操作系統(tǒng) 課件 第6章 文件系統(tǒng)

第6章文件系統(tǒng)學習目標<2

>1．掌握文件、文件系統(tǒng)的基本概念2．掌握文件控制塊、目錄項、文件目錄及目錄文件的概念3．理解文件的邏輯結構和物理結構以及其適用環(huán)境4．掌握目錄檢索、磁盤空間管理、記錄的成組與分解等文

件管理方法5．了解文件和目錄的各種操作6．了解文件共享和文件保護的各種方法6.1文件管理的基本概念6.2文件的邏輯結構和物理結構6.3文件目錄6.4文件存儲空間管理6.5實現(xiàn)文件系統(tǒng)的表目6.6文件及文件目錄的操作6.7文件系統(tǒng)的性能6.8文件共享、保護目錄CONTENTSPART6.1文件管理的基本概念文件管理的基本概念<5

>文件文件可以被解釋為一組帶標識的、在邏輯上有完整意義的信息項的序列文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)是操作系統(tǒng)中統(tǒng)一管理信息資源的一種軟件文件管理的基本概念<6

>文件系統(tǒng)的功能：（1）統(tǒng)一管理文件的存儲空間，實施存儲空間的分配與回收（2）實現(xiàn)文件從名字到外存地址空間的映射即實現(xiàn)文件的按名存?。?）實現(xiàn)文件信息的共享，并提供文件的保護措施（4）向用戶提供一個方便使用的接口（5）系統(tǒng)維護及向用戶提供有關信息（6）保持文件系統(tǒng)的執(zhí)行效率文件系統(tǒng)在操作系統(tǒng)接口中占的比例最大（7）提供I/O的統(tǒng)一接口文件管理的基本概念<7

>外存儲設備的特點外存儲設備通常由驅動部分和存儲介質兩部分組成。存儲介質又常被稱為卷，“卷”字來自把存儲介質看作“信息容器”的比喻。驅動器的作用是使計算機能夠實現(xiàn)讀寫（及保存、控制、測試）存儲介質上的內容外存儲設備的存儲介質（1）磁帶（2）磁盤（3）光盤（4）閃存文件管理的基本概念<8

>文件結構、文件存取方式與存儲介質文件常用的存取方法有：順序存取和隨機存取等兩種方式選擇哪一種文件的存取方式，既取決于用戶使用文件的方式，也與文件所使用的存儲介質有關（1）順序存取:按從前到后的次序依次訪問文件的各個信息項（2）隨機存取:隨機存取又稱直接存取，即允許用戶按任意的次序、直接存取文件中的任意一個記錄，或者根據(jù)存取命令把讀寫指針移到文件中的指定記錄處讀寫.文件管理的基本概念<9

>為了有效、方便地管理文件，在文件系統(tǒng)中，常常把文件按其性質和用途的不同進行分類按文件的用途分類:系統(tǒng)文件、庫函數(shù)文件、用戶文件

按文件的組織形式分類：普通文件、目錄文件、特殊文件文件管理的基本概念<10

>一些常見的文件分類方式按文件的保護方式可劃分為：只讀文件、讀寫文件、可執(zhí)行文件、無保護文件等按信息的流向分類可劃分為：輸入文件、輸出文件和輸入輸出文件等按文件的存放時限可劃分為：臨時文件、永久文件和檔案文件等

按文件所使用的介質類型分類可劃分為：磁盤文件、磁帶文件、卡片文件和打印文件等上述種種文件系統(tǒng)的分類，其目的是：對不同文件進行管理，提高系統(tǒng)效率；同時，提高文件系統(tǒng)的用戶界面友好性背景-2：北京大學圖書館PART6.2文件的邏輯結構和物理結構<12

>文件的邏輯結構和物理結構設計文件邏輯結構的原則與文件的邏輯結構相聯(lián)系的是邏輯文件的存取方式，即用戶如何訪問文件在文件系統(tǒng)設計時，到底選擇何種邏輯結構才能更有利于用戶對文件信息的操作呢？這里，我們列出在一般情況下，設計文件的邏輯結構時應遵循的一些設計原則：（1）易于操作（2）查找快捷（3）修改方便（4）空間緊湊<13

