操作系統(tǒng)課件

操作系統(tǒng)原理主講教師:李楠操作系統(tǒng)原理主講教師:李楠第六章文件管理

文件系統(tǒng)的概念文件結(jié)構(gòu)文件目錄管理文件管理和文件保護(hù)

第六章文件管理

第六章文件管理

文件系統(tǒng)的概念

文件結(jié)構(gòu)文件目錄管理文件管理和文件保護(hù)

第六章文件管理

2．文件系統(tǒng)：負(fù)責(zé)存取和管理輔助存儲(chǔ)器上文件信息的機(jī)構(gòu)。1．文件：具有文件名的一組相關(guān)信息的集合。從用戶角度看：文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)“按名存取”。從系統(tǒng)角度看：文件系統(tǒng)是對(duì)文件存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)空間進(jìn)行組織、分配和管理，負(fù)責(zé)文件的存儲(chǔ)、保護(hù)和檢索的一組軟件的集合。文件系統(tǒng)的概念快點(diǎn)記下來(lái)！快點(diǎn)記下來(lái)！2023/9/12操作系統(tǒng)原理2．文件系統(tǒng)：負(fù)責(zé)存取和管理輔助存儲(chǔ)器上文件信息的機(jī)4文件系統(tǒng)的概念3.文件的類型按性質(zhì)和用途：系統(tǒng)文件，用戶文件，庫(kù)文件。按組織形式分類：普通文件、目錄文件、特殊文件（I/O設(shè)備）。按存取控制屬性分類：只讀文件、讀寫文件、可執(zhí)行文件。2023/9/12操作系統(tǒng)原理文件系統(tǒng)的概念3.文件的類型2023/7/29操作系統(tǒng)原理5文件系統(tǒng)的概念4.文件名文件名：文件外部名和文件內(nèi)部標(biāo)識(shí)符。文件外部名：用戶使用，方便管理文件。文件內(nèi)部標(biāo)識(shí)符：系統(tǒng)使用，方便系統(tǒng)進(jìn)行文件的管理，也是文件在系統(tǒng)中的唯一標(biāo)識(shí)。2023/9/12操作系統(tǒng)原理文件系統(tǒng)的概念4.文件名2023/7/29操作系統(tǒng)原理6文件系統(tǒng)的概念5.文件系統(tǒng)的功能(1)按名存取(2)文件組織(3)文件存儲(chǔ)空間的管理(4)文件的共享與保護(hù)(5)文件操作(6)文件轉(zhuǎn)儲(chǔ)和恢復(fù)2023/9/12操作系統(tǒng)原理文件系統(tǒng)的概念5.文件系統(tǒng)的功能2023/7/29操作系統(tǒng)原7第六章文件管理

文件系統(tǒng)的概念文件結(jié)構(gòu)文件目錄管理文件管理和文件保護(hù)

第六章文件管理

1.文件的結(jié)構(gòu)：文件的組織方式。2.文件的“邏輯結(jié)構(gòu)”：文件的“物理結(jié)構(gòu)”：

3.文件系統(tǒng)的主要功能之一就是在文件的邏輯結(jié)構(gòu)與相應(yīng)的物理結(jié)構(gòu)之間建立起一種映射關(guān)系，并實(shí)現(xiàn)兩者之間的轉(zhuǎn)換。文件結(jié)構(gòu)2023/9/12操作系統(tǒng)原理文件結(jié)構(gòu)2023/7/29操作系統(tǒng)原理9

4.文件的邏輯結(jié)構(gòu)

