华东理工815操作系统第20讲

课程主要内容操作系统引论（第1章）进程管理（第2-3章）存储器管理（第4章）设备管理（第5章）文件管理（第6章）操作系统接口（第7章）UNIX操作系统（第10章）第6章文件管理文件系统的功能/需解决的问题从系统角度看：负责为用户建立、删除、读、写、修改和复制文件。从用户的角度看：实现了按名存取文件系统的功能：提供高效、快速、方便的信息存储和访问功能。文件和文件系统文件逻辑结构外存分配方式目录管理文件存储空间的管理文件共享与文件保护数据一致性控制第6章文件管理文件、记录和数据项（域或字段---数据的基本单位）文件类型和文件系统模型文件操作6.1文件和文件系统一、数据的组成数据项（最低级的数据组织形式）基本数据项（最小的逻辑数据单位）用于描述一个对象的某种属性的字符集，是数据组织中可以命名的最小逻辑单位组合数据项由若干个基本数据项组成，简称组项记录是一组相关数据项的集合，

用于描述一个对象在某方面的属性文件例如：用于描述学生的基本数据项-学号、姓名、年龄等工资是个组项，由基本工资、工龄工资和奖励工资等基本项组成文件文件在文件系统中是一个最大的数据单位是指记录在外存上的具有文件名的一组相关信息的集合。可分为有结构文件和无结构文件两种。有结构文件由若干个相关记录组成，而无结构文件则被看成一个字符流。文件属性文件名、文件类型、文件长度、文件的物理位置、文件的建立日期以及用户对该文件的存取权限等文件、记录和数据项间的层次关系文件记录1记录n记录2…数据项1数据项2数据项n…二、文件类型（1）

---文件名.扩展名按用途分类系统文件-由系统软件构成的文件用户文件-用户的源代码、目标文件、可执行文件或数据库文件-由标准子例程和常用的例程构成按数据形式分类源文件目标文件可执行文件按存取控制属性只读文件读写文件只执行文件二、文件类型（2）

---文件名.扩展名按组织形式和处理方式分类普通文件-由ASCII码或二进制码组成的字符文件目录文件-由文件目录组成，用来管理和实现文件系统功能的系统文件特殊文件-特指系统中的各类I/O设备按文件的逻辑结构分类有结构文件（记录式文件）无结构文件（流式文件）按文件的物理结构分类顺序文件链接文件索引文件三、文件系统模型（1）文件系统接口（命令接口、系统调用接口）对对象操纵和管理的软件集合对象(文件、目录及磁盘存储空间)及其属性说明用户（程序）对文件存储空间的管理对文件目录的管理将文件的逻辑地址转换为物理地址的机制对文件的读和写管理对文件的共享和保护三、文件系统模型（2）1)对象及其属性文件管理系统管理的对象有：①文件：它作为文件管理的直接对象。②目录：为了方便用户对文件的存取和检索，在文件系统中必须配置目录。对目录的组织和管理是方便用户和提高对文件存取速度的关键。③磁盘(磁带)存储空间：文件和目录必定占用存储空间，对这部分空间的有效管理，不仅能提高外存的利用率，而且能提高对文件的存取速度。三、文件系统模型（3）2)对对象操纵和管理的软件集合这是文件管理系统的核心部分。文件系统的功能大多是在这一层实现的，其中包括：对文件存储空间的管理对文件目录的管理用于将文件的逻辑地址转换为物理地址的机制对文件读和写的管理对文件的共享与保护等功能三、文件系统模型（4）3)文件系统的接口为方便用户使用文件系统，文件系统通常向用户提供两种类型的接口：

①

命令接口。这是指作为用户与文件系统交互的接口。用户可通过键盘终端键入命令，取得文件系统的服务。

②

程序接口（系统调用接口）。这是指作为用户程序与文件系统的接口。用户程序可通过系统调用来取得文件系统的服务。四、文件操作

用户通过文件系统所提供的系统调用实施对文件的操作。最基本的操作有：对文件的操作最基本的：创建、打开、关闭、删除、读、写、截断、设置文件的读写位置（将顺序存取改为随机存取）其它的：文件属性类操作、目录类操作四、文件操作文件的“打开”和“关闭”操作

“打开”：系统将文件的属性（目录信息）从外存复制到内存打开文件表中，并返回该表目的编号给用户，建立了用户与文件间的联系。以后若再访问此文件，则利用编号直接在内存中检索，从而节省大量的检索开销，提高了文件的操作速度。

