操作系統(tǒng)第九章文件系統(tǒng)課件

第九章文件系統(tǒng)（一）文件系統(tǒng)的基本概念（二）文件的邏輯結(jié)構(gòu)與存取方法（三）文件的物理結(jié)構(gòu)（四）文件目錄結(jié)構(gòu)（五）文件的共享與保護(hù)（六）文件操作（一）文件系統(tǒng)的基本概念一.文件

信息是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的重要資源所有的計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序都要：存儲(chǔ)信息，檢索信息 三個(gè)基本要求：存儲(chǔ)大量的信息;長(zhǎng)期保存信息;

可以共享信息

解決方法：把信息以一種單元，即文件的形式存儲(chǔ)在磁盤(pán)或其他外部介質(zhì)上；通過(guò)操作系統(tǒng)來(lái)管理文件，包括文件的結(jié)構(gòu)，命名，存取，使用，保護(hù)和實(shí)現(xiàn)方法文件管理的目的方便的文件訪問(wèn)和控制：以符號(hào)名稱(chēng)作為文件標(biāo)識(shí)，便于用戶使用并發(fā)文件訪問(wèn)和控制：在多道系統(tǒng)中支持對(duì)文件的并發(fā)訪問(wèn)和控制統(tǒng)一的用戶接口：在不同設(shè)備上提供同樣的接口，方便用戶操作和編程多種文件訪問(wèn)權(quán)限：在多用戶系統(tǒng)中的不同用戶對(duì)同一文件會(huì)有不同的訪問(wèn)權(quán)限優(yōu)化性能：存儲(chǔ)效率、檢索性能、讀寫(xiě)性能差錯(cuò)恢復(fù)：能夠驗(yàn)證文件的正確性，并具有一定的差錯(cuò)恢復(fù)能力2.文件分類(lèi)（1）按文件的性質(zhì)和用途分類(lèi)系統(tǒng)文件：有關(guān)OS及有關(guān)系統(tǒng)所組成文件，通過(guò)操作系統(tǒng)調(diào)用為用戶服務(wù)。程序庫(kù)文件：標(biāo)準(zhǔn)子程序及常用應(yīng)用程序組成文件，允許用戶使用但不能修改用戶文件：（2）按信息保存期限分類(lèi)臨時(shí)文件 永久文件 檔案文件（3）按保護(hù)級(jí)別分類(lèi) 不保護(hù)文件 執(zhí)行文件 只讀文件 讀寫(xiě)文件（4）按文件流向分類(lèi) 輸入文件 輸出文件 輸入輸出文件（5）按文件的邏輯結(jié)構(gòu)分類(lèi)流式文件 記錄式文件（6）按文件的物理結(jié)構(gòu)分類(lèi)順序（連續(xù)）文件 鏈接文件 索引文件（7）UNIX系統(tǒng)將文件分為三類(lèi)普通文件：無(wú)結(jié)構(gòu)的字符文件 目錄文件：由文件的目錄項(xiàng)組成的文件 特殊文件：設(shè)備文件3.文件名與屬性（1）文件名 根據(jù)文件的定義，每個(gè)文件必須有一個(gè)唯一的文件名，用戶使用文件名存取文件。系統(tǒng)使用文件內(nèi)部標(biāo)識(shí)符管理文件。 文件名是一個(gè)有限長(zhǎng)度的字符串。

DOS、WINDOWS系統(tǒng)中文件名： 文件名.[文件擴(kuò)展名]

文件名是一個(gè)不大于8個(gè)字符的字符串，但WINDOWS系統(tǒng)中允許超長(zhǎng)文件名，最多可有256個(gè)字符，不區(qū)分英文字母的大小寫(xiě)。不同的操作系統(tǒng)對(duì)文件名的字符長(zhǎng)度限制可能不同。不同的操作系統(tǒng)對(duì)文件名的英文字母的大小寫(xiě)處理可能不同。UNIX系統(tǒng)中的文件名： 文件名是一個(gè)不大于14個(gè)字符的字符串。并且區(qū)分英文字母的大小寫(xiě)。 例如：ll.ca.outaaAA