按照文件的邏輯結(jié)構(gòu)分類，可以把文件分為流式文件和記錄式文件兩種。流式文件是指由一個(gè)有序的字符流序列所組成的文件。流式文件的基本單位是字符。例如源程序文件，目標(biāo)代碼文件等。記錄式文件是指由一組相關(guān)記錄所組成的文件。記錄式文件的基本單位是記錄。例如數(shù)據(jù)庫(kù)文件。文件結(jié)構(gòu)快點(diǎn)記下來(lái)！2023/9/12操作系統(tǒng)原理 4.文件的邏輯結(jié)構(gòu)文件結(jié)構(gòu)快點(diǎn)記下來(lái)！2023/7/29操10 文件的順序結(jié)構(gòu)、鏈接結(jié)構(gòu)和索引結(jié)構(gòu)，形成的文件叫做連續(xù)文件、串聯(lián)文件和索引文件。 (1)．連續(xù)存放——連續(xù)文件將信息連續(xù)存放到輔存連續(xù)的物理塊中，該文件的物理結(jié)構(gòu)被稱為順序結(jié)構(gòu)。5.文件的物理結(jié)構(gòu)文件結(jié)構(gòu)快點(diǎn)記下來(lái)！2023/9/12操作系統(tǒng)原理 文件的順序結(jié)構(gòu)、鏈接結(jié)構(gòu)和索引結(jié)構(gòu)，形成的文件叫做連續(xù)11文件結(jié)構(gòu)例如，文件A有三個(gè)記錄（邏輯記錄與物理塊大小相等），采用連續(xù)文件結(jié)構(gòu)，r0存放在塊號(hào)為100的磁盤塊上。2023/9/12操作系統(tǒng)原理文件結(jié)構(gòu)例如，文件A有三個(gè)記錄（邏輯記錄與物理塊大小相12文件結(jié)構(gòu)連續(xù)文件的特點(diǎn)a.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，進(jìn)行順序存儲(chǔ)時(shí)速度較快。b.用戶需事先給出文件的長(zhǎng)度；文件長(zhǎng)度不能隨時(shí)增加。c.不允許對(duì)文件的中間部分插入和刪除，只能在文件末端進(jìn)行插入和刪除。2023/9/12操作系統(tǒng)原理文件結(jié)構(gòu)連續(xù)文件的特點(diǎn)2023/7/29操作系統(tǒng)原理13

(2)．鏈接塊存放——串聯(lián)文件把用戶文件信息存放到輔存的不連續(xù)物理塊中，并在每一塊中包含一個(gè)指針，指向與它鏈接的下一塊所在的位置，最后一塊的指針?lè)派稀?1”，表示文件的結(jié)束。這個(gè)文件的物理結(jié)構(gòu)稱為鏈接結(jié)構(gòu)。文件結(jié)構(gòu)2023/9/12操作系統(tǒng)原理(2)．鏈接塊存放——串聯(lián)文件文件結(jié)構(gòu)2023/7/2914最大的好處是能夠利用每一個(gè)存儲(chǔ)塊，不會(huì)因?yàn)榇疟P碎片而浪費(fèi)存儲(chǔ)空間。缺點(diǎn)：1.指針要占去一些字節(jié)，降低了存儲(chǔ)空間的利用率。2.不利于文件內(nèi)容的隨機(jī)存取，查找時(shí)每次都要從頭開(kāi)始。文件結(jié)構(gòu)2023/9/12操作系統(tǒng)原理最大的好處是能夠利用每一個(gè)存儲(chǔ)塊，不會(huì)因?yàn)榇疟P碎片而浪費(fèi)存儲(chǔ)15文件結(jié)構(gòu)2023/9/12操作系統(tǒng)原理文件結(jié)構(gòu)2023/7/29操作系統(tǒng)原理16

(3)．索引表存放——索引文件把用戶文件信息存放到輔存的不連續(xù)物理塊中，系統(tǒng)為每個(gè)文件建立一張索引表，表中按照邏輯記錄存放的物理塊順序記錄了這些物理塊號(hào)，這個(gè)文件的物理結(jié)構(gòu)稱為索引結(jié)構(gòu)。文件結(jié)構(gòu)2023/9/12操作系統(tǒng)原理(3)．索引表存放——索引文件文件結(jié)構(gòu)2023/7/2917文件結(jié)構(gòu)2023/9/12操作系統(tǒng)原理文件結(jié)構(gòu)2023/7/29操作系統(tǒng)原理18文件結(jié)構(gòu)2023/9/12操作系統(tǒng)原理文件結(jié)構(gòu)2023/7/29操作系統(tǒng)原理196.文件的存取 常采用順序存取和隨機(jī)存?。ㄒ卜Q直接存?。﹥煞N方式。 （1）順序存?。杭窗凑瘴募涗浀呐帕写涡蛞粋€(gè)接一個(gè)地存取。為了存取第i個(gè)記錄，必須先通過(guò)記錄1到記錄i-1。（2）隨機(jī)存?。杭纯梢砸匀魏未涡虼嫒∥募械挠涗?，無(wú)須先涉及它前面的記錄。文件結(jié)構(gòu)2023/9/12操作系統(tǒng)原理6.文件的存?。?）隨機(jī)存?。杭纯梢砸匀魏未涡虼嫒∥募?0第六章文件管理

文件系統(tǒng)的概念文件結(jié)構(gòu)文件目錄管理

文件管理和文件保護(hù)

第六章文件管理

一、文件控制塊

1即為每一個(gè)文件開(kāi)辟一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)，在它的里面記錄著該文件的有關(guān)信息，我們把該存儲(chǔ)區(qū)稱為“文件控制塊（FCB）”。

