【正文】 11813 14 151217 18191621 2223202526272429 303128c o u n tf i l e 塊 序 號j e e p 19目錄91611025－ 1－ 1－ 119第五章 文件系統(tǒng) 21 （ 2）特點(diǎn) Ⅰ 保留了串聯(lián)結(jié)構(gòu)的所有優(yōu)點(diǎn)； Ⅱ 可實(shí)施隨機(jī)查詢； Ⅲ 索引表占外存空間；查找索引表消耗 CPU時(shí)間。 圖 串聯(lián)結(jié)構(gòu)文件 起始塊 號 ( 2 2 )文件說明物理塊號邏輯塊 號 0 1 21822271830273N U LL30第五章 文件系統(tǒng) 20 4. 索引結(jié)構(gòu) （ 1）思想 一個(gè)文件存放在外存的不連續(xù)的多個(gè)物理記錄中 ,每個(gè)文件建立一張索引表 ,指出每個(gè)邏輯記錄所對應(yīng)的物理記錄。 圖 連續(xù)結(jié)構(gòu)文件 起始物 理塊號 ( 2 4 )文件塊 數(shù) ( 4 )文件說明24 25 26 27物理塊號邏輯塊 號0 1 2 3第五章 文件系統(tǒng) 16 3. 串聯(lián)結(jié)構(gòu) /鏈接結(jié)構(gòu) （ 1） 思想 將一個(gè)文件的多個(gè)邏輯記錄存放在多個(gè)不連續(xù)的外存空間上，用單向鏈表將上述不連續(xù)的外存空間加以組織對應(yīng)到一個(gè)文件上。 第五章 文件系統(tǒng) 14 2. 連續(xù)結(jié)構(gòu) （ 1）思想 一個(gè)文件的邏輯記錄存放在外存多個(gè)相鄰或連續(xù)的物理塊中。 （ 3）物理記錄和邏輯記錄的關(guān)系 一個(gè)物理記錄中可存放若干個(gè)邏輯記錄。 軟盤上常以 128字節(jié)為一塊，磁帶或磁盤上常以 512字節(jié)或 1026字節(jié)為一塊。 第五章 文件系統(tǒng) 13 文件的物理結(jié)構(gòu) 文件的物理結(jié)構(gòu)是指邏輯文件在文件存儲器上的存儲結(jié)構(gòu)。 UNIX文件的邏輯結(jié)構(gòu)采用這種方式。 （ 2） 變長記錄文件 文件長度為各記錄長度之和。 文件的存取方法是由文件的性質(zhì)和用戶使用文件的要求決定的。系統(tǒng)按這種形式去和外部設(shè)備打交道，控制信息的傳輸。用戶按這種形式去存儲、檢索和加工有關(guān)文件信息。 第五章 文件系統(tǒng) 10 文件系統(tǒng)的基本功能 (1) (2) (3) (4) (5) 文件操作和使用。 (3) 特別文件 ：由一切輸入輸出慢速字符設(shè)備構(gòu)成的文件 。 (2) 目錄文件 ： 由文件目錄構(gòu)成的一類文件 。 第五章 文件系統(tǒng) 9 在 UNIX操作系統(tǒng)中 ， 文件 按組織和處理方式 分為三類： (1) 普通文件 ：由內(nèi)部無結(jié)構(gòu)的一串平滑的字符構(gòu)成的文件 。 (2) 輸出文件 ： 例如打印機(jī)文件 ， 只能輸出 。 (3) 不保護(hù)文件 ： 所有用戶都可以存取的文件 。 第五章 文件系統(tǒng) 7 根據(jù)文件的 保護(hù)方式 ， (1) 只讀文件 ：允許文件主及核準(zhǔn)的用戶讀 ， 但不允許寫的文件 。 ③ 永久文件 ：用戶要經(jīng)常使用的文件 。 當(dāng)用戶撤離系統(tǒng)時(shí) ， 其文件也隨之被撤消 。 (3) 用戶文件 ：由用戶委托操作系統(tǒng)保存的文件 ， 如源程序文件 ， 目標(biāo)程序文件 ， 以及由原始數(shù)據(jù) 、 計(jì)算結(jié)果等組成的文件 。 (2) 庫文件 ：由標(biāo)準(zhǔn)子程序及常用的應(yīng)用程序組成的文件 。 文件按其 性質(zhì) 和 用途 (1) 系統(tǒng)文件 ：有關(guān)操作系統(tǒng)及其它系統(tǒng)程序的信息所組成的文件 。 (3) 接口的統(tǒng)一性 ： 用戶可使用統(tǒng)一的廣義指令或系統(tǒng)調(diào)用來存取各種介質(zhì)上的文件。 增設(shè)了文件管理部分后 ， 為用戶帶來了如下好處： (1) 使用的方便性 ：按名存取 。 第五章 文件系統(tǒng) 4 從系統(tǒng)角度來看 ， 文件系統(tǒng)是對文件存儲器的存儲空間進(jìn)行組織和分配 ， 負(fù)責(zé)文件的存儲并對存入的文件進(jìn)行保護(hù)和檢索的系統(tǒng) 。 2. 操作系統(tǒng)中 負(fù)責(zé)管理和存取文件信息的軟件機(jī)構(gòu) 稱為文件管理系統(tǒng)， 簡稱文件系統(tǒng)。 系統(tǒng)和用戶都可以將具有一定獨(dú)立功能的程序模塊 、 一組數(shù)據(jù)或一組文字命名為一個(gè)文件 。 文件是記錄的集合。 文件內(nèi)容的意義：由文件的建立者和使用者解釋。 信息項(xiàng)：構(gòu)成文件內(nèi)容的基本單位。第五章 文件系統(tǒng) 1 第五章 文件系統(tǒng) 文件系統(tǒng)概述 文件的結(jié)構(gòu)和存取法 文件目錄 文件存儲空間的管理 文件的共享 文件的存取控制 文件系統(tǒng)和用戶間的接口 第五章 文件系統(tǒng) 2 文件系統(tǒng)概述 文件和文件系統(tǒng) 1. 文件 文件 (File)是 一個(gè)具有符號名的一組相關(guān)聯(lián)元素的有序序列 。 一組帶標(biāo)識的在邏輯上有完整意義的信息項(xiàng)的序列，這個(gè)標(biāo)識為文件名。 長度：單個(gè)字節(jié)，或多個(gè)字節(jié)。 文件是邏輯上相關(guān)聯(lián)信息的集合。 第五章 文件系統(tǒng) 3 文件可以包含范圍非常廣泛的內(nèi)容 。 例如用戶的一個(gè) Pascal源程序 、 一個(gè)目標(biāo)代碼程序 、 系統(tǒng)中的庫程序和各種系統(tǒng)程序 、 一批待加工處理的數(shù)據(jù) 、 一篇文章等等 ， 都可構(gòu)成一個(gè)文件 。文件系統(tǒng)由三部分組成：與 文件管理有關(guān)的軟件 、 被管理的文件 以及 實(shí)施文件管理所需的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 。 具體地說 ， 它負(fù)責(zé)為用戶建立文件 ， 存入 、 讀出 、修改 、 轉(zhuǎn)儲文件 ， 控制文件的存取 ， 當(dāng)用戶不再使用時(shí)撤消文件等 。 (2) 數(shù)據(jù)的安全性 ： 文件系統(tǒng)可提供各種安全措施，防止無意的或有意的破壞文件。 第五章 文件系統(tǒng) 5 為便于文件的控制和管理 ， 通常把文件分成若干類型 。 這類文件對用戶不直接開放 ， 只能通過系統(tǒng)調(diào)用為用戶服務(wù) 。 這類文件允許用戶調(diào)用 ， 但不允許用戶修改 。 第五章 文件系統(tǒng) 6 這類文件根據(jù) 使用情況 ① 臨時(shí)文件 ：用戶在一次算題過程中建立的 “ 中間文件 ” 。 ② 檔案文件 ：只保存在作為檔案的磁帶上 ， 以便考證和恢復(fù)用的文件 ， 如日志文件 。 它不僅在磁盤上有文件副本 ， 而且在 “ 檔案 ” 上也有一個(gè)可靠的副本 。 (2) 讀寫文件 ：允許文件主及核準(zhǔn)的用戶讀 、 寫 ， 但禁止未核準(zhǔn)的用戶讀 、 寫的文件 。 第五章 文件系統(tǒng) 8 按 文件信息的流向 ， (1) 輸入文件 ： 例如鍵盤輸入文件 ， 只能輸入 。 (3) 輸入輸出文件 ： 在磁盤、 磁帶上的文件， 既可讀， 又可寫。 這種文件既可以是系統(tǒng)文件 ， 也可以是庫文件或用戶文件 。 對它的處理 (讀 、 寫 、 執(zhí)行 )在形式上與普通文件相同 。 這類文件對于查找目錄 、 存取權(quán)限驗(yàn)證等的處理與普通文件相似 ， 而其它部分的處理要針對設(shè)備特性要求做相應(yīng)的特殊處理 。 第五章 文件系統(tǒng) 11 文件的結(jié)構(gòu)和存取法 文件結(jié)構(gòu) “ 思維 ” 中的抽象文件結(jié)構(gòu)。 又稱為文件的存儲結(jié)構(gòu)， 是指文件在外存上的存儲組織形式。 文件系統(tǒng)的重要作用之一，就是在用戶的邏輯文件和相應(yīng)設(shè)備上的物理文件之間建立映射，實(shí)現(xiàn)二者之間的轉(zhuǎn)換。 第五章 文件系統(tǒng) 12 文件的邏輯結(jié)構(gòu) （ 1） 定長記錄文件 文件長度由記錄長度和記錄個(gè)數(shù)確定。 圖 記錄式文件 (a) 定長記錄文件； (b) 變長記錄文件 R0… Ri… RnL L L( a ) R0 … Ri … Rn( b )L0lL0L1l L ilLiLnlLn 結(jié)構(gòu)的流式文件 有序字符的集合。文件的長度等于該文件所包含的字符數(shù)。 1. 概念 （ 1）物理塊 在外存上進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫的基本單位。 （ 2）物理記錄 一個(gè)物理塊中存放的信息稱為物理記錄。 一個(gè)邏輯記錄可存放在多個(gè)物理記錄上。 1 2 305 6749 10 11813 14151217 18 191621 22 232025 26 2724l i s t29 30 3128m a i lc o u n tf i l e s t a r t l e n g t hc o u n t 0 2tr 14 3m a i l 19 6l i s t 28 4f 6 2目錄trf第五章 文件系統(tǒng) 15 （ 2）特點(diǎn) Ⅰ 文件信息集中，查找快； Ⅱ 外存利用率低； Ⅲ 建立時(shí)要確定文件的大小，較難； Ⅳ 常用作備份，不支持增刪操作。 隱式鏈接 251 2 305 6 7491011813 14 151217 18 191621 22 23202526272429 30 3128f i l e s t a r t e n dj e e p 9 25目錄101 116第五章 文件系統(tǒng) 17 顯式鏈接 012345物 理 塊 號2F C B F A T0451第五章 文件系統(tǒng) 18 6E O F11105E O F0123456789F A TF C B A4F C B B9圖 610 MSDOS的文件物理結(jié)構(gòu) 第五章 文件系統(tǒng) 19 （ 2） 特點(diǎn) Ⅰ 外存利用率高于連續(xù)結(jié)構(gòu)； Ⅱ 動態(tài)增刪文件內(nèi)容容易實(shí)現(xiàn)； Ⅲ 只可順序訪問文件； Ⅳ 鏈接字破壞了物理信息的完整性。一個(gè)索引表就是磁盤塊地址數(shù)組 ,其中第 i個(gè)條目指向文件的第 i塊。 索引表 指針文件說明邏輯塊號物理塊號0 231 192 263 29索引塊 指針23192629圖 索引結(jié)構(gòu)文件 第五章 文件系統(tǒng) 22 4 6 3 2 7 8 1 2 8 鏈 接