>文件的邏輯結構和物理結構文件的邏輯結構就是用戶所看到的文件的組織形式文件邏輯結構是一種經過抽象的結構，所描述的是文件中信息的組織形式，與文件在物理介質上的具體存儲結構不同。文件劃分成三類邏輯結構：無結構的字符流式文件、定長記錄文件和不定長記錄文件構成的記錄樹，如圖所示：邏輯文件的種類<14

>文件的邏輯結構和物理結構定長記錄文件和不定長記錄文件可以統(tǒng)稱為記錄式文件（1）流式文件流式文件是有序字符的集合（2）記錄式文件記錄式文件是一組有序記錄的集合

文件的物理結構從研究文件管理、設計文件管理系統(tǒng)的角度來看，必須研究如何在物理存儲器上存儲文件，這是文件系統(tǒng)實現(xiàn)的物理基礎常用的文件物理結構有順序結構、鏈接結構、索引結構<15

>文件的邏輯結構和物理結構順序結構原理順序結構又稱連續(xù)結構，這是一種最簡單的文件物理結構，它把邏輯上連續(xù)的文件信息依次存放在連續(xù)編號的物理塊中。在順序結構中，一個文件的目錄項中只要指出該文件占據(jù)的總塊數(shù)和起始塊號即可順序結構的優(yōu)缺點順序結構的優(yōu)點是，一旦知道了文件在文件存儲設備上的起始塊號和文件長度，就能很快地進行存取。這是因為從文件的邏輯塊號到物理塊號的變換是非常簡單的。順序結構支持順序存取和隨機存取文件的順序結構<16

>文件的邏輯結構和物理結構鏈接結構原理文件的鏈接結構的實質就是為每個文件構造所使用磁盤塊的鏈表文件的鏈接結構<17

>文件的邏輯結構和物理結構鏈接結構的優(yōu)缺點鏈接結構的優(yōu)點是，存儲碎片問題迎刃而解了，有利于文件動態(tài)擴充，有利于文件插入和刪除，提高了磁盤空間利用率鏈接結構的主要缺點是，存取速度慢，不適于隨機存取文件；磁盤的磁頭移動多，效率相對較低；存在文件的可靠性問題，比如指針出錯，文件也就出錯了；另外，鏈接指針需要占用一定的空間為了提高可靠性，可以采用雙向鏈接，或者在每個物理塊中存儲文件名稱和相對塊號等辦法改進。不過這些辦法只能有限地提高可靠性，并不能從根本解決問題，而且需要耗費更多的空間，典型的鏈接結構是FAT文件系統(tǒng)<18

>文件的邏輯結構和物理結構FAT文件系統(tǒng)的結構<19

>文件的邏輯結構和物理結構索引結構原理索引結構的文件把每個物理盤塊的指針字，集中存放在稱為索引表的數(shù)據(jù)結構中的內存索引表中。在每個文件相應的目錄條目中包括該文件的索引表地址，而索引表中的第i個條目指向文件的第i塊，如圖所示，要讀某個文件的第i塊，只需從該文件索引表的第i個條目中得到該文件塊的地址即可索引文件結構<20

>文件的邏輯結構和物理結構索引文件結構的優(yōu)缺點索引文件結構保持了鏈接結構的優(yōu)點，又解決了其缺點索引結構文件既適于順序存取，也適用于隨機存取。索引文件可以滿足文件動態(tài)增長的要求，也滿足了文件插入、刪除的要求索引文件還能充分利用外存空間索引結構的缺點是：會引起較多的尋道次數(shù)和尋道時間；索引表本身增加了存儲空間的開銷索引表應該多大？應該定長還是變長？解決問題的辦法有以下一些種類：①索引表的鏈接模式：一個索引表通常就是一個物理盤塊這樣，讀寫索引表比較簡單對大文件就用多個索引表并將之鏈接在一起②多級索引：這是上述索引表鏈接模式的一種改善變種<21

