計算機操作系統(tǒng)課件第四章課件.ppt

1、第四章文件系統(tǒng)操作系統(tǒng)電腦管理包括：硬件資源管理和軟件資源管理兩個茄子方面。軟件資源管理包括管理各種系統(tǒng)節(jié)目、工具軟件、中間件、庫功能和各種用戶節(jié)目和數(shù)據。用戶使用計算機執(zhí)行其任務之一時，出現(xiàn)以下問題：(1)利用現(xiàn)有軟件資源幫助完成自己的任務。(2)將完成的程序或最后完成的程序保存在哪里，將需要訪問的數(shù)據保存在哪里，使人們可以重用現(xiàn)有的軟件資源。牙齒的兩個茄子問題實際上是如何透明、快速地訪問軟件資源(節(jié)目和數(shù)據)。大容量直接訪問磁盤存儲和順序訪問磁帶存儲等的出現(xiàn)為節(jié)目和數(shù)據等軟件資源的透明訪問提供了物質基礎，導致了軟件資源管理質量的飛躍文件系統(tǒng)的出現(xiàn)。文件系統(tǒng)可以將節(jié)目和數(shù)據看作檔案，保存在磁

2、帶或光碟等大容量存儲媒體上，以便透明地訪問節(jié)目和數(shù)據。透明訪問是指只要指定代表節(jié)目或數(shù)據的檔案名稱，無需知道與媒體訪問相關的部分(如檔案存儲的物理結構和查找方法)，文件就自動完成與指定檔案名稱相對應的文件的操作。文件系統(tǒng)必須完成以下任務：(1)整合管理磁盤等輔助存儲空間(檔案空間)，以便合理歸檔文件。用戶創(chuàng)建新文件時指派可用區(qū)域，用戶刪除或修改文件時回收和調整存儲庫。(2)按名稱訪問需要用戶可以查看的檔案邏輯結構，用戶必須按照文件的邏輯結構指定的方式訪問和處理信息。牙齒邏輯結構獨立于物理存儲設備。(3)為了方便信息的存儲和加工，文件必須以一定的順序保存在存儲設備上。這種存檔方法稱為文檔的物理結

3、構。(4)完成存儲設備的檔案信息查詢。(5)完成檔案共享并提供保護。4.1文件系統(tǒng)概述4.1.1檔案和文件系統(tǒng)檔案檔案是帶有符號名稱的相關元素集的有序序列。文件由幾個最小的單元(稱為邏輯記錄)組成。記錄是有意義的信息集合，是文件訪問操作的基本單元。在文件系統(tǒng)操作系統(tǒng)期間負責管理和訪問檔案信息的軟件機構稱為檔案管理系統(tǒng)(文件系統(tǒng))。標書：由三部分組成：與文件管理相關的，特使；受管理的文檔；實施檔案管理所需的跟蹤。表推是負責組織和分配檔案存儲庫的存儲空間，存儲和檢索檔案和存儲的檔案的系統(tǒng)。Hengxi:給用戶帶來的好處：易用性；按名稱訪問。數(shù)據安全提供保護措施，防止有意或無意的、盲目的。界面的統(tǒng)一

4、用戶可以使用統(tǒng)一的廣義命令或Xingqi訪問各種媒體上的文件。4.1.2文件的類型按性質和用途劃分，是由特使組成的文件。(阿爾伯特愛因斯坦、美國電視電視劇(Northern Exposure)，在大多數(shù)情況下，用戶只能調用，不能讀取和修改。庫檔案：系統(tǒng)提供了可供用戶使用的各種進程、進程、快遞、應用程序等。這些文件可以由用戶調用，用戶不能修改。用戶檔案：用戶委托存儲的文件，例如源節(jié)目、目標節(jié)目、遠視數(shù)據等。這些文件只能由檔案所有者或所有者授予用戶權限的用戶使用。2.作為保護，只能運行檔案：這些文件只能由授權用戶調用執(zhí)行，但不能讀寫。只讀檔案：所有者或授權用戶可以讀取文件，但不允許寫入。讀寫檔案：

5、這些文件允許所有者或授權用戶讀取和寫入文件，但未授權用戶無法讀取和寫入。檔案：不保護所有用戶都可以訪問的文件。3.按文件流：輸入檔案、輸出檔案、輸入輸出檔案4。按檔案配置和處理由通用檔案： ASCII或二進制代碼組成的字符檔案。目錄檔案：配置為檔案目錄。可以通過用于管理和實現(xiàn)文件系統(tǒng)功能的系統(tǒng)文件目錄文件搜索其他文件中的信息。目錄文件也由字符序列組成，因此您可以執(zhí)行與常規(guī)文件相同的檔案操作。特別文件：特別是指系統(tǒng)的各種類型的輸入輸出設備。4.1.3文件系統(tǒng)基本功能1。文件的結構和相關存取方法文件的目錄機構和相關處理；檔案存儲空間管理；文件孔劉和存取控制；文件的操作和使用；4.2文件的結構和存取

