计算机操作系统第八章

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1、第8章文件管理文件的基本概念、文件命名、文件分类文件管理系统的功能和组成文件的逻辑结构和物理结构目录管理文件共享、保护与保密外存空间的分配和回收、外存空闲区管理8.1文件管理系统概述文件——是在逻辑上具有完整意义的一组相关信息的集合。它可以是一组相关的字符流集合，也可以是一组相关的记录集合，通常被保存在外存储器上。文件命名文件组成（右图）文件管理系统功能按名存取文件组织存储空间管理文件共享和保护文件操作文件管理系统结构一个好的文件管理系统应具有以下特点：使用的方便性。按名存取的实现，使文件的物理结构和存放的物理

2、位置对于用户都成了透明的。数据的安全性。好的文件管理系统能提供有效的保护措施，以保证文件信息的安全。接口的统一性。用户可以使用统一的广义指令或系统调用来存取各种介质上的文件，这样做简单、直观，而且摆脱了对存储介质特性的依赖以及使用I/O指令所做的繁琐处理。现代操作系统中比较著名的文件管理系统Sysv。Systemv/386及Xenix使用的文件管理系统。Minix。最老的UNIX文件管理系统，它可靠，但没有时间标记，文件名最长30个字符。Ext2。Linux最常用的文件管理系统。NFS。网络文件管理系统。Hpf

3、s。OS/2上的操作系统。FAT。最早用于MS-DOS，后用于Windows系列及OS/2等操作系统，经过操作系统的不断改进，FAT又发展为FAT16、FAT32等。NTFS。Windows及Windows2000上的文件管理系统，安全性和可靠性比较好。8.2文件的逻辑结构和物理结构文件的逻辑结构流式结构记录式结构文件的物理结构顺序结构链式结构索引结构文件的逻辑结构——是指呈现在用户面前的文件结构，是文件逻辑上的组织形式。文件的物理结构——是指文件在存储介质上的存储结构，是文件在外存空间上的组织形式。文件逻辑结

4、构流式文件，是指文件内的数据是一个完整的字符流，不可以进一步细分。例如，源程序文件就是由字符流组成的流式文件，可执行文件、字符流文本文件的逻辑结构也都是流式的。对流式文件，用户常常以长度来指定所需存取的信息，也可以通过插入特殊符号来标识存取的界限。记录式文件，在逻辑上可看成是一组记录的集合。每个记录由彼此相关的若干个数据项组成。记录式文件中的逻辑记录可依次编号，其序号称为逻辑记录号（简称记录号）。文件存取方式文件的顺序存取按照文件的逻辑地址顺序存取。在记录式文件中，这种操作体现为按照记录的排列顺序来进行存取。文

5、件的随机存取随机存取是指允许用户按照记录编号或者某一数据项的值随机存取存取任一记录。磁盘文件的顺序存储结构文件信息占用一组连续的盘块，在外存上顺序存放。顺序存储的文件称为连续文件，这种文件不仅在逻辑上是连续的，在外存上存放的空间也是连续的。优点：管理简单；存取速度快；既适合顺序存取，也适合随机存取。L缺点：外存空间利用率低；必须预先知道文件的长度；不便于文件的扩展。顺序存储结构磁盘文件的隐式链接存储结构每个文件的FCB中只登记起始盘块和末盘块号，其它盘块号均由链接指针记录。磁盘文件的显式链接存储结构是指将用于

6、链接文件各盘块的指针，“显式”地存放在外存的一张链接表当中。该表在整个磁盘仅设置一张，登记了分配给文件的所有盘块的链接关系，故将该表称为文件分配表FAT。l采用离散分配方式。磁盘上的所有空闲块都可以被利用，消除了外部碎片。l易于文件增长或收缩。当文件需要增长时，可动态为其分配新的盘块，并用指针链接起来，收缩时只要从链中取消不需要的块即可。l指针本身需占用存储空间。如果采用的是隐式链接，磁盘块中需要付出存储指针的空间；如果采用的显式链接，需要存储FAT表。l链接指针的可靠性是个问题。存取文件时，如果哪个指针丢失或

7、被破坏，则错误的指针可能指向其他文件而导致混乱。链式结构的特点磁盘文件的索引存储结构为每个文件分配一个索引块，有效索引表登记其各逻辑块与外存物理块的对应关系，并在文件FCB中登记该文件索引块的地址。l既适合顺序存取，也方便随机存取。l索引结构容易实现记录的增、删和插入。l缺点是由于索引表的建立而增加了存储空间的开销。索引结构除了具有离散存储方式的优点外，存取方式更加灵活，但空间利用率低也是明显的。其特点有：二级索引存储结构将索引表离散存储，即将索引表本身分为若干个逻辑块，存储在若干物理盘块中，将索引表所占的各盘

8、块号记入另一个索引表——索引表的索引表。这种结构就称两级索引结构。UNIX混合索引存储结构UNIX操作系统对文件索引表做了精心的设计，采用了多级混和索引结构它将直接寻址、一级索引、二级索引和三级索引融为一体，规定每个文件的索引结点使用13个地址登记项。其中，前10个登记项直接指出存放文件信息的盘块号，属直接寻址。第11个登记项指向一级索引块，内含若干一级索引存储块。第12个登记项和第1