高级操作系统chp

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1、第四章文件系统文件系统存在的原因在于系统要求对数据进行长期的存储。（1）可以存储大量信息（2）在使用信息时，信息要存在（3）必须能使多个进程并发存取有关信息解决的方法是采用文件的形式来管理信息。主要包括对文件的操作，如何分配存储空间，及相应的保护机制。处理文件的操作系统的部分称为文件系统（FileSystem）。4.1文件（1）域：是数据的基本单位。有自己的长度和数据类型。在不同的文件系统中，域可以是定长的，也可以是变长的。（2）记录：是相关域的集合。记录也可以是定长的，也可以是变长的。（3）文件：是具有名字的一组相关记录的集合。文件是一个单独的实体，也可以创建和删除。对于访问的

2、控制和限制通常是文件级的。在复杂的系统中，对访问的控制和限制也可以是记录级或域级的。4.1.1文件命名文件命名是管理文件的有效形式。当进程创建文件时给出文件名，在进程终止之后，文件名依然存在，其它进程可以通过这个文件名对文件进行存取。文件的具体命名规则在不同的系统中是不同的。很多的操作系统都采用圆点隔开的两部分的文件名。圆点后的部分称为扩展名，表示文件的一些信息。扩展名只是一些约定，并没有强迫采用。4.1.2文件结构文件结构通常有三种方式：字节序列、记录序列、树。在字节序列中操作系统并不关心文件的内容，它的任何含义都可以由用户进程来解释。在UNIX和MS-DOS中采用这种方法。这

3、种方法的特点是灵活，缺点是操作系统不能、提供任何形式的帮助。在记录序列中文件是具有一定长度的记录的序列，每个记录都有它的内部结构。记录是文件增加、删除、修改的单位。记录的长度是相等的。这种方法在早期的计算机系统中。在树结构中，文件由一棵记录树构成，每个记录的长度可以不相等，记录的固定位置上有关键字段，记录按关键字段排序，可以实现快速查找。主要用于现代的商业系统。4.1.3文件类型文件类型有很多种。例如UNIX和MS-DOS中有普通文件、目录文件、字符特殊文件、块特殊文件。在普通文件中包含用户要存储的信息，是本章的重点。在目录文件中保存磁盘文件系统结构，是系统文件。在字符特殊设备中

4、管理和设备的输入输出。使用块特殊文件用于表示磁盘。普通文件是ASCII文件或者二进制文件。ASCII文件由多行正文组成，可以显示和打印。可以用通用的文本编辑器进行编辑。二进制文件不用于显示和打印，有一定的内部结构。4.1.4文件存取文件存取类型有顺序存取、随机存取。顺序存取指用户只能从开始的地方顺序读文件的所有记录，不能跳过一些内容。主要用于磁带设备。随机存取指可以按任何次序读取记录。如按照关键字来进行读取。主要用于磁盘设备。4.1.5文件属性操作系统为管理文件为文件保存文件属性。文件属性在不同的操作系统中有很大的差别。保护、口令、创建者、所有者等属性（文件保护）各种标志（如只读

5、、隐藏、系统、存档）记录长度、关键字位置、关键字长度（查找）文件的创立时间、最近访问时间、最近修改时间文件的长度4.1.6文件操作CREATE：创建没有数据的文件，并设置文件属性。DELETE：删除文件，释放磁盘空间。OPEN：使用文件之前必须打开文件。用于把文件属性和磁盘地址表装入内存。CLOSE：不再使用文件时，关闭文件释放文件属性和磁盘地址表占用的空间。READ：从文件的当前位置中读取数据。应指明读取的长度和存放数据的缓冲区。WRITE：对文件写数据。如果当前位置是文件末尾，则文件长度增加。如果不是，则覆盖现有数据。APPEND：在文件的末尾增加数据。SEEK：定位当前位置

6、指针到指定位置。GETATTRIBUTES：读取文件属性。SETATTRIBUTES：设置文件属性。RENAME：重命名文件。4.1.7存储映像文件为了减少从磁盘上访问文件的不方便，一些系统提供一种将文件映像到一个正在运行的进程的地址空间中。用两个系统调用MAP和UNMAP来实现。前者给出一个文件名和一个虚拟地址，从而使操作系统把文件映像到虚拟地址指定的地址空间。当进程结束时，将地址空间的内容写回磁盘。这种方法的缺点是：（1）在页式管理中，无法知道一个文件的实际长度。（2）当多个进程同时调用一个文件并修改文件的内容时，有可能造成文件的映像的不一致性。（3）文件有可能很大，甚至大于

7、整个虚拟地址空间的大小。这时需要只映像文件的一个局部，而不是整个文件，造成很大的复杂性。4.2目录4.2.1层次目录结构通常一个目录包含很多项，称为目录项。每个目录项代表一个文件。在打开文件时系统先查找目录，直到找到要打开文件的文件名。然后从目录项中得到文件的属性和磁盘地址，放到内存相应的表中。文件目录在实现时，不同的系统采用不同的方法。要找到一个文件，就要先找到这个文件所对应的目录项，这就需要目录文件中顺序查找。这个查找过程是在内存中实现的。一种方法是把目录文件调入内存中，按名