2FCB的稱謂較多，比如“文件描述符”、“文件說(shuō)明”等文件目錄管理2023/9/12操作系統(tǒng)原理一、文件控制塊2FCB的稱謂較多，比如“文件描述符”、22文件目錄管理2023/9/12操作系統(tǒng)原理文件目錄管理2023/7/29操作系統(tǒng)原理23二、目錄的層次結(jié)構(gòu)

1.把文件的文件控制塊匯集在一起，就形成了系統(tǒng)的文件目錄。

文件目錄管理2.如果把所有文件的FCB都登記在一個(gè)文件目錄中，這樣由文件名查文件目錄項(xiàng)，直接就能夠找到所需要的文件，那么就說(shuō)這種文件目錄為一級(jí)目錄結(jié)構(gòu)?？禳c(diǎn)記下來(lái)！2023/9/12操作系統(tǒng)原理二、目錄的層次結(jié)構(gòu)文件目錄管理2.如果把所有文件的FC24文件目錄管理2023/9/12操作系統(tǒng)原理文件目錄管理2023/7/29操作系統(tǒng)原理25文件目錄管理一級(jí)文件目錄的特點(diǎn)a.實(shí)現(xiàn)了按名存取的功能，比較簡(jiǎn)單；b.要求文件名和文件之間有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，即：不允許兩個(gè)文件有相同的名字。產(chǎn)生的問(wèn)題？在多用戶環(huán)境中，出現(xiàn)了重命名問(wèn)題，或稱為命名沖突。2023/9/12操作系統(tǒng)原理文件目錄管理一級(jí)文件目錄的特點(diǎn)2023/7/29操作系統(tǒng)原理26二、目錄的層次結(jié)構(gòu)

3.二級(jí)目錄結(jié)構(gòu)由“主目錄”與“用戶目錄”兩級(jí)構(gòu)成。在主目錄（也就是根目錄）中，每個(gè)目錄項(xiàng)的內(nèi)容只是給出文件主的名以及它的目錄所在的磁盤地址。在一個(gè)個(gè)用戶目錄中，才是由文件的FCB組成的目錄。文件目錄管理2023/9/12操作系統(tǒng)原理二、目錄的層次結(jié)構(gòu)文件目錄管理2023/7/29操作系統(tǒng)原27文件目錄管理2023/9/12操作系統(tǒng)原理文件目錄管理2023/7/29操作系統(tǒng)原理28二、目錄的層次結(jié)構(gòu)4.樹(shù)型目錄結(jié)構(gòu)即是目錄的層次結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)中，它允許每個(gè)用戶可以擁有多個(gè)自己的目錄，即在用戶目錄的下面，可以再分子目錄，子目錄的下面還可以有子目錄。文件目錄管理2023/9/12操作系統(tǒng)原理二、目錄的層次結(jié)構(gòu)文件目錄管理2023/7/29操作系統(tǒng)原29二、目錄的層次結(jié)構(gòu)文件目錄管理

5.文件的“絕對(duì)路徑名”。在二級(jí)和多級(jí)目錄結(jié)構(gòu)中一個(gè)文件的唯一標(biāo)識(shí)不再是文件名，而是從根結(jié)點(diǎn)開(kāi)始，經(jīng)過(guò)一個(gè)或多個(gè)中間結(jié)點(diǎn)，到達(dá)某個(gè)葉子結(jié)點(diǎn)的一條路徑。路徑名是文件的唯一標(biāo)識(shí)，即不同目錄中的文件可以同名。例如/dir/dirl2/datafile和/root/dir2/datafile

6.用戶可以指定一個(gè)目錄作為當(dāng)前目錄（也稱工作目錄）。從當(dāng)前目錄到所要訪問(wèn)的文件所經(jīng)過(guò)的文件夾，稱為文件的相對(duì)路徑名?！?”表示當(dāng)前目錄?！?.”表示上級(jí)目錄。2023/9/12操作系統(tǒng)原理二、目錄的層次結(jié)構(gòu)文件目錄管理5.文件的“絕對(duì)路徑30第六章文件管理

文件系統(tǒng)的概念文件結(jié)構(gòu)文件目錄管理

文件管理和文件保護(hù)

第六章文件管理

（1）、位示圖法1.磁盤空間的管理（分配與回收）文件管理和文件保護(hù)2023/9/12操作系統(tǒng)原理（1）、位示圖法1.磁盤空間的管理（分配與回收）文件管理和32答案：C