注意：UNIX系統(tǒng)中文件名就是一個(gè)字符串，沒(méi)有文件名和文件擴(kuò)展名之分，文件的類(lèi)型由用戶命名時(shí)確定。 例如，li.c，UNIX系統(tǒng)認(rèn)為這個(gè)文件名的長(zhǎng)度是4個(gè)字符。而在DOS、WINDOWS系統(tǒng)中則解釋這個(gè)文件名，li是文件名，c是文件擴(kuò)展名，表示該文件是一個(gè)C語(yǔ)言的源程序文件，而.是文件名和文件擴(kuò)展名的分隔符。（3）文件屬性

文件屬性反映文件的類(lèi)型、類(lèi)別、存取控制、保護(hù)級(jí)別等信息。

UNIX系統(tǒng)中文件屬性： － 普通文件

d 目錄文件

p 管道文件

c 字符型設(shè)備文件

b 塊設(shè)備文件二.文件系統(tǒng)1.什么是文件系統(tǒng) 文件系統(tǒng)的功能就是提供高效、快速和方便的信息存儲(chǔ)和訪問(wèn)功能

文件系統(tǒng)是操作系統(tǒng)中負(fù)責(zé)管理和存取文件信息的軟件機(jī)構(gòu)，包括：管理文件所需的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（如目錄表、文件控制塊、存儲(chǔ)分配表）管理程序一組操作（2）從系統(tǒng)的角度看 文件目錄怎樣實(shí)現(xiàn)，怎樣管理存儲(chǔ)空間，文件存儲(chǔ)位置，磁盤(pán)實(shí)際運(yùn)作方式(與設(shè)備管理的接口)等等。

文件系統(tǒng)是一個(gè)負(fù)責(zé)文件存儲(chǔ)空間管理的機(jī)構(gòu)，主要功能包括：統(tǒng)一管理文件的存儲(chǔ)空間，實(shí)施存儲(chǔ)空間的分配與回收實(shí)現(xiàn)文件的按名存取 實(shí)現(xiàn)名字空間向存儲(chǔ)空間的映射實(shí)現(xiàn)文件信息的共享，并提供文件的保護(hù)和保密措施向用戶提供一個(gè)方便使用的接口（提供對(duì)文件系統(tǒng)操作命令，以及提供對(duì)文件的操作命令：信息存取、加工等）系統(tǒng)維護(hù)及向用戶提供有關(guān)信息提供與I/O的統(tǒng)一接口（3）文件系統(tǒng)的特點(diǎn)使用簡(jiǎn)單 使用文件名、一組文件操作命令安全可靠 提供防護(hù)措施，在文件遭受破壞時(shí)，能及時(shí)復(fù)原。既能共享，又能保密 身份驗(yàn)證，存取權(quán)限驗(yàn)證。（4）文件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)2.文件的邏輯結(jié)構(gòu)（1）什么是文件的邏輯結(jié)構(gòu)

從用戶角度看到的文件面貌，是用戶思維中文件結(jié)構(gòu)，即用戶對(duì)信息進(jìn)行邏輯組織形成的文件結(jié)構(gòu)，獨(dú)立于外存上的物理存儲(chǔ)。（2）研究文件邏輯結(jié)構(gòu)的目的

為用戶提供一種邏輯結(jié)構(gòu)清晰、使用簡(jiǎn)便的邏輯文件形式 用戶按文件的邏輯結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)、檢索和加工文件中的信息

文件邏輯結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求：訪問(wèn)性能：便于檢索；便于修改存儲(chǔ)性能：向物理存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換方便，節(jié)省空間3.文件的物理結(jié)構(gòu)（1）什么是文件的物理結(jié)構(gòu) 文件在存儲(chǔ)介質(zhì)上的結(jié)構(gòu)（或稱(chēng)組織）。在當(dāng)代，文件的存儲(chǔ)介質(zhì)是磁盤(pán)，包括軟盤(pán)、硬盤(pán)和光盤(pán)、磁帶，早期還有磁鼓。由于目前的磁帶是模擬磁盤(pán)的結(jié)構(gòu)，所以文件的物理結(jié)構(gòu)主要是指磁盤(pán)上文件的結(jié)構(gòu)。（2）研究文件物理結(jié)構(gòu)的目的 選擇工作性能良好、設(shè)備利用率高的物理文件形式。 系統(tǒng)按照文件的物理結(jié)構(gòu)形式和外部設(shè)備打交道，控制信息的傳輸。4.邏輯記錄與物理記錄（磁盤(pán)塊）（1）邏輯記錄

