件卷結(jié)構(gòu) F A T 1 F A T 2 Roo tDi r ec t or yDat a( F i l e amp。 如果該索引結(jié)點(diǎn)很快又被分配給其它文件 ，則又會帶來潛在的危險(xiǎn) 。 反之 ， 如果出現(xiàn) count值小于計(jì)數(shù)器表中索引結(jié)點(diǎn)號計(jì)數(shù)值的情況時(shí) ， 就有潛在的危險(xiǎn) 。 這種錯誤的后果是使一些已無用戶需要的文件仍駐留在磁盤上 ，浪費(fèi)了存儲空間 。 當(dāng)把所有目錄都檢查完后 ， 便可將該計(jì)數(shù)器表中每個(gè)表項(xiàng)中的索引結(jié)點(diǎn)號計(jì)數(shù)值與該文件索引結(jié)點(diǎn)中的鏈接計(jì)數(shù)count值加以比較 ， 如果兩者一致 ， 表示是正確的；否則 ，便是發(fā)生了鏈接數(shù)據(jù)不一致的錯誤 。 86 并發(fā)控制 1. 利用互斥鎖實(shí)現(xiàn)“順序性” 2. 利用互斥鎖和共享鎖實(shí)現(xiàn)順序性 87 重復(fù)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)一致性問題 1. 重復(fù)文件的一致性 圖 628 UNIX類型的目錄 88 2. 盤塊號一致性的檢查 圖 629 檢查盤塊號一致性情況 89 圖 629 檢查盤塊號一致性情況 90 3. 鏈接數(shù)一致性檢查 為每個(gè)盤塊建立一個(gè)表項(xiàng) ， 其中含有該索引結(jié)點(diǎn)號的計(jì)數(shù)值 。 在找到這樣的事務(wù)后 ， 再返回去搜索事務(wù)記錄表 ， 便可找到第一個(gè)檢查點(diǎn)記錄 ， 恢復(fù)例程便從該檢查點(diǎn)開始 ， 返回搜索各個(gè)事務(wù)的記錄 ， 并利用 redo和undo過程對它們進(jìn)行處理 。 84 檢查點(diǎn) 1. 檢查點(diǎn) (Check Points)的作用 引入檢查點(diǎn)的主要目的 ， 是使對事務(wù)記錄表中事務(wù)記錄的清理工作經(jīng)?；?， 即每隔一定時(shí)間便做一次下述工作： 首先是將駐留在易失性存儲器 (內(nèi)存 )中的當(dāng)前事務(wù)記錄表中的所有記錄 ， 輸出到穩(wěn)定存儲器中；其次是將駐留在易失性存儲器中的所有已修改數(shù)據(jù) ， 輸出到穩(wěn)定存儲器中；然后是將事務(wù)記錄表中的 〈 檢查點(diǎn) 〉 記錄 ， 輸出到穩(wěn)定存儲器中； 最后是每當(dāng)出現(xiàn)一個(gè) 〈 檢查點(diǎn) 〉 記錄時(shí) ， 系統(tǒng)便執(zhí)行上小節(jié)所介紹的恢復(fù)操作 ， 利用 redo和 undo過程實(shí)現(xiàn)恢復(fù)功能 。 該過程能把所有被事務(wù) Ti修改過的數(shù)據(jù) ，設(shè)置為新值 。 該過程把所有被事務(wù) Ti修改過的數(shù)據(jù) ，恢復(fù)為修改前的值 。新值： 修改后數(shù)據(jù)項(xiàng)將具有的值。數(shù)據(jù)項(xiàng)名：