某文件管理系統(tǒng)在磁盤上建立了位示圖，記錄磁盤使用情況。如系統(tǒng)中字長(zhǎng)為32位，磁盤上的物理塊依次編號(hào)為：0、1、2……，那么32號(hào)物理塊的使用情況在位視圖的第（）個(gè)字中描述。A.0 B.1 C.2 D.3

課堂練習(xí)2023/9/12操作系統(tǒng)原理答案：C某文件管理系統(tǒng)在磁盤33（2）、空閑區(qū)表

1.磁盤空間的管理（分配與回收）文件管理和文件保護(hù)2023/9/12操作系統(tǒng)原理（2）、空閑區(qū)表1.磁盤空間的管理（分配與回收）文件管理和34（2）空閑區(qū)表分配：可采用首次適應(yīng)算法等。順序檢索文件目錄表->找到滿足大小的空閑->刪除或修改該表目空閑文件目錄?；厥眨簷z索空閑文件目錄，尋找一個(gè)空表目，并將回收空間的物理塊號(hào)及物理塊數(shù)填入表目。

1.磁盤空間的管理（分配與回收）文件管理和文件保護(hù)2023/9/12操作系統(tǒng)原理（2）空閑區(qū)表1.磁盤空間的管理（分配與回收）文件管理和文35（3）、空閑塊鏈 將文件存儲(chǔ)空間中的所有空閑塊用鏈指針鏈接在一起。需要空閑塊時(shí)，從鏈頭摘取空閑塊?；厥湛臻e塊時(shí)，將空閑塊鏈入空閑塊首部。1.磁盤空間的管理（分配與回收）文件管理和文件保護(hù)2023/9/12操作系統(tǒng)原理（3）、空閑塊鏈1.磁盤空間的管理（分配與回收）文件管理和362.文件的建立，打開(kāi)，刪除，修改，關(guān)閉等（1）創(chuàng)建文件（CREATE）：創(chuàng)建一個(gè)沒(méi)有任何數(shù)據(jù)的文件。該命令的主要功能是：向系統(tǒng)申請(qǐng)一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)，作為創(chuàng)建文件的FCB并存入文件名等。（2）刪除文件（DELETE）：把不再需要的文件從系統(tǒng)里刪除。該命令的主要功能是：收回該文件所占用的磁盤存儲(chǔ)空間，收回該文件控制塊所使用的存儲(chǔ)區(qū)。文件管理和文件保護(hù)2023/9/12操作系統(tǒng)原理2.文件的建立，打開(kāi)，刪除，修改，關(guān)閉等（1）創(chuàng)建文件（CR372.文件的建立，打開(kāi)，刪除，修改，關(guān)閉等（3）打開(kāi)文件（OPEN）：在使用一個(gè)文件之前，為后面的訪問(wèn)做好準(zhǔn)備工作。該命令的主要功能是：把指定文件的有關(guān)屬性（在FCB中）復(fù)制到內(nèi)存的活動(dòng)目錄表中，以便隨后對(duì)文件進(jìn)行的各種操作，可以直接從活動(dòng)目錄表里獲得該文件的信息。文件管理和文件保護(hù)2023/9/12操作系統(tǒng)原理2.文件的建立，打開(kāi)，刪除，修改，關(guān)閉等（3）打開(kāi)文件（OP382.文件的建立，打開(kāi)，刪除，修改，關(guān)閉等（4）關(guān)閉文件（CLOSE）：在使用完一個(gè)文件后，做善后工作。該命令的主要功能是：釋放該文件在內(nèi)存活動(dòng)文件目錄表里所占據(jù)的位置，以便騰出活動(dòng)文件目錄表里的表目。文件管理和文件保護(hù)2023/9/12操作系統(tǒng)原理2.文件的建立，打開(kāi)，刪除，修改，關(guān)閉等（4）關(guān)閉文件（CL392.文件的建立，打開(kāi)，刪除，修改，關(guān)閉等（5）讀文件（READ）：在文件中讀取數(shù)據(jù)。該命令的主要功能是：申請(qǐng)一個(gè)輸入緩沖區(qū)，根據(jù)命令所給需要讀出數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)，以及讀出數(shù)據(jù)在內(nèi)存的存放位置，對(duì)文件進(jìn)行讀操作。（6）寫文件（WRITE）：往文件中寫數(shù)據(jù)。該命令的主要功能是：首先把輸出的數(shù)據(jù)送入內(nèi)存緩沖區(qū)。緩沖區(qū)滿后，按照指定位置做寫操作，完成往文件里寫的工作。文件管理和文件保護(hù)2023/9/12操作系統(tǒng)原理2.文件的建立，打開(kāi)，刪除，修改，關(guān)閉等（5）讀文件（REA40文件系統(tǒng)中，設(shè)立打開(kāi)文件(Open)系統(tǒng)功能調(diào)用的基本操作是（）。A．把文件信息從輔存讀到內(nèi)存