>文件的邏輯結構和物理結構UNIX的三級索引結構i節(jié)點的三級索引結構背景-3：西門華表文件目錄PART6.3<23

>文件目錄文件控制塊文件控制塊FCB是系統(tǒng)為管理文件而設置的一個數(shù)據(jù)結構FCB是文件存在的標志，它記錄了系統(tǒng)管理文件所需要的全部信息FCB通常應包括以下內容：文件名，文件號，用戶名，文件地址，文件長度，文件類型，文件屬性，共享計數(shù)，文件的建立日期，保存期限，最后修改日期，最后訪問日期，口令，文件邏輯結構，文件物理結構等等<24

>文件目錄文件控制塊中主要的欄目

一級目錄結構<25

>文件目錄文件目錄是實現(xiàn)用戶按名存取文件的一種手段為了能夠方便用戶的檢索和文件的管理，根據(jù)實際的需要，一般把文件目錄設計成一級（單級）目錄結構、二級目錄結構和多級目錄結構一級目錄結構在系統(tǒng)中設置一張線性目錄表，表中包括了所有文件的文件控制塊，每個文件控制塊指向一個普通文件，這就是一級目錄結構<26

>文件目錄二級目錄結構為克服一級目錄中文件目錄命名中的可能沖突，并提高對目錄文件的檢索速度，一級目錄被改進擴充成二級目錄二級目錄結構多級目錄結構<27

>文件目錄多級目錄把二級目錄的層次關系加以推廣，就形成了多級目錄，又稱樹型目錄結構UNIX系統(tǒng)中的一棵目錄樹<28

>文件目錄多級目錄結構的優(yōu)點是便于文件分類，且具有下列特點：（1）層次清楚（2）解決了文件重名問題（3）查找搜索速度快目前大多數(shù)操作系統(tǒng)如UNIX、Linux類、Windows等都采用多級目錄結構。在右圖中給出了UNIX操作系統(tǒng)的一棵目錄樹<29

>文件目錄當前目錄與目錄檢索文件系統(tǒng)向用戶提供了一個當前正在使用的目錄，稱為“當前目錄”，又稱“工作目錄”如果需要，用戶可隨意更改當前目錄用戶在訪問文件時，需要進行目錄檢索，這時用戶給出文件名，系統(tǒng)按名尋找目錄項。有兩種根據(jù)路徑名檢索的方法：一種是全路徑名，另一種是相對路徑<30

>文件目錄目錄項分解法即把目錄項（FCB）分為兩部分，符號目錄項（次部）和基本目錄項（主部）其中，符號目錄項包含文件名以及相應的文件號；而基本目錄項包含了除文件名外文件控制塊的其他全部信息目錄項分解法目錄項當用戶建立一個新文件時，與該文件有關的一些信息與屬性記錄在該文件的文件控制塊內。為了便于管理，通常將文件控制塊做成定長數(shù)據(jù)結構的一個記錄，存放在目錄文件中而這樣的每一個記錄稱為目錄項目錄文件多個文件的文件控制塊集中在一起組成了文件的目錄通常，文件目錄以文件的形式保存起來，這個文件就被稱為目錄文件<31

>文件目錄UNIX的文件目錄實現(xiàn)V7文件系統(tǒng)中，UNIX目錄中為每個文件保留了一項，如圖中表示每個目錄項包含了兩個域，文件名（14個字節(jié)）和i節(jié)點的編號（2個字節(jié)）UNIX的目錄項<32

>文件目錄系統(tǒng)讀根目錄并且在根目錄中查找路徑的第一個分量user，以獲取/user目錄的i節(jié)點號由i節(jié)點號來定位i節(jié)點是很直接的，因為每個i節(jié)點在磁盤上都有固定的位置根據(jù)這個i節(jié)點，系統(tǒng)定位/user目錄并在其中查找下一個分量ast一旦找到ast的項，便找到了/user/ast目錄的i節(jié)點依據(jù)這個i節(jié)點，可以定位該目錄并在其中查找mbox然后，這個文件的i節(jié)點被讀入內存，并且在文件關閉之前會一直保留在內存中，如圖闡述了查找的過程

