操作系统 国家精品课程配套教材 教学课件 罗宇 文艳军 7.2文件系统.ppt

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1、第十七讲文件系统目的与要求：掌握文件系统调用处理及使用。了解文件备份与保护，系统的组成和各部分功能。重点：文件使用和控制、文件保护。作业：10,11，13,16。7．4文件访问系统调用操作系统提供文件创建、删除、打开、关闭、读、写等系统调用作为用户编程界面。另一文件访问接口Memory－Mapped文件访问。文件的建立与删除create、delete系统调用参数包括文件名（路径名）设备名（卷名）其它信息（FCB中要用户提供的信息）7．4．1传统文件系统调用实现文件的建立与删除create系统调用大致处理过程检查参数合

2、法性在文件目录结构中的适当位置建立一个文件控制块FCB。将参数填入FCB。分配文件所存放的外存空间（也可lazy分配即在写数据时分配），建立索引表，填入FCB中。文件的建立与删除delete文件系统调用过程检查参数，得到文件名（路径名）按名查找文件目录结构，找到文件的FCB按FCB中的索引表释放文件所占外存空间从文件目录结构中删除FCB。文件的打开与关闭open系统调用处理过程检查参数，获得文件名（路径名）；按名查找文件目录结构，找到文件的FCB；将FCB拷贝入内存，存入内存活跃文件目录表中；建立一张本次打开的文件读

3、写状态信息表，将当前访问指针指向文件首；将文件读写状态信息表的地址存于进程PCB中的资源描述区中“活动名字表”中，返回其索引号fd作为本次调用的返回值。PCB活动文件目录表(FCB)读写状态信息表活动名字表(使用文件表）活动名字表、文件读写状态信息表、活跃文件目录表的关系文件的打开与关闭close系统调用管理过程检查参数，获得fd；按fd在PCB中的“活动名字表”中得到文件读写状态信息表的指针，释放文件读写状态信息表，如果活动文件目录表中FCB不再使用，则释放该FCB所占的内存空间。文件的读写读写参数包括fd起始逻辑

4、地址（省缺时即当前访问地址，一般存于读写状态信息表）长度读写信息用户区地址文件的读写read/write系统调用大致处理过程核实参数，按fd获得文件读写状态信息表，获得活跃文件目录表中的FCB。核实操作许可。按FCB中定位信息将要读写的逻辑地址转化成物理地址。（如写，则将数据从用户区拷入系统区，）将物理地址，内存地址，长度等参数填好，调用外存驱动程序进行I/O操作，（如读，则将系统区数据拷入用户区）。7.5文件保护文件可能发生二种破坏情形不正确的访问方式或非受权访问。可进行访问控制。系统死机等导致文件卷数据破坏。可以

5、通过备份文件避免损失。7.5.1文件访问保护口令创建文件时提供一个口令，存于FCB中，要对文件访问时，系统核对口令。数据加密将数据写入文件时，对写入数据加密，读出时进行解密，访问者必须提供密钥（特例：unix中passwd中的口令加密后写入，无需解密读出）。访问控制检查用户对文件的访问权限与本次访问是否一致。访问控制矩阵一维列出全部用户，二维列出所有文件，Cij值是i用户对j文件访问权限简化访问表在文件中针对文件主，同组用户和其它用户给出访问权限7.5.2文件备份批量备份全量转储：把全部文件定期复制到磁带上。增量转储

6、：定期把上次转储以来改过的文件和新文件转储。同步备份镜像盘支持。在对磁盘写操作的同时，对称地写其镜像盘，双机动态文件备份。所谓双机动态文件备份是指有两台机器在文件写操作时完全对称地工作，保证当一台机器出错时，另一台机器还可以接着往下做。有了双机动态文件备份，加上双份盘即可防止来自处理机和存储介质两方面损坏对文件系统引起的破坏。7.6文件系统基本模型负责文件的建立，删除，读/写，修改等以及对文件目录结构和存储介质实施管理。一般地，OS的文件系统只提供读/写文件信息的支持而不解释其信息内涵，内涵由各读/写文件的应用程序去

7、解释。文件系统的优点方便灵活用户不用管文件在物理存储器上的存放。安全可靠可进行访问限制，可进行文件数据备份与恢复。方便共享使用，可按名访问文件系统的基本模型用户层用户接口及初始化文件目录系统存取控制逻辑文件系统物理文件系统外存空间分配设备管理用户调用接口及初始化模块对用户进程发出的文件类系统调用进行处理，检查参数合法性补充省缺参数把系统调用转化为对相应子程序的调用负责进程用户空间与OS内核的数据传输交换文件目录系统管理与组织文件目录结构如建立、删除、查找文件目录等，管理“活跃文件目录表”，管理“文件读写状态信息表”和

8、“活动名字表”，打开，关闭及读写时要涉及上述数据结构。上下级的转换存取控制验证（涉及文件保护的程序属于此模块。）逻辑文件系统与文件信息缓冲区根据文件的逻辑结构，将用户欲读写的逻辑记录转换成文件逻辑块号及块内offset。（在UNIX流式文件情形下，将文件开始字节数除以块长，取整得逻辑块号，取余得块内offset。）逻辑块逻辑记录文件缓冲：有些操