操作系统简明教程第5章

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1、第5章文件系统1本章讨论的主要问题信息文件是计算机的重要软件资源，对信息的组织、存取和保存，是由文件系统实现的。文件系统是OS的重要组成部分。本章主要讨论以下问题：信息的组织形式文件的结构信息的存取目录结构信息的存储磁盘的存储管理信息的共享与保护文件的共享与保护文件系统的构成2本章内容:5.1文件系统概述5.2文件结构和文件存取5.3文件目录和目录检索5.4文件共享与保护的实现5.5文件系统的用户接口35.1文件系统概述软件资源的管理软件资源包括：各种系统程序、应用程序、用户程序与数据存放位置及特点：

2、如何解决存取位置的问题：文件管理系统：操作系统中专门管理文件资源的软件。主要目的：给用户提供方便的存储、检索、共享和保护的手段。45.1.1文件文件系统功能的实现基础：把软件组织成若干个逻辑单位这些逻辑单位称为文件。文件：一个具有符号名的一组相关联的字符的有序序列。具有一定逻辑意义的相互关联的信息（程序和数据等）的集合文件组成的基本单位：有序逻辑记录、无记录无结构的相关联元素、慢速字符设备5文件的一些重要特性：1．文件名文件标识符、名字，区别不同文件的标识符号文件名是便于信息保存和读取的重要机制必须有

3、文件的命名规则文件名长度及大小写规定两部分结构：扩展名的作用：62．文件属性给文件赋予的其它特征信息包括文件当前的状态和使用标志，有些系统将它们和文件名一起放在特殊的数据结构中以便查询。7DOS的文件属性每个文件都有一个记录文件名及所有属性的数据结构，称为目录项，由32个字节组成8文件的类型从系统角度来看：正规文件目录文件设备文件（字符设备文件和块设备文件）正规文件从内容来看：ASCII码文件二进制文件9正规文件的更多的分类：(1)按用途可以分为：系统文件、库文件与用户文件。(2)从系统保护角度分为：

4、只读文件、读写文件、不保护文件。(3)按文件物理结构分为：连续文件、串联文件、索引文件、Hash文件(4)按存放时间分为：临时文件、永久文件、档案文件。(5)按文件内部信息的结构分为：流式文件、记录文件。（程序、文本文件、数据库文件）105.1.2文件系统1．文件系统的概念是指操作系统中涉及到文件管理的那部分软件、管理时用到的数据结构及其被管理的文件。用户的角度看，文件系统的主要功能：“按名存取”11从系统的角度看：文件系统是对文件存储器的存储空间进行组织、分配、回收，负责文件的存储并对存入的文件实施

5、保护、检索的系统。具体地说，文件系统负责为用户建立文件，存入、读取、修改、转储文件，控制对文件的存取，当用户不再使用时撤消文件。由此可见，文件系统是以对用户“透明”的方式实现对信息管理的一种有力的手段。122．文件系统的功能首要任务：解决对文件存储器空间的有效管理问题，通常文件存储器上的物理空间是以物理块为单位进行分配的，这是构成文件组织形式的主要依据。第二个任务：文件的命名和共享问题，即解决文件命名的冲突、重名及实现对文件共享的需要。第三个任务：提供合适的存取方法，以适合不同的应用。仅提供存取方式和

6、保护，至于它们之间的结构关系并不关心，也无力对它们进行解释。13具体，文件系统应该实现如下功能：(1)通过各种数据结构记录系统中的全部信息，包括信息的名字、位置和存取权限等。(2)使用户可以方便灵活地进行信息存取，完全实现按名存取，透明操作。(3)提供安全可靠的保护措施，以避免各种故障或偶然性事故而产生的破坏行为，并防止授权或未授权的用户有意或无意地进行破坏性操作。(4)防止用户信息失窃，采取对文件进行加密等措施，为用户提供保密手段。(5)协调相关用户共同完成某项任务，文件系统为用户提供共享功能。14

7、文件系统的三层结构文件系统接口控制管理对象的软件集合对象及其属性文件系统的模型用户（程序）15文件系统接口对象及其属性说明（文件、目录、磁盘）对对象操纵和管理的软件集合逻辑文件系统基本I/O管理程序（文件组织模块）基本文件系统（物理I/O层）I/O控制层（设备驱动程序）文件系统模型16文件管理五大功能：完成文件存储空间的管理。实现文件名到物理地址的映射。实现文件和目录的操作管理。提供文件的共享和保护。提供用户的接口。175.2文件结构和文件存取文件结构——文件中信息的组织形式。从用户角度看——逻辑结构

8、从系统角度看——物理结构5.2.1文件逻辑结构及文件存取1．逻辑结构（用户观点）是否让操作系统知道具体的文件结构？操作系统内部一般将文件视为无结构或简单结构的信息流，不对文件的信息项做任何解释。具体的信息处理由相应的应用程序提供。18文件的三种逻辑结构(1)流式结构(2)记录式结构(3)记录树结构192．文件的存取根据文件存取的次序通常可划分为两大类：顺序存取和直接存取。顺序存取是严格按记录或字节排列的顺序依次存取。直接存取也称随机存取，允许随意存取文件