查找/usr/ast/mbox的過程<33

>文件目錄FAT文件系統(tǒng)的實現(xiàn)FAT是FileAllocationTable（文件分配表）的縮寫。FAT文件系統(tǒng)總共有三個版本：FAT-12，F(xiàn)AT-16和FAT-32，取決于用多少二進制位表示磁盤塊地址

下圖說明了FAT文件系統(tǒng)是如何組織一個卷的文件分配表位于卷的開頭，為了防止文件系統(tǒng)遭到破壞，F(xiàn)AT文件系統(tǒng)保存了兩個文件分配表，這樣當其中一個遭到破壞時可以保護卷此外，文件分配表和根目錄必須存放在磁盤上一個固定的位置，這樣才可以正確地找到啟動系統(tǒng)所需要的文件FAT卷的結構<34

>文件目錄引導扇區(qū)引導扇區(qū)（BootSector）包含用于描述卷的各種信息，利用這些信息才可以訪問文件系統(tǒng)在基于X86的計算機上，主引導記錄（MasterBootRecord）使用系統(tǒng)分區(qū)上的引導扇區(qū)來加載操作系統(tǒng)的核心文件文件分配表文件分配表包含關于卷上每個簇的如下類型的信息，括號中是FAT16的樣值：未使用（0x0000，被文件所使用的簇，壞簇（0xFFF7），文件中的最后一簇（0xFFF8-0xFFFF）在FAT目錄結構中，每個文件都給出了它在卷上的起始簇號起始簇號是文件所使用的第一個簇的地址，每個簇都包含一個指針，指向文件中的下一簇，或者包含一個指示符(0xFFFF)，表明該簇是文件的結尾這些鏈接以及文件結尾指示符如圖所示。

文件分配表的例子<35

>文件目錄根目錄在FAT16文件系統(tǒng)中，位于根目錄下的每個文件和子目錄在根目錄區(qū)中都包含一個目錄項。根目錄與其他目錄之間的唯一區(qū)別是，根目錄位于磁盤上一個特殊的位置并且具有固定的大小，每個目錄項的大小為32字節(jié)，其內容包括：文件名、擴展名、屬性字節(jié)、最后一次修改時間和日期、文件長度、第一簇的編號等背景-4：未名湖PART6.4文件存儲空間管理<37

>文件存儲空間管理磁盤空間的分配回收算法在設計空閑空間登記表的數(shù)據(jù)結構時，一般有四種不同的方案可以考慮1.位示圖位示圖法的基本思想是，利用一串二進制位（bit）的值來反映磁盤空間的分配使用情況在位示圖中，每一個磁盤中物理塊用一個二進制位對應，如果某個物理塊為空閑，則相應的二進制位為0；如果該物理塊已分配了，則相應的二進位為1，如圖所示圖位示圖<38

>文件存儲空間管理位示圖對空間分配情況的描述能力強，一個二進位就描述一個物理塊的狀態(tài)。另外，位示圖占用空間較小，因此可以復制到內存，使查找既方便又快速位示圖適用于各種文件物理結構的文件系統(tǒng)使用位示圖能夠簡單有效地在盤上找到n個連續(xù)的空閑塊，很多計算機提供了位操作指令，使位示圖的查找能夠高效進行例如，Intelx86微處理器系列就有這樣的指令：返回指定寄存器的所有位中值為1的第一位空閑塊表<39

>文件存儲空間管理空閑塊表空閑塊表是專門為空閑塊建立的一張表，該表記錄外存儲器全部空閑的物理塊：包括每個空閑塊的第一個空閑物理塊號和和該空閑塊中空閑物理塊的個數(shù)。如圖所示，空閑塊表方式特別適合于文件物理結構為順序結構的文件系統(tǒng)<40

