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文件目录管理文件目录管理文件目录管理文件目录管理 文件共享与保护文件共享与保护文件共享与保护文件共享与保护 文件目录管理文件目录管理文件目录管理文件目录管理文件目录管理文件目录管理文件目录管理文件目录管理 文件共享与保护文件共享与保护文件共享与保护文件共享与保护文件共享与保护文件共享与保护文件共享与保护文件共享与保护 文件管理部分文件管理部分 8 4文件目录 8 4 1 文件目录与文件目录 项 8 4 2 一级目录结构 8 4 3 二级目录结构 8 4 4 树形目录结构 8 4 1 文件目录与文件目录项 1 文件系统实现 按名存取 文件的重 要手段是文件目录 文件系统基本功能之一是负责文 件目录的建立 维护和检索 文 件 目 录 项 又 称 文 件 控 制 块 FCB File Control Block 文件目录与文件目录项 2 文件目录项内容 有关文件存取控制的信息 有关文件结构的信息 有关文件使用的信息 有关文件管理的信息 文件目录与文件目录项 3 UNIX特殊目录项建立方法 1 文件名inode节点号 14个字节2个字节 UNIX特殊目录项建立方法 2 目录中的文件名和管理信息分开 后者单独组成数据结构 称索引节 点 i node 文件目录项中仅剩14个字节的文件 名和两个字节的i no 目录项组成的目录文件和普通文件 一样 均存放在文件存储器中 UNIX采用特殊目录项建立方 3 外存索引节点 文件存储设备上的每个文件 都有 一个外存文件控制块 外存索引节 点 inode与之对应 文件控制块inode对于文件的作 用 犹如进程控制块proc user对 于每个进程的作用 集中了文件的 属性及有关的一切必要信息 UNIX特殊目录项建立方法 4 外存索引节点部分内容 di mode文件属性 如文件类型 存取权限 di nlike连接该索引节点的目录项数 共享数 di uid文件主用户标识 di gid文件同组用户标识 di size文件大小 以字节计数 di add 8 存放文件所在物理块号的索引表 di atime文件最近被访问的时间 di mtime文件最近被修改的时间 di ctime文件最近创建的时间 UNIX采用特殊目录项建立方法 5 系统内存活动索引节点inode表 内存索引节点inode 使用某文件 的信息时 申请一个内存inode 把 外 存 inode 内 容 拷 贝 到 内 存 inode中 把文件目录与索引节点分开 不 仅加快了目录检索速度 且便于 实现文件共享 有利于系统的控 制和管理 文件目录的管理文件目录的管理文件目录的管理文件目录的管理 目录做成文件 文件系统便于内部统一 管理 目录文件在使用时调入内存 在操作系统中 大量采用 表格 管理 在DOS操作系统中 有系统打开文件表 其 表项和缓冲区个数可以由config sys文件中 FILES 和BUFFER 表项设定 在UNIX或Linux操作系统中 有系统打开文 件表和用户打开文件表两类 均是i节点 node 内码表格的统一管理 8 4 2一级目录结构 1 系统构造一张线性表 每个文件有关 的属性占用一个目录项就成了一级目 录结构 目录项1 目录项1 目录项2 目录项2 目录项N 目录项N 文件1 文件1 文件2 文件2 文件N 文件N 一级目录结构 2 缺点 一是重名问题 二是文件共享问题 8 4 3二级目录结构 2 第一级为主文件目录 用于管理 所有用户文件目录 登记系统接 受的用户名字及该用户文件目录 的地址 第二级为用户文件目录 为该用 户的每个文件保存一登记栏 其 内容与一级目录的目录项相同 二级目录结构 2 文件文件文件文件 文件文件文件文件 文件文件文件文件 用户名用户名用户名用户名 A A A A B B B B 文件目录始址文件目录始址文件目录始址文件目录始址 主文件目录主文件目录主文件目录主文件目录 文件名文件名文件名文件名物理地址物理地址物理地址物理地址 Afile1Afile1Afile1Afile1 用户用户用户用户A A A A文件目录文件目录文件目录文件目录 Afile2Afile2Afile2Afile2 文件名文件名文件名文件名物理地址物理地址物理地址物理地址 Bfile1Bfile1Bfile1Bfile1 用户用户用户用户B B B B文件目录文件目录文件目录文件目录 Bfile2Bfile2Bfile2Bfile2 Bfile3Bfile3Bfile3Bfile3 文件文件文件文件 8 4 4 树形目录结构 1 每一级目录可以是下一级目录的说明 也可以是文件的说明 形成层次关系 多级目录结构采用树形结构 是一棵倒 向有根树 树根是根目录 从根向下 每个树枝是一个子目录 而树叶是文件 树型多级目录优点 树形目录结构 2 路径名 路径名 目录路径名 文件路径名 绝对路径名 相对路径名 树形目录结构 3 UNIX文件系统树形多级目录结构 根目录下有 dev设备子目录 bin实用程序 子目录 lib库文件子目录 etc基本数据和维 护实用程序子目录 tmp临时文件子目录 usr通用目录 usr下包含已安装的文件系统 包括 小型化 的bin 小型化的tmp 小型化的文件库lib包 括文件include及各用户的多种文件 UNIX操作系统自身vmUNIX也在根目录下 UNIX树形目录结构 4 tty00 devbinlibetcusr tty01 shdate cc who passwd UNI X fei1 myfile c gettyinclude fei2 testfile c 