B．把文件的控制管理信息從輔存讀到內(nèi)存

C．把磁盤的超級(jí)塊從輔存讀到內(nèi)存

D．把文件的FAT表信息從輔存讀到內(nèi)存答案：B課堂練習(xí)2023/9/12操作系統(tǒng)原理文件系統(tǒng)中，設(shè)立打開(kāi)文件(Open)系統(tǒng)功能調(diào)用的基本操作是41

“文件保護(hù)”的含義，是指要防止未經(jīng)授權(quán)的用戶使用文件，也要防止文件主自己錯(cuò)誤地使用文件而給文件帶來(lái)傷害。

（1）．存取控制矩陣 所謂“存取控制矩陣”，即是整個(gè)系統(tǒng)維持一個(gè)二維表，一維列出系統(tǒng)中的所有文件名，一維列出系統(tǒng)中所有的用戶名，行、列交匯處給出用戶對(duì)文件的存取權(quán)限。文件管理和文件保護(hù)

3.文件保護(hù)2023/9/12操作系統(tǒng)原理 “文件保護(hù)”的含義，是指要防止未經(jīng)授權(quán)的用戶使用文件，也42交匯處為空時(shí)，表示用戶無(wú)權(quán)對(duì)此文件進(jìn)行任何訪問(wèn)文件管理和文件保護(hù)2023/9/12操作系統(tǒng)原理交匯處為空時(shí)，表示用戶無(wú)權(quán)對(duì)此文件進(jìn)行任何訪問(wèn)文件管理和文件43（2）．存取控制表

只按存取控制矩陣的列存儲(chǔ)，且只存儲(chǔ)非空元素，就形成了所謂的“存取控制表”。文件管理和文件保護(hù)

3.文件保護(hù)（3）．權(quán)限表如果只按存取控制矩陣的行存儲(chǔ)，且只存儲(chǔ)非空元素，就形成了所謂的“權(quán)限表”。（4）．口令 2023/9/12操作系統(tǒng)原理（2）．存取控制表文件管理和文件保護(hù) 3.文件保護(hù)（3）．441.文件系統(tǒng)是指（1），文件系統(tǒng)中用（2）管理文件，從用戶的角度看，引入文件系統(tǒng)的目的是（3）。（1）A．文件的集合

B．文件的目錄

C．實(shí)現(xiàn)文件管理的一組軟件

D．負(fù)責(zé)存取和管理輔助存儲(chǔ)器上文件信息的機(jī)構(gòu)（2）A．作業(yè)控制塊B．外頁(yè)表C．目錄D．軟硬件結(jié)合的方法（3）A．實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)B．保存系統(tǒng)文檔

C．保存用戶和系統(tǒng)文檔D．實(shí)現(xiàn)對(duì)文件的按名存取答案：（1）D，（2）C，（3）D

課堂練習(xí)2023/9/12操作系統(tǒng)原理1.文件系統(tǒng)是指（1），文件系統(tǒng)中用（2）管理文件，45課堂練習(xí)2.在文件系統(tǒng)中，若按邏輯結(jié)構(gòu)劃分，可將文件劃分成（）和記錄式文件兩種。Answer:流式文件

2023/9/12操作系統(tǒng)原理課堂練習(xí)2.在文件系統(tǒng)中，若按邏輯結(jié)構(gòu)劃分，可將文件劃分成46課堂練習(xí)3．常用的流式文件是字符流文件，可看成是（）的集合。A.字符序列B．?dāng)?shù)據(jù)C．記錄D．頁(yè)面Answer:A2023/9/12操作系統(tǒng)原理課堂練習(xí)3．常用的流式文件是字符流文件，可看成是（）的集合。47課堂練習(xí)4．常用的文件存取方法有兩種：順序存取和（）存取。A．流式B．串聯(lián)C．順序D．隨機(jī)Answer:D2023/9/12操作系統(tǒng)原理課堂練習(xí)4．常用的文件存取方法有兩種：順序存取和（）存取。A48課堂練習(xí)5.從文件管理角度看，文件是由（）和文件體兩部分構(gòu)成。Answer:文件控制塊

2023/9/12操作系統(tǒng)原