>文件存儲空間管理空閑塊鏈表將外存儲器中所有的空閑物理塊連成一個鏈表，用一個空閑塊首指針指向第一個空閑塊，隨后的每個空閑塊中都含有指向下一個空閑塊的指針，最后一塊的指針為空，表示鏈尾，這樣就構成了一個空閑塊鏈表，如圖所示空閑塊鏈表<41

>文件存儲空間管理UNIX系統(tǒng)的空閑塊成組鏈接法

空閑塊成組鏈接表<42

>文件存儲空間管理假設初始化時系統(tǒng)已把專用塊讀入主存儲器L單元開始的區(qū)域中，分配和回收的算法如下：（1）分配一個空閑塊查L單元內容（空閑塊數(shù)）：查L單元內容（空閑塊數(shù)）：當空閑塊數(shù)>1，i:＝L＋空閑塊數(shù)；從i單元得到一空閑塊號；把該塊分配給申請者；空閑塊數(shù)減1當空閑塊數(shù)＝1，取出L＋1單元內容（一組的第一塊塊號或0）；<43

>文件存儲空間管理（2）歸還一塊查L單元的空閑塊數(shù)；當空閑塊數(shù)<100，空閑塊數(shù)加1；j:＝L＋空閑塊數(shù)；歸還塊號填入j單元當空閑塊數(shù)＝100，把主存中登記的信息寫入歸還塊中；把歸還塊號填入L＋1單元；將L單元置成1背景-5：翻尾石魚PART6.5實現(xiàn)文件系統(tǒng)的表目<45

>實現(xiàn)文件系統(tǒng)的表目系統(tǒng)打開文件表系統(tǒng)打開文件表專門用于保存已打開文件的文件控制塊，通常放在內存除了保存已打開文件的文件控制塊之外，在該表格中還保存了共享計數(shù)、修改標志等信息，如下圖所示。其中，由于允許多個進程同時打開同一個文件，所以共享計數(shù)標出有幾個進程打開同一個文件；修改標志是指文件控制塊或i節(jié)點的內容是否被修改過，如果修改過，則關閉文件時要將文件控制塊寫回磁盤系統(tǒng)打開文件表<46

>實現(xiàn)文件系統(tǒng)的表目用戶打開文件表每個進程都有一個“用戶打開文件表”以UNIX為例，該表的內容有文件描述符、打開方式、讀寫指針、系統(tǒng)打開文件表入口等等另外在進程的進程控制塊PCB中，還記錄了“用戶打開文件表”的位置用戶打開文件表<47

>實現(xiàn)文件系統(tǒng)的表目在系統(tǒng)打開文件表和用戶打開文件表之間存在一種關系實際上，用戶打開文件表指向了系統(tǒng)打開文件表如果多個進程共享同一個文件，則一定有多個用戶打開文件表目對應著系統(tǒng)打開文件表的同一入口

打開文件表之間關系背景-1：北京大學西門PART6.6文件及文件目錄的操作<49

>文件及文件目錄的操作典型的文件操作1.建立文件用戶首先調用文件系統(tǒng)的“建立文件”操作，在請求調用該操作時，提供所要創(chuàng)建的文件的文件名及若干參數(shù)：用戶名、文件名、存取方式、存儲設備類型、記錄格式、記錄長度，等等系統(tǒng)依據(jù)用戶提供的文件名及若干參數(shù)，為這一新創(chuàng)建的文件分配一個文件控制塊，填寫文件控制塊中的有關項建立文件的實質是建立文件的文件控制塊FCB，并建立必要的存儲空間，分配空的FCB從而建立起系統(tǒng)與文件的聯(lián)系建立文件系統(tǒng)調用的一般格式為：create（文件名，訪問權限，（最大長度））建立文件的具體步驟如下：（1）檢查參數(shù)的合法性；（2）檢查同一目錄下有無重名文件；（3）在目錄中有無空閑位置；