6、法文件的結構就是文件的組織形式。從用戶角度觀察的檔案配置格式稱為文件的邏輯結構。從可行性角度來看，存檔在文檔外部的存檔組織形式稱為文件的物理結構。文件的邏輯結構與存儲設備特性無關，但文件的物理結構與存儲設備的特性非常相關。4.2.1文件的邏輯結構這是從用戶角度觀察到的檔案配置，是用戶可以直接處理的數(shù)據和結構。獨立于物理特性，也稱為檔案配置。文件的邏輯結構可以分為兩種茄子形式。一個是非結構化流文件，另一個是結構化記錄式文件。1.字符流檔案：基本信息單位是字節(jié)或單詞。2.記錄檔案：由多個記錄組成。可以分為等長日志文件和可變長度日志文件。4.2.2文件的物理結構這是從系統(tǒng)的角度來看，系統(tǒng)中可見文件在

7、檔案存儲中的存儲形式稱為文件的物理結構。文件的存儲空間通常分為多個物理塊，使用物理塊作為信息分配和傳輸單元。塊長度通常是固定的。例如，通常為512或1024B。1.連續(xù)結構如果有關一個邏輯文件的信息存儲在檔案存儲的相鄰物理塊中，則該文件稱為連續(xù)文件，這種結構稱為連續(xù)結構。優(yōu)點：簡單。如果您知道檔案倉庫的起始圖塊號碼和檔案長度，則可以快速存取。缺點：文件結尾可能稍后分配給了其他文件，因此無法動態(tài)增加檔案長度。渡邊杏用于保存經常修改的文件。2 .連接結構連接結構也稱為連接結構。鏈接文件中的物理塊不必連續(xù)或連續(xù)。在每個物理塊的末尾設置指針(或鏈接詞)以指向下一個物理塊。優(yōu)點：文件可以動態(tài)增長，不需要

8、連續(xù)分配，調整鏈接指針可以方便地插入或刪除物理塊。缺點：通常只適用于順序訪問，不適用于隨機存取。要獲取后塊信息，必須從頭開始讀取前面的所有塊，以便得到后塊的物理地址。3 .索引檔案索引檔案結構是實現(xiàn)離散分配的另一種方案。牙齒結構要求每個文件有一個索引表。每個表格目標記錄文件所在的物理塊號，索引表格位置由檔案描述條目表示。優(yōu)點：具有連接檔案結構的優(yōu)點，隨機存取方便性好。缺點：索引表會增加存儲空間的開銷。訪問文件需要訪問存儲兩次(首先導入索引表，然后訪問物理塊)，從而降低了檔案訪問速度。增強功能：在訪問檔案之前，您只需將索引表預先放入內存中，然后執(zhí)行一次磁盤訪問操作。4.2.3文件的訪問方法文件的

9、訪問方法是讀取和寫入檔案存儲中的物理塊的方法。1.順序存取法嚴格按檔案信息單位順序存取。2.直接訪問方法(直接訪問方法)以任何順序讀取和寫入數(shù)據。3.密鑰訪問方法(按密鑰訪問方法)根據文檔中每個唱片的內容進行訪問。屬于直接方法?？梢苑譃榫€性搜索、散列、平分搜索等方法。4.2.4檔案結構、檔案存儲和訪問方法的關系、順序訪問設備、磁盤結構(直接訪問設備)、檔案結構、檔案存儲設備和訪問方法的關系、4.3檔案目錄文件與檔案控制塊一一對應、檔案控制塊的有序集合稱為檔案目錄。檔案控制塊是檔案目錄條目。檔案目錄也是檔案目錄文件。4.3.1在單層目錄系統(tǒng)中創(chuàng)建線性表。每個檔案都在表中，且文件名不能重復。優(yōu)點：

10、簡單。缺點：不允許使用重復的名稱。檔案太多，搜索速度慢。4.3.2輔助目錄系統(tǒng)中的目錄分為一個主目錄表和多個輔助目錄表。主目錄包含輔助目錄條目的集合，輔助目錄包含檔案目錄條目的集合。優(yōu)點：搜索速度更快，其他用戶目錄中的文件可以具有相同的名稱。不同的用戶也可以使用不同的文件名訪問同一系統(tǒng)中的相同孔劉檔案。缺點：缺乏靈活性，沒有分層概念。輔助目錄結構，4.3.3多級目錄(樹檔案結構)每個級別目錄的目錄條目可以描述一個文件或描述另一個目錄以形成層次結構。反芻的樹狀結構如下：路徑名：從扳手到所有文件的唯一路徑。用戶訪問文件時，為了確保訪問的唯一性，用戶最初必須使用文件的路徑名。絕對路徑名：由從微到文件

