操作系统课件——文件系统.ppt

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1、第五章文件管理1用户总是把长期要保存的或暂时要保存的大量信息，组织成文件的形式存放在辅助存储器中，成为计算机系统中的软件资源。用户希望的是能够“按名存取”。操作系统给我们提供了第五个功能-文件管理，主要有以下内容：5.1文件管理基本理论5.2Linux文件系统5.3Ext系列文件系统5.4虚拟文件系统25.1文件管理基本理论文件是具有名字的一组相关信息的有序集合，存放在外部存储器中。组成：文件名+属性+文件体文件名：有限长度的字符串（注意DOS、Windows、Linux系统文件名）文件属性：包括文件类型、大小

2、、物理位置、存取控制、建立或修改日期…文件体：3文件分类不同的系统对文件的管理方式不同。按文件的性质和用途：系统文件，库文件、用户文件按文件中的数据形式：源文件，目标文件，可执行文件按存取权限：r,w,x按照文件的内容：普通文件，目录文件，特别文件（Linux系统中将设备也当作文件对待）…4文件系统是操作系统的一个重要组成部分，实现文件管理的一组程序和所管理的全部文件（文件与目录的集合）以及管理文件所需要的一些数据结构的集合。文件系统通常以磁盘分区划分，每个分区对应一个独立的文件系统。文件系统管理的对象：文件+

3、目录+磁盘存储空间对对象操纵和管理的软件集合：文件管理系统的核心部分。文件系统的功能（按名存取、存储空间管理、共享和保护等）大多是在这一层实现的。561文件控制块为了管理文件，文件系统为每个文件建立一个文件控制块(Block，FCB)。FCB记录了其的使用者和管理者所关心的所有信息（PCB？），包括文件名、大小、存储位置、修改和访问时间、权限等。一个FCB就是一个文件目录项。创建新文件时，建立FCB，随着文件的操作，FCB的内容动态更新，文件被删除时，其FCB删除。计算机系统中通常存有大量的文件，系统须采用某种

4、有效的形式来组织和管理这些文件。由于文件与文件的FCB一一对应，因此，管理文件就是管理文件的FCB。2目录文件系统采用目录来组织文件。目录是FCB的有序集合，通过目录将所有的FCB分层分类地组织在一起，方便了文件的检索操作。目录本身需要长久保存的，也需以文件的形式存在，即目录文件，内容是一组FCB列表，每个表项（目录项）是一个文件的FCB。由于目录本身也是文件，因此目录的FCB也可以作为另一个目录中的目录项，从而构成目录的层次关系。目录的主要功能之一——实现文件的“按名存取”即用户只需提供文件名就可以对文件进行

5、各种操作。在查找目录过程中，先将存放目录文件的第一个盘块中目录调入内存然后把用户所给定的文件名与目录项（每个文件的FCB）中的文件名逐一比较，若未找到指定文件，便将下一个盘块中的目录项调入内存。很显然，如果存放FCB的目录文件过大（占多个磁盘块），将会导致匹配文件名的过程要多次访问磁盘，导致问题产生的原因就是目录文件的每个目录项即FCB占空间，如何改善？？！！检索目录文件过程中只用到文件名，仅当找到一个目录项时才从该目录项中读出该文件的物理地址，而其它一些对该文件进行描述的信息在检索目录时不会用到，故这些信息不

6、需调入内存。于是，可以将文件名和文件描述信息分开。引入索引结点！！！将文件目录中的每个目录项组成改为文件名和指向该文件所对应结点（索引结点，IndexNode，I节点，其中存放文件描述信息单独形成)的指针所构成。引入I结点后，文件目录仅由文件名及指向该文件所对应的i结点的指针所构成。目录的主要功能之二——合理地组织文件。单级目录：最简单的文件目录结构是在系统中建立一张目录线性表，每个文件占一表目，由文件名和文件的说明和管理信息组成（即其FCB或文件目录项）。单级目录能够实现“按名存取”，但存在查找速度慢；不允许

7、重名（主要问题）；不便于共享等问题。两级目录：系统设置一个主目录（MFD）后，再为每个用户设立一个用户目录（UFD）。MFD的每一项对应一个用户的目录文件，UFD每一项对应一个文件的FCB。多级目录结构：将两级目录结构的层次关系加以推广，就形成了多级目录结构，即树形目录结构。系统中有一个根目录（或根目录文件），在这个目录中可登记一般文件，也可以登记目录文件，在每个目录文件中可以登记一般文件，也可以登记目录文件,…现在，几乎所有的操作系统都采用树形目录结构3文件的组织文件的组织有两种：文件的逻辑结构--用户对文件

8、的组织方式，是指用户思维中文件的结构。文件的物理结构--文件在存储介质上的组织形式，主要是指磁盘上文件的结构。文件的逻辑结构记录式文件（有结构式文件）：文件是记录的集合，每个记录由彼此相关的域构成，记录可按顺序编号为记录1，记录2，…，又分定/不定长记录文件。流式文件（无结构文件）：是相关的有序字符的集合，在其内部不再对信息进行组织划分，文件的长度为所含字符数。文件的物理结构一个文件存