（4）填寫目錄項內容；（5）返回<50

>文件及文件目錄的操作2.打開文件打開文件，是使用文件的第一步，任何一個文件使用前都要先打開，即把文件控制塊FCB送到內存打開文件系統(tǒng)調用的一般格式為：fd=open（文件路徑名，打開方式）打開文件時，系統(tǒng)主要完成以下工作：（1）根據(jù)文件路徑名查目錄，找到FCB主部（2）根據(jù)打開方式、共享說明和用戶身份檢查訪問合法性（3）根據(jù)文件號查系統(tǒng)打開文件表，看文件是否已被打開（4）在用戶打開文件表中取一空表項，填寫打開方式等，并指向系統(tǒng)打開文件表對應表項3.讀文件讀文件系統(tǒng)調用的一般格式為：read（文件名，（文件內位置），要讀的長度，內存目的地址），讀寫方式可為讀、寫和既讀又寫等<51

>文件及文件目錄的操作讀文件時，系統(tǒng)主要完成以下工作：（1）檢查長度是否為正整數(shù)（2）根據(jù)文件名查找目錄，確定該文件在目錄中的位置（3）根據(jù)隱含參數(shù)中的文件主和目錄中該文件的存儲權限數(shù)據(jù)，檢查是否有權讀：（4）由文件內位置與要讀的長度計算最末位置，將其與目錄中的文件長度比較，超過否？（5）根據(jù)參數(shù)中的位置、長度和目錄中的映射信息，確定物理塊號、需要讀出的塊數(shù)等讀盤參數(shù)（6）根據(jù)下一塊號讀塊至內存緩沖區(qū)（7）取出要讀的內容，也許要進行成組的分解，將取出的內容送至參數(shù)中的內存目的地址（8）根據(jù)塊內長度或起始塊號+塊數(shù)，確定還讀下一塊嗎？同時確定下一塊塊（9）正常返回（10）錯誤返回，返回相應錯誤號<52

>文件及文件目錄的操作4.寫文件寫文件系統(tǒng)調用的一般格式為：write（文件名，記錄鍵，內存位置）把內存中指定單元的數(shù)據(jù)作為指定的一個記錄寫入指定文件中，系統(tǒng)還將為其分配物理塊，以便把記錄信息寫到外存上5.關閉文件若文件暫時不用，則應將它關閉文件關閉后一般不能存取，若要存取，則必須再次打開關閉文件系統(tǒng)調用的一般格式為：close（文件名）系統(tǒng)根據(jù)用戶提供的文件名或文件描述符，在該文件的文件控制塊上做修改例如，將該文件的共享用戶數(shù)減1，減1后若值為0，則將文件控制塊置上“非活躍”標志，若該文件控制塊內容被修改過，則要寫回外存6.刪除文件刪除文件系統(tǒng)調用的一般格式為：delete（文件名）系統(tǒng)根據(jù)用戶提供的文件名或文件描述符，檢查此次刪除的合法性，若合法，則收回該文件所占用的文件控制塊及物理塊等資源<53

>文件及文件目錄的操作7.指針定位指針定位的一般格式為：seek（fd，新指針的位置）指針定位時，系統(tǒng)主要完成以下工作：（1）由fd檢查用戶打開文件表，找到對應的入口；（2）將用戶打開文件表中文件讀寫指針位置設為新指針的位置，供后繼讀寫命令存取該指針處文件內容典型的目錄操作對目錄的操作與文件類似，通常由系統(tǒng)調用實現(xiàn)在不同系統(tǒng)中，管理目錄的系統(tǒng)調用是不同的<54

>文件及文件目錄的操作（1）creat，創(chuàng)建目錄在新創(chuàng)建的目錄中，除了目錄項“.”和“..”外，目錄內容是空的而目錄項“.”和“..”是系統(tǒng)自動放在目錄中的（