邏輯記錄是文件中按信息在邏輯上的獨(dú)立含義來(lái)劃分的信息單位。 邏輯記錄是對(duì)文件進(jìn)行存取操作的基本單位。（2）物理記錄

在存儲(chǔ)介質(zhì)上，由連續(xù)信息所組成的一個(gè)區(qū)域稱(chēng)為塊，也叫物理記錄。（3）邏輯記錄與物理記錄的區(qū)別和關(guān)系

一個(gè)是邏輯的概念。一個(gè)是物理的概念。邏輯記錄最終在存放到物理記錄上。2.記錄式文件

一種結(jié)構(gòu)式文件，邏輯上總被看成一組連續(xù)順序的記錄的集合.每個(gè)記錄由彼此相關(guān)的域構(gòu)成。每個(gè)記錄有一個(gè)鍵，可按鍵進(jìn)行查找。 文件中所有記錄的長(zhǎng)度都相同的文件稱(chēng)為定長(zhǎng)記錄文件。定長(zhǎng)記錄文件的長(zhǎng)度=記錄個(gè)數(shù)×記錄長(zhǎng)度變長(zhǎng)記錄文件的長(zhǎng)度為各記錄長(zhǎng)度之和。例如:學(xué)生登記表文件xsdjb.dbf

姓名學(xué)號(hào)籍貫通信地址郵政編碼 李銘925678武昌武昌關(guān)山街125號(hào)430074

司馬樂(lè)925679北京北京海軍路88號(hào)1000343、兩種文件的比較

流式文件就象給一張白紙給用戶，用戶可將他的信息任意地寫(xiě)到紙上，沒(méi)有任何格式上的限制。

記錄式文件就象給一張表格給用戶，用戶要按表規(guī)定的格式填信息。

顯然，結(jié)構(gòu)式文件對(duì)用戶的限制很大，使用起來(lái)就不方便，所以記錄式文件被淘汰是理所當(dāng)然的。三.文件的存取方法1.順序存取

后一次存取總在前次存取的基礎(chǔ)上進(jìn)行。每次存取不必給出存取開(kāi)始的位置。2.隨機(jī)存取

用戶以任意次序請(qǐng)求某個(gè)記錄。每次存取操作都要指定存取操作的開(kāi)始位置。在系統(tǒng)中提供文件存取操作有：

n=read(fd,buffer,size); m=write(fd,buffer,size);

從當(dāng)前位置開(kāi)始讀（或?qū)懀?，?zhí)行順序存取操作。

leek(fd,offset,mode)

調(diào)整文件的讀寫(xiě)起始位置的系統(tǒng)調(diào)用，若在read、write之前執(zhí)行l(wèi)eek操作，就調(diào)整了文件的讀寫(xiě)指針（讀寫(xiě)開(kāi)始的位置），實(shí)現(xiàn)了隨機(jī)存取。（3）磁盤(pán) 直接（隨機(jī)）存取設(shè)備： 存取磁盤(pán)上任一物理塊的時(shí)間不依賴(lài)于該物理塊所處的位置柱面扇區(qū)磁臂磁頭

信息記錄在磁道上，多個(gè)盤(pán)片，正反兩面都用來(lái)記錄信息，每面一個(gè)磁頭；所有盤(pán)面中處于同一磁道號(hào)上的所有磁道組成一個(gè)柱面。 物理地址形式： 磁頭號(hào)（盤(pán)面號(hào)） 磁道號(hào)（柱面號(hào)） 扇區(qū)號(hào) 磁盤(pán)系統(tǒng)由磁盤(pán)本身和驅(qū)動(dòng)控制設(shè)備組成，實(shí)際存取讀寫(xiě)的動(dòng)作過(guò)程是由磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)控制設(shè)備按照主機(jī)要求完成的一次訪盤(pán)請(qǐng)求： 讀/寫(xiě)，磁盤(pán)地址（設(shè)備號(hào)，柱面號(hào)，磁頭號(hào)，扇區(qū)號(hào)），內(nèi)存地址（源/目）（4）光盤(pán)

