第8章 文件管理-2

第8章 文件管理●文件概念

●文件結(jié)構(gòu)和文件系統(tǒng)

●文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)●目錄

●文件系統(tǒng)的可靠性本章要點(diǎn)●保護(hù)機(jī)制目錄的功能●實(shí)現(xiàn)“按名存取”●提高對(duì)目錄的檢索速度●允許文件同名●文件共享如何管理好我的文件?

創(chuàng)意8.3目錄●文件控制塊（FCB）：描述和控制文件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?！衲夸洠篎CB的有序集合即文件目錄?！袼饕Y(jié)點(diǎn)：將文件名和文件描述信息分開(kāi)，文件描述信息單獨(dú)形成一個(gè)稱(chēng)為索引結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)稱(chēng)i結(jié)點(diǎn)。（UNIX系統(tǒng)使用）目錄=文件名+索引結(jié)點(diǎn)●文件控制塊和索引節(jié)點(diǎn)●基本信息文件名文件物理位置：存放文件的設(shè)備名、盤(pán)塊號(hào)、文件所占?jí)K數(shù)文件邏輯結(jié)構(gòu)：●存取控制信息文件主的存取權(quán)限核準(zhǔn)用戶(hù)的存取權(quán)限一般用戶(hù)的存取權(quán)限●用戶(hù)使用信息文件的建立日期和時(shí)間文件的修改日期和時(shí)間當(dāng)前使用信息：打開(kāi)該文件的進(jìn)程數(shù)等●文件控制塊的內(nèi)容●單級(jí)目錄

●單級(jí)目錄是最簡(jiǎn)單的一個(gè)目錄形式，整個(gè)系統(tǒng)建立一張目錄表，為每個(gè)文件分配一個(gè)目錄項(xiàng)?！袢秉c(diǎn)：查找速度慢不允許重名不便于共享不行！●兩級(jí)目錄●目錄分兩級(jí)整個(gè)系統(tǒng)建立一個(gè)主文件目錄MFD。為每個(gè)用戶(hù)建立一個(gè)目錄UFD?！駜?yōu)點(diǎn)：提高了文件檢索速度不同的用戶(hù)允許文件重名，只要在用戶(hù)自己的UFD中唯一即可●缺點(diǎn)：用戶(hù)之間不容易實(shí)現(xiàn)文件共享。最好分家！●樹(shù)型目錄●樹(shù)型目錄是多級(jí)文件目錄主目錄為根結(jié)點(diǎn)。各級(jí)分目錄即可包括文件，

也可包括下一級(jí)分目錄。葉子結(jié)點(diǎn)為數(shù)據(jù)文件。這樣不亂！●優(yōu)點(diǎn)方便查找及分類(lèi)

允許文件重名利于文件保護(hù)——查找\usr\ast\mbox●目錄的查詢(xún)快找！文件線(xiàn)性檢索算法（順序檢索算法）X是一個(gè)共享文件，目錄C11中包含了文件的物理地址，用戶(hù)B要共享X，則必須將文件X的物理地址拷貝到目錄B2中去。但如果以后用戶(hù)B向文件X中添加內(nèi)容，也必然要相應(yīng)地增加新的盤(pán)塊。而這些新增加的盤(pán)塊，也只會(huì)出現(xiàn)在用戶(hù)B的目錄B2中。對(duì)用戶(hù)C來(lái)說(shuō)，是不可見(jiàn)的。X為共享文件借你文件用用！行嗎?

●文件的共享●基于索引結(jié)點(diǎn)的共享方式●存在的問(wèn)題當(dāng)用戶(hù)C不再需要此文件時(shí)，不可刪除之。否則造成用戶(hù)B的指針懸空。但如果用戶(hù)C不刪除此文件，等用戶(hù)B繼續(xù)使用，對(duì)于用戶(hù)C，不合理?！窕谒饕Y(jié)點(diǎn)的共享方式太不合理！●利用符號(hào)鏈接的文件共享你的地址是？●文件系統(tǒng)的含義：