有時通過mkdir程序完成）（2）delete，刪除目錄只有當一個目錄為空時，該目錄方可刪除所謂空目錄的含義是，在一個目錄中只有目錄項“.”和“..”“.”和“..”這兩目錄項是不能被刪除的（3）opendir，打開目錄，使內容可被讀取如，為列出目錄中全部文件，程序須先打開該目錄，然后讀其中全部文件的文件名同打開和讀文件相同，在讀目錄前，必須打開目錄（4）closedir，關閉目錄，讀目錄結束后，應關閉目錄以釋放內存空間（5）readdir，系統(tǒng)調用readdir返回打開目錄的下一目錄項以前也采用read系統(tǒng)調用來讀目錄，但這方法有一缺點：程序員須了解和處理目錄的內部結構相反，不論采用哪一種目錄結構，readdir總是返回目錄項一個標準格式（6）rename，文件可換名，目錄也可換名（7）link，鏈接技術允許在多個目錄中出現(xiàn)同一文件這個系統(tǒng)調用指定一個存在的文件和一個路徑名，并建立從文件到路徑所指名字的鏈接這樣，可以在多個目錄中出現(xiàn)同一文件（8）unlink，刪除目錄項如果被解除鏈的文件只出現(xiàn)在一個目錄中（通常情況），它從文件系統(tǒng)中被刪除如果它出現(xiàn)在多個目錄中，則只刪除指定路徑名，依然保留其他路徑名在UNIX中，用于刪除文件的系統(tǒng)調用實際上就是unlink在UNIX中，最主要的有關目錄的系統(tǒng)調用已在上列出當然還有其他一些調用，如與目錄相關的管理保護信息的系統(tǒng)調用背景-1：北京大學西門PART6.7文件系統(tǒng)的性能<56

>文件系統(tǒng)的性能文件系統(tǒng)的物理基礎是磁盤設備，顯然，磁盤存儲器的服務效率，其速度和可靠性，就成為文件系統(tǒng)性能和可靠性的關鍵設計文件系統(tǒng)時應盡可能減少磁盤訪問次數(shù)，這樣，可以適當減少磁盤存儲器性能對文件系統(tǒng)性能的影響除此之外，還應該從其他方面考慮，采取有效的措施，提高文件系統(tǒng)的性能常見的技術措施有如下幾種：磁盤高速緩存、RAID技術磁盤高速緩存緩存的一種應用是記錄的成組1．記錄的成組把若干個邏輯記錄合成一組存放一物理塊的工作稱“記錄的成組”，每塊中的邏輯記錄個數(shù)稱“塊因子”<57

>文件系統(tǒng)的性能由于信息交換以塊為單位，所以，要進行成組操作時必須使用內存的緩沖區(qū)該緩沖區(qū)的長度等于要進行成組的最大邏輯記錄長度乘以成組的塊因子成組轉儲操作如圖所示記錄成組示例<58

>文件系統(tǒng)的性能2．記錄的分解對應前述記錄成組的操作，有必要考慮從一組邏輯記錄中把一個邏輯記錄分離出來的操作，這種操作稱為“記錄的分解”定長記錄格式，只要知道邏輯記錄的長度就可容易地進行分解對不定長記錄格式，要根據(jù)說明邏輯記錄長度的控制信息，計算出用戶所指定的記錄在內存緩沖區(qū)中的位置，然后把記錄分解出來

記錄分解操作示例<59

>文件系統(tǒng)的性能RAID技術磁盤是機械設備，一方面速度慢，另一方面會出現(xiàn)故障為解決此問題，Raid技術被提了出來，Raid技術主要是解決上述二個問題，因此，在組成Raid的結構上有多種方法Raid的各種模式背景-1：北京大學西門PART6.8文件共享、保護<61

>文件共享、保護文件共享文件的共享是指一個文件可以允許多個用戶共同使用文件共享不僅是完成共同任務所必需，而且還帶來許多好處：節(jié)省文件所占用的存儲空間；免除系統(tǒng)復制文件的工作；減少用戶大量重復性勞動；減少實際輸入輸出文件的次數(shù)此外，利用文件共享可以實現(xiàn)進程間相互通信在允許文件共享的系統(tǒng)中，必須對共享文件進行管理從共享的時間段上看，共享文件的使用有兩種情況：（1）文件可以同時使用（2）文件不允許同時使用

在文件共享的具體方式上，有三種文件的共享形式：（1）文件被多個用戶使用，由存取權限控制（2）文件被多個程序使用，但分別用自己的讀寫指針