11、的路徑組成。例如， 12A (windows系統(tǒng))當前目錄：層次目錄結構，尤其是目錄未全部加載到內存中時，沿路徑查找文件需要很長時間。為了克服牙齒缺點，引入了“當前目錄”。使用“當前目錄”時，對于沒有路徑說明的文件，系統(tǒng)在當前目錄中查找之前不會在當前目錄中查找。4.4檔案存儲空間管理，存儲空間管理計劃需要解決的主要問題：如何注冊可用區(qū)域的分布？如何根據需要為文件分配存儲空間？當檔案或部分不再需要保留時如何回收占用的存儲空間，4.4.1空檔案目錄空檔案磁盤空間的連續(xù)未分配區(qū)域。對于每個磁盤，將創(chuàng)建一個可用塊表，其中包含記錄連續(xù)可用塊的第一個塊號和塊數(shù)的每個注冊條目。如果存儲空間中有大量小的空文件

12、，則效率低下。牙齒管理僅適用于連續(xù)文檔。4.4.2空塊鏈1。單塊連接方法所有可用塊都連接在一起，系統(tǒng)中保持鏈頭指針。修改鏈接詞時需要讀取幾個磁盤塊，工作量大。如果使用索引表，則只需修改索引表中的幾個相關項，但是如果索引表占用的存儲空間很大，則會對系統(tǒng)造成負擔。2 .組關聯(lián)方法(用于UNIX系統(tǒng))將所有空閑塊劃分為固定數(shù)量(通常為50)的多個組。群組分割會從后面依序向前分割。每個組中的第一個塊用于保存上一個組的塊號和塊數(shù)。4.4.3位映射(位映射)創(chuàng)建檔案存儲空間的位映射，以反映總存儲空間的分配。4.4.4 MS-DOS磁盤空間管理MS-DOS磁盤空間分配使用檔案分配表FAT，磁盤空間分配單元稱

13、為群集。群集中的大小特定于磁盤，每個群集在FAT表中占一個條目。表條目內容“000”為空閑，“FFF”為文件的最后一個群集，其他為下一個群集編號。MS-DOS上的FAT表、4.5文件的孔劉4.5.1目錄結構中的孔劉名稱孔劉：每個用戶使用相同的檔案名稱(包括路徑名)訪問文件。李明孔劉：每個用戶徐璐使用不同的檔案名稱訪問文件。李明共享使用的方法稱為檔案檢查連接。牙齒表象的目錄結構不再是樹狀結構，而是有方向性圖的非循環(huán)圖。(阿爾伯特愛因斯坦，美國電視電視劇，成功)在左圖中，目錄(或檔案)Wang通過/usr/user1/Wang或/usr/user2/Wang，檢查有兩種茄子形式。也就是說，目錄項鏈

14、可以連接到目錄樹中的任何節(jié)點。通過鏈接到目錄節(jié)點，可以共享目錄及其包含的所有文件。僅允許鏈接到數(shù)據文件的葉節(jié)點。，基于inode的孔劉方法UNIX系統(tǒng)上的檔案目錄結構由目錄條目和inode組成。目錄條目由檔案名和索引節(jié)點號組成。索引節(jié)點包括文件屬性、檔案分享目錄數(shù)、時間相關檔案管理參數(shù)和存儲文件的物理地址索引區(qū)域。優(yōu)點：可以實現(xiàn)文件的李明共享。缺點：檔案所有者不能刪除他人共享的文件。每個孔劉文件都有幾個檔案名稱，因此在遍歷時，可以多次遍歷孔劉文件?；诜栨湹目讋⒎椒ㄊ枪蚕砦募?，系統(tǒng)生成鏈接類型的新文件，將新文件寫入用戶目錄以實現(xiàn)目錄和檔案鏈接。新文件僅包含鏈接文件的路徑名。這種鏈接方法稱為符

15、號連接。只有實際的檔案所有者才有指向索引節(jié)點的指針。連接到牙齒文件的用戶只有路徑名，沒有指向索引節(jié)點的指針。優(yōu)點：檔案所有者可以刪除其他人共享的文件。缺點：當其他用戶讀取孔劉文件時，需要根據檔案路徑名的每個組件逐個查找，因此訪問開銷很大。4.6文檔，無注釋，保護文檔，經常，經常，經常，4.5.1檔案，表方法1。當用戶和檔案的數(shù)量都很多時，缺點是矩陣訪問困難，并且會占用相當大的存儲空間。2 .表，實際上，大多數(shù)用戶的文件通常只允許可選的、強大的共享。也就是說，只有少數(shù)用戶可以擁有特定的訪問權限。另一方面，一個用戶對少數(shù)文件也有訪問要求。3 .“用戶權限”(user permissions)表是對要訪問的文件的訪問權限集或集合。4 .密碼驅動文件主要在創(chuàng)建文件時