●一般而言，指在操作系統(tǒng)內(nèi)部用來(lái)對(duì)文件進(jìn)行控制和管理的一套機(jī)制及其實(shí)現(xiàn)?！穸诰唧w應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)上，文件系統(tǒng)又指存儲(chǔ)介質(zhì)按照一種特定的文件格式加以構(gòu)造。例如，Linux的文件系統(tǒng)是ext2，Windows2000/XP的文件系統(tǒng)是NTFS?！穹謪^(qū)與文件系統(tǒng)：●分區(qū)就是把硬盤(pán)分成幾部分，以便于用戶(hù)使用。●硬盤(pán)被分區(qū)之后，可以分別對(duì)每個(gè)分區(qū)進(jìn)行高級(jí)格式化，即在該分區(qū)上創(chuàng)建文件系統(tǒng)。文件系統(tǒng)也稱(chēng)“卷”。我的文件放哪去了?

8.4文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)文件系統(tǒng)的格式●實(shí)線(xiàn)表示一個(gè)磁盤(pán)的數(shù)據(jù)讀取速率與塊的大小的關(guān)系●虛線(xiàn)表示磁盤(pán)空間的利用率與塊的大小的關(guān)系。塊大小128B256B 512B 1KB 2KB 4KB 8KB

我的文件占多大地兒?

文件分配單位文件的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)●連續(xù)分配●鏈接分配●索引分配●混合分配外存的存儲(chǔ)分配算法大文件怎么放?

●每個(gè)文件分配一組相鄰接的盤(pán)塊?！癖ＷC了邏輯文件中的記錄順序與存儲(chǔ)器中文件占用盤(pán)塊的順序的一致性。●●優(yōu)點(diǎn)：便于順序訪(fǎng)問(wèn)順序訪(fǎng)問(wèn)速度快●缺點(diǎn)：要求有連續(xù)的存儲(chǔ)空間不便于文件的動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)連續(xù)分配如何解決?●鏈接分配●通過(guò)在每個(gè)盤(pán)塊上的鏈接指針，將同屬于一個(gè)文件的多個(gè)離散的盤(pán)塊鏈接成一個(gè)鏈表，由此所形成的物理文件稱(chēng)為鏈接文件?！駜?yōu)點(diǎn)：解決了文件動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)的問(wèn)題●缺點(diǎn)：隨機(jī)訪(fǎng)問(wèn)低效!不滿(mǎn)意！●索引分配●為每個(gè)文件建立一個(gè)索引表，其中存放了文件所占用的盤(pán)塊號(hào)?！駜?yōu)點(diǎn)：解決了文件動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)的問(wèn)題支持對(duì)文件的隨機(jī)訪(fǎng)問(wèn)●缺點(diǎn)：索引塊增加了存儲(chǔ)空間開(kāi)銷(xiāo)索引塊放不下怎么辦？●當(dāng)文件較大時(shí)，一個(gè)索引塊放不下，需分配另一索引塊，為索引塊再建立一級(jí)索引，形成二級(jí)索引?！穸嗉?jí)索引分配●如果每個(gè)盤(pán)塊的大小為1KB，每個(gè)盤(pán)塊號(hào)占4B，則一個(gè)索引塊可放256個(gè)盤(pán)塊號(hào)?！駥?duì)于二級(jí)索引最多可存放文件的盤(pán)塊總數(shù)為N=256

256=64K個(gè)盤(pán)塊號(hào)。文件的最大長(zhǎng)度為64KB

1KB=64MB●對(duì)于三級(jí)索引 ……有問(wèn)題？！●混合分配大家都滿(mǎn)意了嗎？●空閑表●空閑鏈●位示圖●成組鏈接法空閑空間怎么管！我的盤(pán)上還有空地兒?jiǎn)?