光盤(pán)容量大，速度快，價(jià)格便宜，但一般不可寫(xiě)可讀寫(xiě)光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器價(jià)格貴，寫(xiě)過(guò)程很麻煩光盤(pán)的空間結(jié)構(gòu)與磁盤(pán)類(lèi)似（5）外存的特點(diǎn)容量大，斷電后仍可保存信息，速度較慢，成本較低由兩部分組成：驅(qū)動(dòng)部分+存儲(chǔ)介質(zhì)種類(lèi)很多外存空間組織與地址與存取方式非常復(fù)雜I/O過(guò)程方式非常復(fù)雜（6）用戶對(duì)外存的要求 用戶對(duì)外存的使用：讀寫(xiě)外存數(shù)據(jù) 用戶對(duì)外存的要求：方便、效率、安全在讀寫(xiě)外存時(shí)不涉及硬件細(xì)節(jié)，使用邏輯地址和邏輯操作存取速度盡可能快，容量大且空間利用率高外存上存放的信息安全可靠，防止來(lái)自硬件的故障和他人的侵權(quán)可以方便地共享，動(dòng)態(tài)擴(kuò)縮，攜帶拆卸，了解存儲(chǔ)情況和使用情況以盡可能小的代價(jià)完成上述要求（三）文件的物理結(jié)構(gòu)

文件的物理結(jié)構(gòu)描述了文件在輔存上的安置、鏈接和編目的方法。 常用的文件物理結(jié)構(gòu)：

連續(xù)文件結(jié)構(gòu)、串聯(lián)文件結(jié)構(gòu)和索引結(jié)構(gòu) 一.連續(xù)文件結(jié)構(gòu)

1.什么是連續(xù)文件結(jié)構(gòu) 連續(xù)文件結(jié)構(gòu)是由一組分配在磁盤(pán)連續(xù)區(qū)域的物理塊組成。2.連續(xù)文件結(jié)構(gòu)文件A3100R0R1R2100101102文件A

目錄項(xiàng)文件目錄磁盤(pán)塊號(hào)在連續(xù)文件結(jié)構(gòu)下，當(dāng)要存取Ri記錄時(shí)，應(yīng)如何操作？3.連續(xù)文件的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)容易，不需要額外的空間開(kāi)銷(xiāo)支持順序存取和隨機(jī)存取，順序存取速度快連續(xù)存取時(shí)速度較快缺點(diǎn)：文件長(zhǎng)度一經(jīng)固定便不易改變不利于文件的動(dòng)態(tài)增加和修改 預(yù)留空間:浪費(fèi) 重新分配和移動(dòng)適用于變化不大的順序訪問(wèn)的文件二.串聯(lián)文件結(jié)構(gòu)1.什么是串聯(lián)文件

串聯(lián)文件結(jié)構(gòu)是按順序由串聯(lián)的塊組成的，即文件的信息按存儲(chǔ)介質(zhì)的物理特性存于若干塊中。 每個(gè)物理塊的最末一個(gè)字(或第一個(gè)字)作為鏈接字，它指出后繼塊的物理地址。鏈?zhǔn)字羔槾娣旁谠撐募夸浿小Ｎ募慕Y(jié)尾塊的指針為“∧”，表示文件至本塊結(jié)束。 對(duì)于記錄式文件一塊中可包含一個(gè)邏輯記錄或多個(gè)邏輯記錄，也可以若干物理塊包含一個(gè)邏輯記錄。2.串聯(lián)文件的結(jié)構(gòu)問(wèn)題：在串聯(lián)文件結(jié)構(gòu)下，當(dāng)要存取Ri記錄時(shí)，應(yīng)如何操作？文件A10010015045文件A

目錄項(xiàng)文件目錄磁盤(pán)塊號(hào)在串聯(lián)文件結(jié)構(gòu)下，當(dāng)要存取Ri記錄時(shí)，應(yīng)如何操作？R0150R145R2∧磁盤(pán)塊號(hào)磁盤(pán)塊號(hào)3.串聯(lián)文件的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：空間利用率高；能較好的利用輔存空間。文件動(dòng)態(tài)擴(kuò)充和修改容易。順序存取效率高 類(lèi)似于存儲(chǔ)管理中的頁(yè)式缺點(diǎn)：隨機(jī)存取效率太低，如果訪問(wèn)文件的最后的內(nèi)容，實(shí)際上是要訪問(wèn)整個(gè)文件?？煽啃詥?wèn)題，如指針出錯(cuò)鏈接指針占用一定的空間文件映照文件映照技術(shù)：即把鏈接文件中的鏈接字集中在一結(jié)構(gòu)中，這樣既保持了鏈接文件的優(yōu)點(diǎn)，也克服了其缺點(diǎn)。Windows系統(tǒng)的FAT16、FAT32采用了文件映照。FAT文件磁盤(pán)格式bootFAT1根目錄區(qū)文件數(shù)據(jù)區(qū)FAT121.5FAT162FAT324（只用28位，高4位保留）且取消了根目錄區(qū)。FAT2Flile1???34Flile2???22文件目錄???0000???012345n-6n-5n-4n-3n-2n-1nFAT00000000000000000000000000000000000000000000005n-6FFFFn-3FFFF三.索引文件結(jié)構(gòu)