8 5文件共享 1文件的静态共享 2文件的动态共享 3文件的符号链接共享 4 层次式文件系统模型 1文件的静态共享 1 系统调用形式为 chat oldnamep newnamep link oldnamep newnamep 文件的静态共享 2 检索目录找到oldnamep所指向文 件的索引节点inode编号 再次检索目录找到newnamep所 指文件的父目录文件 并把已存 在文件的索引节点inode编号与别 名构成一个目录项 记入到该目 录中去 把已存在文件索引节点inode的 连接计数i nlink加 1 文件的静态共享 3 链接实际上是共享已存在文件的索 引节点inode 完成链接的系统调用 link link link link usr fei1 myfile c usr fei1 myfile c usr fei1 myfile c usr fei1 myfile c usr fei2 myfile c usr fei2 myfile c usr fei2 myfile c usr fei2 myfile c link link link link usr fei1 myfile c usr fei1 myfile c usr fei1 myfile c usr fei1 myfile c usr include testfile c usr include testfile c usr include testfile c usr include testfile c 执行后 三个路径名指的是同一个 文件 usr fei1 myfile c usr fei2 myfile c usr include testfile c 文件的静态共享 4 tty00 devbinlibetcusr tty01 shdate cc who passwd UNIX fei1 myfile c gettyinclude fei2 testfile c 文件的静态共享 5 文件解除链接调用形式为 unlink namep 解除链接与文件删除执行的是同一系统调 用代码 删除文件是从文件主角度讲的 解除文件连接是从共享文件的其他用户角 度讲的 都要删去目录项 把i nlink减 1 不过 只有当i nlink减为 0 时 才真 正删除文件 2文件的动态共享 1 文件动态共享是系统中不同的 用户进程或同一用户的不同进 程并发地访问同一文件 这种共享关系只有当用户进程 存在时才可能出现 一旦用户 的进程消亡 其共享关系也就 自动消失 文件的动态共享 2 UNIX文件的每次读写由一个 读 写位移指针指出要读写的位 置 现在的问题是 若文件可 以为多个进程所共享 那么 应让多个进程共用同一个读 写 位移 还是各个进程具有各自 的读写位移呢 文件的动态共享 3 同一用户父 子进程协同完成任务 使 用同一读 写位移 同步地对文件进行 操作 该位移指针宜放在相应文件的活动索引 节点中 当用系统调用fork建立子进程 时 父进程的user结构被复制到子进程 的user结构中 使两个进程的打开文件 表指向同一活动的索引节点 达到共享 同一位移指针的目的 文件的动态共享 4 文件的动态共享 5 两个以上用户共享文件 每个希望独立 地读 写文件 这时不能只设置一个读 写位移指针 须为每个用户进程分别设 置一个读 写位移指针 位移指针应放在每个进程用户打开文件 表的表目中 这样 当一个进程读 写 文件 并修改位移指针时 另一个进程 的位移指针不会随之改变 从而 使两 个进程能独立地访问同一文件 文件的动态共享 6 3文件的符号链接共享 又称软链接 符号链接是一种只 有文件名 不指向inode的文件 符号链接共享文件的实现思想 8 5 5层次式文件系统模型 1 Madnick于1969年提的一个层 次式文件系统模型 介绍文件 系统一般的工作原理 模型分 成8个层次 层次式文件系统模型 2 获得结果获得结果获得结果获得结果用户存取要求用户存取要求用户存取要求用户存取要求 用户接口用户接口用户接口用户接口 符号文件系统符号文件系统符号文件系统符号文件系统 存取控制验证存取控制验证存取控制验证存取控制验证 逻辑文件系统逻辑文件系统逻辑文件系统逻辑文件系统 物理文件系统物理文件系统物理文件系统物理文件系统 设备和分配策略模块设备和分配策略模块设备和分配策略模块设备和分配策略模块 I OI OI OI O控制系统控制系统控制系统控制系统 物理介质物理介质物理介质物理介质 基本文件系统基本文件系统基本文件系统基本文件系统 层次式文件系统模型 3 1 用户接口 接受用户发来的文件系统调 用 进行必要的语法检查 根 据用户对文件的存取要求 转 换成统一格式的内部系统调 用 并进入符号文件系统 层次式文件系统模型 4 2 符号文件系统 根据文件路径名 建立或搜索 文件目录 获得文件内部唯一 标识来代替这个文件 供后面 存取操作使用 层次式文件系统模型 5 3 基本文件系统 根据文件内部标识负责把文件 说明信息调入内存的活动文件 表中 如文件已经打开 则根 据本次存取要求修改活动文件 表内容 并把控制传到下一层 层次式文件系统模型 6 4 存取控制验证 根据活动文件表相应项识别调用 者的身份 验证存取权限 判定 文件操作的合法性 实现文件的 存取 共享 保护和保密 如不 允许本次访问便发出一个错误条 件 本次文件操作请求失败 层次式文件系统模型 7 5 逻辑文件系统 根据文件说明中的逻辑结构信息 把指定的逻辑记录转换成相对的块 地址 对流式文件 把用户指定的 逻辑地址按块长计算出相对块号 对记录式文件 先把记录号转换成 逻辑地址 再把其转换成相对块号 如本文件适