空閑存儲(chǔ)空間的管理●設(shè)計(jì)思想：所有空閑區(qū)建立一張空閑表，記載磁盤(pán)上的哪些盤(pán)塊是空閑的?！窨臻e表缺點(diǎn)：因整個(gè)系統(tǒng)一張表，因表大，查找慢。如何解決?●空閑鏈●設(shè)計(jì)思想：將磁盤(pán)上的所有空閑盤(pán)塊拉成一條鏈。●缺點(diǎn)：分配與回收過(guò)程雖然簡(jiǎn)單，但效率低。不滿(mǎn)意！●位示圖●設(shè)計(jì)思想：用一個(gè)二進(jìn)制位表示磁盤(pán)中一個(gè)盤(pán)塊的使用情況。二進(jìn)制位=0：表示盤(pán)塊空閑二進(jìn)制位=1：表示盤(pán)塊已分配所有盤(pán)塊所對(duì)應(yīng)的位構(gòu)成一個(gè)向量?！駜?yōu)點(diǎn)：從位示圖很容易找到一個(gè)或一組相鄰接的空閑盤(pán)塊。它占用磁盤(pán)空間比較少。還行！●成組鏈接法●設(shè)計(jì)思想：綜合空閑表法和空閑鏈。將空閑塊分組。滿(mǎn)意!就是有點(diǎn)復(fù)雜？！●成組鏈接法分配過(guò)程●壞塊管理熱修復(fù)重定向?qū)懞笞x校驗(yàn)●備份備份設(shè)備磁帶磁盤(pán)光盤(pán)備份方法完全轉(zhuǎn)儲(chǔ)增量轉(zhuǎn)儲(chǔ)8.5文件系統(tǒng)的可靠性塊丟失

空閑盤(pán)塊記錄錯(cuò)

使用盤(pán)塊記錄錯(cuò)

●文件系統(tǒng)一致性●盤(pán)塊號(hào)一致性檢查●鏈接數(shù)一致性檢查●數(shù)據(jù)一致性控制●事務(wù)●檢查點(diǎn)●影響文件安全性的主要因素人為因素系統(tǒng)因素自然因素8.6文件保護(hù)機(jī)制●保護(hù)域：進(jìn)程只能在保護(hù)域中執(zhí)行操作，該域指出進(jìn)程所能訪(fǎng)問(wèn)的對(duì)象。●訪(fǎng)問(wèn)權(quán)：進(jìn)程能對(duì)某對(duì)象執(zhí)行操作的權(quán)利?！癖Ｗo(hù)域

文件1文件2文件3文件4文件5文件6打印機(jī)繪圖儀D1RRW

D2

RRWXRW

W

D3

RWXWW

●訪(fǎng)問(wèn)矩陣行——域列——對(duì)象元素——訪(fǎng)問(wèn)權(quán)●進(jìn)程與保護(hù)域之間的聯(lián)系●靜態(tài)聯(lián)系：指進(jìn)程的可用資源集在進(jìn)程的整個(gè)生命期中是固定的。●動(dòng)態(tài)聯(lián)系：指進(jìn)程的可用資源集在進(jìn)程的整個(gè)生命期中是可變的。切換：為了實(shí)現(xiàn)進(jìn)程和域之間的動(dòng)態(tài)聯(lián)系。 切換是一種權(quán)利，僅當(dāng)進(jìn)程擁有切換時(shí)，才能進(jìn)行這種切換。D1可切換到D2D2可切換到D3

文件1文件2文件3文件4文件5文件6打印機(jī)繪圖儀D1D2D3D1RRW

S

D2

RRWXRW

W

SD3

RWXWW

●具有切換權(quán)的保護(hù)矩陣訪(fǎng)問(wèn)矩陣有能力實(shí)現(xiàn)和控制動(dòng)態(tài)保護(hù)。但是要實(shí)現(xiàn)起來(lái)開(kāi)銷(xiāo)太大。為了減少時(shí)、空開(kāi)銷(xiāo)。將矩陣按列劃分——存儲(chǔ)控制表將矩陣按行劃分——用戶(hù)權(quán)限表●訪(fǎng)問(wèn)矩陣的實(shí)現(xiàn)

用戶(hù)文件A文件主RWX項(xiàng)目組成員RW協(xié)作成員RX其它用戶(hù)X每個(gè)文件一個(gè)，放在該文件的FCB或索引結(jié)點(diǎn)中，作為該文件的存取控制信息?！翊鎯?chǔ)控制表類(lèi)型權(quán)限對(duì)象指針文件AR指向文件A的指針文件BRWX指向文件B的指針文件CRW指向文件C的指針打印機(jī)W指向打印機(jī)的指針

每個(gè)用戶(hù)一張，表明用戶(hù)對(duì)所有文件可進(jìn)行的操作。訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限表的安全：只有訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限表是安全的，它保護(hù)的對(duì)象才是安全的。將訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限表放在系統(tǒng)區(qū)內(nèi)的專(zhuān)用區(qū)。將訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限表放在用