1.隨機(jī)文件結(jié)構(gòu)

隨機(jī)文件結(jié)構(gòu)是另一種形式的非連續(xù)文件，文件數(shù)據(jù)存放的存儲(chǔ)介質(zhì)上的物理塊號(hào)與文件的邏輯塊號(hào)之間建立了某種對(duì)應(yīng)關(guān)系。

隨機(jī)文件有三種形式的結(jié)構(gòu)：直接地址結(jié)構(gòu)、索引結(jié)構(gòu)、計(jì)算尋址結(jié)構(gòu)。 索引結(jié)構(gòu)是當(dāng)代計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)中普遍采用的結(jié)構(gòu)，如UNIX系統(tǒng)、LINUX系統(tǒng)。2.什么是索引文件

系統(tǒng)為每個(gè)文件建立邏輯塊號(hào)與物理塊號(hào)的對(duì)照表，稱(chēng)為文件的索引表。文件由數(shù)據(jù)文件和索引表構(gòu)成。這種文件稱(chēng)為索引文件。索引表位置：文件目錄中，文件的開(kāi)頭等。索引表大?。汗潭ù笮?，非固定大小。3.索引文件結(jié)構(gòu)4.索引文件的操作

索引文件在存儲(chǔ)區(qū)中占兩個(gè)區(qū)：索引區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)。索引區(qū)存放索引表，數(shù)據(jù)區(qū)存放數(shù)據(jù)文件本身。 訪問(wèn)索引文件需要兩步操作——查文件索引號(hào)，由邏輯塊號(hào)查得物理塊號(hào)由此磁盤(pán)物理塊號(hào)而獲得所要求的信息5.索引文件的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：保持了鏈接結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，又解決了其缺點(diǎn)：即能順序存取，又能隨機(jī)存取滿足了文件動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)、插入刪除的要求能充分利用外存空間缺點(diǎn)：索引表本身帶來(lái)了系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)如：內(nèi)外存空間，存取時(shí)間6.索引表的組織——多級(jí)索引

鏈接模式：一個(gè)盤(pán)塊一個(gè)索引表，多個(gè)索引表鏈接起來(lái) 多級(jí)索引：將一個(gè)大文件的所有索引表（二級(jí)索引)的地址放在另一個(gè)索引表（一級(jí)索引)中 綜合模式：UNIX系統(tǒng)采用多級(jí)間接索引結(jié)構(gòu)，對(duì)小型文件采用直接索引，對(duì)大型文件采用間接索引，從而，既保證絕大多數(shù)的文件有高的存取效率，又能適應(yīng)存取一些大型文件（既保證了文件系統(tǒng)的高效率，又使其有很寬的適應(yīng)面）。124567981226nullnullnullnullnullnullnullnullnull124567981226Flile11235文件目錄???0123456789101112???File1i結(jié)點(diǎn)1235文件大小1890直接索引假設(shè)：磁盤(pán)塊大小：512字節(jié)磁盤(pán)塊號(hào)：4字節(jié)0123456789101112???File2i結(jié)點(diǎn)896文件大小6250Flile2896Flile11235文件目錄???13415679842656616459791826296891832596一次索引塊999999891832596nullnullnull???nullnull直接索引一次間接索引101112Flile11235文件目錄Flile318960123456789101112???File3i結(jié)點(diǎn)1896文件大小137200138136536?????????????????????678788二次索引塊788null直接索引一次間接索引1678978null???二次間接索引四.文件物理結(jié)構(gòu)的比較連續(xù)文件的優(yōu)點(diǎn)是不需要額外的空間開(kāi)銷(xiāo)，只要在文件目錄中指出文件的大小和首塊的塊號(hào)即可，對(duì)順序的訪問(wèn)效率很高。適應(yīng)于順序存取。缺點(diǎn)是動(dòng)態(tài)地增長(zhǎng)和縮小系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)很大；文件創(chuàng)建時(shí)要求用戶提供文件的大??；存儲(chǔ)空間浪費(fèi)較大。串聯(lián)文件克服了連續(xù)文件的不足之處，但文件的隨機(jī)訪問(wèn)系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)較大。適應(yīng)于順序訪問(wèn)的文件。DOS系統(tǒng)中改造了串聯(lián)文件的結(jié)構(gòu)，使其克服了串聯(lián)文件的不足，但增加了系統(tǒng)的危險(xiǎn)性。索引文件既適應(yīng)于順序存訪問(wèn)，也適應(yīng)于隨機(jī)訪問(wèn)，是一種比較好的文件物理結(jié)構(gòu)，但要有用于索引表的空間開(kāi)銷(xiāo)和文件索引的時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)。UNIX系統(tǒng)是使用索引結(jié)構(gòu)成功的例子。五.文件結(jié)構(gòu)、文件存取方式與文件存儲(chǔ)介質(zhì)的關(guān)系存儲(chǔ)介質(zhì)物理結(jié)構(gòu)存取方式磁帶連續(xù)結(jié)構(gòu)順序存取磁盤(pán)連續(xù)鏈接索引順序順序順序隨機(jī)

