Windows-文件管理系统.ppt

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1、第6章文件系统文件系统的基本概念FAT文件系统NTFS文件系统Windows文件系统驱动程序（FSD）1文件系统概述文件概念与实现目录概念与实现文件与目录的访问权限文件系统的基本概念2信息是计算机系统中的重要资源。文件系统是操作系统中的一个重要组成部分，负责信息的组织、存储和访问。文件系统的功能就是提供高效、快速和方便的信息存储和访问功能。文件系统概述3文件系统的目的方便的文件访问和控制：以符号名称作为文件标识，便于用户使用；并发文件访问和控制：在多道程系统中支持对文件的并发访问和控制；统一的用户接口：在不同设备上提供同样的

2、接口，方便用户操作和编程；多种文件访问权限：在多用户系统中的不同用户对同一文件会有不同的访问权限；优化性能：存储效率、检索性能、读写性能；差错恢复：能够验证文件的正确性，并具有一定的差错恢复能力；文件系统概述4文件管理的服务功能文件访问：文件的创建、打开和关闭，文件的读写；目录管理：用于文件访问和控制的信息，不包括文件内容文件结构管理：划分记录，顺序，索引访问控制：并发访问和用户权限限额(quota)：限制每个用户能够建立的文件数目、占用外存空间大小等审计(auditing)：记录对指定文件的使用信息（如访问时间和用户等），

3、保存在日志中(文件系统向上层用户提供的服务)文件系统概述5文件系统的实现功能文件的分块存储：与外存的存储块相配合I/O缓冲和调度：性能优化文件定位：在外存上查找文件的各个存储块外存存储空间管理：如分配和释放。主要针对可改写的外存如磁盘。外存设备访问和控制：包括由设备驱动程序支持的各种基本文件系统如硬盘，软盘，CDROM等(文件系统要实现的功能模块)文件系统概述6文件体：文件本身的信息；文件属性：文件存储和管理信息；如：文件名、文件内部标识、文件存储地址、访问权限、访问时间等；文件是具有符号名的数据项的集合。文件名是文件的标识

4、符号。文件包括两部分：1.文件的概念文件概念与实现72.文件的操作打开：为文件读写所进行的准备。给出文件路径，获得文件句柄(filehandle)，或文件描述符(filedescriptor)。需将该文件的目录项读入到内存中。关闭：释放文件描述符，把该文件在内存缓冲区的内容更新到外存上。读、写和文件读写定位：系统为每个打开文件维护一个读写指针，它是相对于文件开头的偏移地址。读写指针指向每次文件读写的开始位置，在每次读写完成后，读写指针按照读写的数据量自动后移相应数值。……指围绕文件内容读写进行的文件操作。83.文件的逻辑结构

5、文件结构是指文件的组织形式。文件结构分为文件的逻辑结构(Filelogicalstructure)和文件的物理结构(Filephysicalstructure)。逻辑结构是从用户的观点出发，所看到的是独立于文件物理特性的文件组织形式，是用户可以直接处理的数据及其结构。物理结构是文件在外存上具体的存储结构。9文件逻辑结构的设计要求：访问性能：便于检索；便于修改存储性能：向物理存储转换方便，节省空间文件的逻辑结构较一般可分为记录式文件和流式文件两种。前者是指用户把每个文件分为若干记录单位，存取文件以记录为单位来进行的，而后者则是

6、指文件由字符流组成，文件内部的信息不再划分单位。文件的逻辑结构是指从用户观点出发讨论文件内部的逻辑结构或用户访问模式；它可以独立于在外存上的物理存储。3.文件的逻辑结构104.文件的物理结构（文件实现）研究如何在外部存储介质上为创建文件而分配空间，为删除文件而回收空间，以及对空闲空间进行管理。空间分配策略：1.连续空间分配2.链接空间分配3.索引空间分配11空间分配策略：连续空间分配4.文件的物理结构（文件实现）12空间分配策略：链接空间分配4.文件的物理结构（文件实现）13空间分配策略：索引空间分配4.文件的物理结构（文件

7、实现）0磁盘空间目录文件名索引地址Hello.c202，7，13，16,27,-1磁盘块20的内容：16311514空闲空间管理空闲块位示图空闲块链表4.文件的物理结构（文件实现）15簇的大小两个极端：大到能容纳整个文件，小到一个外存存储块；簇较大：提高I/O访问性能，减小管理开销；但簇内碎片浪费问题较严重；簇较小：簇内的碎片浪费较小，特别是大量小文件时有利；但存在簇编号空间不够的问题（如FAT12、16、32）；文件的存储空间通常由多个分立的簇组成，而每个簇包含若干个连续的扇区(sector)。5.文件存储单位：簇（clu

8、ster）16簇的分配方法：两种簇大小可变：I/O访问性能较好，文件存储空间的管理困难（类似于动态分区存储管理）簇大小固定：文件存储空间使用灵活，但I/O访问性能下降，文件管理所需空间开销较大5.文件存储单位：簇（cluster）17文件卷容量与簇大小的关系文件卷容量越大，若簇的总数保持不