隨機(jī)某操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)采用串聯(lián)文件，文件的邏輯記錄和磁盤(pán)塊的大小相等，均為512字節(jié)，磁盤(pán)塊號(hào)占2個(gè)字節(jié)。某文件file依次占用磁盤(pán)塊號(hào)為23、45、1023、78、59、61，其中在第61磁盤(pán)塊中只存放了2個(gè)字節(jié)的信息。問(wèn)：

(1)文件file的大小是多少字節(jié)？ (2)畫(huà)出文件file的物理結(jié)構(gòu)。 (3)現(xiàn)要從file文件的第1023字節(jié)開(kāi)始讀513字節(jié)，它將要讀多少次磁盤(pán)塊？

（四）文件目錄及其結(jié)構(gòu)一.文件目錄有關(guān)概念1.基本概念

文件控制塊（FCB）：文件控制塊是操作系統(tǒng)為管理文件而設(shè)置的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，存放了為管理文件所需的所有有關(guān)信息（文件屬性） 文件控制塊是文件存在的標(biāo)志2.什么是文件目錄

文件目錄即文件名址錄。它是一張記錄所有文件名及其存放地址、文件的說(shuō)明和控制信息的表格（不包括文件內(nèi)容），用于實(shí)現(xiàn)文件檢索。

一般情況下，每個(gè)文件占用一個(gè)表目，即每個(gè)文件有一個(gè)文件的目錄項(xiàng)。文件目錄：把所有的FCB組織在一起，就構(gòu)成了文件目錄，即文件控制塊的有序集合目錄項(xiàng)：構(gòu)成文件目錄的項(xiàng)目（目錄項(xiàng)就是FCB）目錄文件：為了實(shí)現(xiàn)對(duì)文件目錄的管理，通常將文件目錄以文件的形式保存在外存，這個(gè)文件就叫目錄文件2.文件目錄的內(nèi)容（1）文件名（2）文件邏輯結(jié)構(gòu) 說(shuō)明文件的記錄是否定長(zhǎng)，記錄長(zhǎng)度及記錄個(gè)數(shù)等。（3）文件物理結(jié)構(gòu) 記錄文件的物理結(jié)構(gòu)形式。 連續(xù)文件——指出文件第一塊的物理地址，文件所占?jí)K數(shù) 串聯(lián)文件——指出該文件第一塊的物理地址 索引文件——指出索引表地址（4）存取控制信息 登記文件主本人具有的存取權(quán)限、核準(zhǔn)的其他用戶及其相應(yīng)的存取權(quán)限。（5）管理信息 記錄文件建立日期、時(shí)間，上一次存取時(shí)間、要求文件保留的時(shí)間等信息（6）文件類(lèi)型 記錄文件的類(lèi)型，例如可分為數(shù)據(jù)文件、目錄文件、塊存儲(chǔ)文件、字符設(shè)備文件。文件目錄結(jié)構(gòu)——

一級(jí)文件目錄 二級(jí)文件目錄 多級(jí)文件目錄（樹(shù)型文件目錄）二.一級(jí)文件目錄結(jié)構(gòu)1.什么是一級(jí)文件目錄

最簡(jiǎn)單的文件目錄結(jié)構(gòu)是在系統(tǒng)中建立一張線性表，每個(gè)文件占一表目，由文件名和文件的說(shuō)明和管理信息組成。這樣的表稱(chēng)為一級(jí)文件目錄.2.一級(jí)文件目錄的特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： 比較簡(jiǎn)單，文件名和文件之間有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。一級(jí)文件目錄的主要功能是實(shí)現(xiàn)“按名存取”,并且實(shí)現(xiàn)容易。 缺點(diǎn)： 文件多時(shí)，目錄檢索時(shí)間長(zhǎng)； 不允許兩個(gè)文件有相同的名字。

——在多用戶環(huán)境中，出現(xiàn)命名沖突。3.什么是重名問(wèn)題(命名沖突)

不同用戶對(duì)不同文件起了相同的名字，即兩個(gè)或多個(gè)文件只有一個(gè)相同的符號(hào)名。 為了解決命名沖突、獲得更靈活的命名能力，文件系統(tǒng)必須采用二級(jí)目錄、多級(jí)目錄結(jié)構(gòu)。三.二級(jí)文件目錄結(jié)構(gòu)1.什么是二級(jí)文件目錄

將文件目錄分成主文件目錄和用戶文件目錄兩級(jí)。每個(gè)用戶建立一個(gè)文件目錄，登記該用戶建立的所有文件名及其在輔存中的位置和有關(guān)說(shuō)明信等息。主目錄則登記進(jìn)入系統(tǒng)的各個(gè)用戶文件目錄的情況，這樣就形成了二級(jí)目錄的結(jié)構(gòu)。2.二級(jí)文件目錄結(jié)構(gòu)3.二級(jí)文件目錄的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)： 解決了文件的重名問(wèn)題和文件共享問(wèn)題，即允許在不同用戶目錄下，文件名可以相同。 方法：存取一個(gè)文件時(shí)要給出文件路徑名： 用戶名|文件名 如用戶wang的文件beta，其路徑名為：wang：beta

查找時(shí)間降低缺點(diǎn)： 增加了系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)1.什么是樹(shù)型文件目錄

系統(tǒng)中有一個(gè)根目錄（或根目錄文件），在這個(gè)目錄中可登記一般文件，也可以登記目錄文件，在每個(gè)目錄文件中可以登記一般文件，也可以登記目錄文件。

在多級(jí)目錄系統(tǒng)中（除最末一級(jí)外），任何一級(jí)目錄的目錄項(xiàng)可以描述一個(gè)目錄文件，也可以描述一個(gè)非目錄文件（數(shù)據(jù)文件），而數(shù)據(jù)文件一定在樹(shù)葉上。這樣，就構(gòu)成了一個(gè)樹(shù)型層次結(jié)構(gòu)。四.多級(jí)文件目錄結(jié)構(gòu)（樹(shù)型目錄結(jié)構(gòu)）2.樹(shù)型文件目錄結(jié)構(gòu)3.樹(shù)型目錄的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)： 層次結(jié)構(gòu)清晰，便于管理和保護(hù)； 有利于文件分類(lèi)；解決重名問(wèn)題； 提高文件檢索速度； 能進(jìn)行存取權(quán)限的控制。缺點(diǎn)： 查找一個(gè)文件按路徑名逐層檢查，由于每個(gè)文件都放在外存，多次訪盤(pán)影響速度適用于較大的文件系統(tǒng)管理4.文件路徑名

多級(jí)目錄中，一個(gè)文件的路徑名是由根目錄到該文件的通路上所有目錄文件名和該文件的符號(hào)名組成的字符串，相互之間用分隔符分隔。 文件路徑名的作用？ 當(dāng)用戶進(jìn)程使用路徑名來(lái)存取文件時(shí)，文件系統(tǒng)將根據(jù)這個(gè)路徑名的順序來(lái)查訪各級(jí)目錄，從而確定所要文件的位置。5.解決命名沖突 在樹(shù)型文件目錄結(jié)構(gòu)中，能更方便的解決問(wèn)題。6.當(dāng)前目錄

當(dāng)前目錄，又稱(chēng)值班目錄。它是當(dāng)前用戶正在使用的文件所在的目錄。 當(dāng)指定當(dāng)前目錄后，用戶對(duì)文件的所有訪問(wèn)都是相對(duì)于“當(dāng)前目錄”進(jìn)行的。 這時(shí)，文件路徑名是由“當(dāng)前目錄”到信息文件的通路上所有各級(jí)目錄的符號(hào)名加上該信息文件的符號(hào)名組成。 當(dāng)前目錄可根據(jù)需要任意改變。當(dāng)前目錄一般存放在內(nèi)存。（五）文件與共享安全一.文件共享1.什么是文件共享

所謂文件共享，是指某一個(gè)或某一部分文件可以讓事先規(guī)定的某些用戶共同使用。2.建立“當(dāng)前目錄”實(shí)現(xiàn)文件共享

系統(tǒng)規(guī)定標(biāo)識(shí)文件的通路可以往上“走”，并用“*”表示一個(gè)給定目錄文件的父結(jié)點(diǎn)。3.采用“鏈接技術(shù)”實(shí)現(xiàn)文件共享

所謂“鏈接”，就是在相應(yīng)目錄表目之間進(jìn)行鏈接，即一個(gè)目錄中的表目直接指向另一個(gè)目錄表目所在的物理位置。 注意：這種鏈接不是直接指向文件，而是指向相應(yīng)的目錄表目。這種辦法也稱(chēng)為連訪，被共享的文件稱(chēng)為連防文件。符號(hào)連接 系統(tǒng)建立一個(gè)新文件，類(lèi)型為L(zhǎng)INK，放在要連接的目錄下。該文件包含了連接它的文件的路徑名 問(wèn)題：系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)大 優(yōu)勢(shì)：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下可用二.文件安全1.什么是文件安全

所謂文件安全，就是文件的保護(hù)問(wèn)題。 文件的保護(hù)是指文件本身不得被未經(jīng)文件主授權(quán)的任何用戶存取，而對(duì)于授權(quán)用戶也只能在允許的存取權(quán)限內(nèi)使用文件。2.如何進(jìn)行文件的保護(hù)

需要對(duì)用戶的權(quán)限進(jìn)行驗(yàn)證。 所謂存取權(quán)限的驗(yàn)證，是指用戶存取文件之前，需要檢查用戶的存取權(quán)限是否符合規(guī)定，符合者允許使用，否則拒絕。（六）文件操作一.常用的文件操作命令

create 創(chuàng)建一個(gè)新文件

delete 從系統(tǒng)目錄中撤銷(xiāo)一個(gè)文件

rename 在系統(tǒng)目錄中改變文件的名字

open 打開(kāi)文件 在用戶和文件（或設(shè)備）之間建立一個(gè) 邏輯通路

close 關(guān)閉文件 在用戶和文件（或設(shè)備）之間撤銷(xiāo)一個(gè) 邏輯通路

write 寫(xiě)到一個(gè)文件（或設(shè)備）上

read 從一個(gè)文件（或設(shè)備）讀入數(shù)據(jù)信息二.“打開(kāi)文件”和“關(guān)閉文件”操作1.打開(kāi)文件操作

所謂打開(kāi)文件就是把該文件的有關(guān)目錄表復(fù)制到主存中約定的區(qū)域，建立文件控制塊，建立用戶和這個(gè)文件的聯(lián)系。2.關(guān)閉文件操作

所謂關(guān)閉文件就是用戶宣布這個(gè)文件當(dāng)前不再使用，系統(tǒng)將其在主存中的文件控制塊刪去，因而也就切斷了用戶同這個(gè)文件的聯(lián)系。說(shuō)明文件的打開(kāi)操作open（“/home/ke/cv/d1”,R）的執(zhí)行要打開(kāi)哪幾個(gè)文件？打開(kāi)后又需要執(zhí)行哪些操作？一.活動(dòng)（內(nèi)存）I節(jié)點(diǎn)打開(kāi)文件的結(jié)構(gòu)二.系統(tǒng)打開(kāi)文件表三.進(jìn)程打開(kāi)文件表每個(gè)進(jìn)程有一個(gè)進(jìn)程打開(kāi)文件表，存放user結(jié)構(gòu)中NOFILE＝15，表示一個(gè)進(jìn)程最多能同時(shí)打開(kāi)15個(gè)文件,該參數(shù)可配置打開(kāi)文件結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系????????????計(jì)數(shù):1操作:RRWP：0內(nèi)存I結(jié)點(diǎn)進(jìn)程打開(kāi)文件表系統(tǒng)打開(kāi)文件表???計(jì)數(shù):1操作:RRWP：0進(jìn)程A0123451314……進(jìn)程B0123451314……進(jìn)程C01