“关闭”：当用户不再需要对该文件的操作时，系统利用关闭文件将文件的属性从内存打开表中删除，从而切断用户与文件之间的联系。6.2文件逻辑结构

文件系统设计的关键要素：

对任一文件存在着两种形式的结构：文件的逻辑结构（文件的组织）从用户观点出发，所观察到的文件组织形式，是用户可以直接处理的数据及结构，它独立于物理特性。文件的物理结构（文件的存储结构）是指文件在外存上的存储组织形式，与存储介质的存储性能有关，还和所采用的外存分配方式有关。（分为顺序、链接及索引结构）注：文件的逻辑结构和物理结构都将影响文件的检索速度。记录构成文件的方法将文件存储到外存的方法6.2文件逻辑结构

对文件的逻辑结构提出的基本要求：提高检索速度；便于修改；降低文件存储费用。文件逻辑结构的类型顺序文件索引文件索引顺序文件一、文件逻辑结构的类型（1）有结构的记录式文件文件构成：由一个以上的记录构成。记录长度：分为定长和变长。分类（按记录的组织方式）：

顺序文件-定长（也可以是变长）记录按某种顺序排列形成

索引文件-针对变长记录

索引顺序文件-为文件建立一张索引表，为每组记录的第一个记录设置一个表项一、文件逻辑结构的类型（2）无结构的流式文件文件构成：由字符流构成。大量的源程序、可执行文件、库函数等，所采用的就是无结构的文件形式，即流式文件。长度：以字节为单位（通用计算机寻址的最小单位）访问：对流式文件的访问，则是采用读写指针来指出下一个要访问的字符。注：在UNIX系统中，所有的文件都被看作是流式文件；即使是有结构文件，也被视为流式文件；系统不对文件进行格式处理。可以把流式文件看作是记录式文件的一个特例。好处：更加方便、OS代码更加可靠、灵活，用户编程也更加方便有的计算机支持半字节寻址(NibbleAddressing)二、顺序文件（1）逻辑记录的排序串结构：记录顺序与关键字无关，按存入时间的先后排列。最先存入的记录作为第一个记录，其次存入的为第二个记录，……

依此类推。顺序结构：所有记录按关键字（词）排列。可以按关键词的长短从小到大排序，也可以从大到小排序；或按其英文字母顺序排序。对顺序文件的读、写操作记录为定长的顺序文件记录为变长的顺序文件二、顺序文件（2）图6-3定长和变长记录文件其中Li占用一个字节，用来指明记录i的长度顺序文件的优缺点优点顺序存取速度较快（批量存取）。对定长记录，还可方便实现直接存取（随机存取）。只有顺序文件才能存储在磁带上，并能有效地工作。缺点对变长记录，直接存取低效。例如，有一个含有104个记录的顺序文件，如果对它采用顺序查找法去查找一个指定的记录，则平均需要查找5×103个记录；如果是可变长记录的顺序文件，则为查找一个记录所需付出的开销将更大，这就限制了顺序文件的长度。不利于文件的动态增长。文件的访问方式：顺序访问和随机访问（直接访问）三、索引文件引入为解决对变长记录文件难以进行直接存取的问题。索引文件为变长记录文件建立一张索引表。索引号长度m指针ptr0m01m1…

imi…r0r1…ri…逻辑文件索引表索引文件的特点优点通过索引表可方便地实现直接存取，具有较快的检索速度。易于进行文件的增删。缺点索引表的使用增加了存储费用；索引表的查找策略对文件系统的效率影响很大。注：若索引表很大，可建立多级索引四、索引顺序文件引入为解决变长记录文件的直接存取低效且存储费用增加的问题。索引文件为顺序文件建立一张索引表。索引顺序文件的特点优点通过索引表可方便地实现直接存取，具有较快的检索速度。（检索过程见P212）易于进行文件的增删。缺点索引表的查找策略对文件系统的效率影响很大.五、直接文件和哈希文件（1）1.直接文件对于直接文件，则可根据给定的记录键值，直接获得指定记录的物理地址。换言之，记录键值本身就决定了记录的物理地址。这种由记录键值到记录物理地址的转换被称为键值转换(Keytoaddresstransformation)。组织直接文件的关键，在于用什么方法进行从记录值到物理地址的转换。2.哈希文件是目前应用最为广泛的一种直接文件。五、直接文件和哈希文件（2）A=H(K)Hash文件的逻辑结构6.3

外存分配方式文件的物理结构即文件的外存分配方式，是从系统的角度来看文件，从文件在物理介质上的存放方式来研究文件。要考虑的主要问题：目前常用的外存分配方法：（1）连续分配（顺序分配）－>顺序文件结构（2）链接分配－>链接文件结构（3）索引分配－>索引文件结构如何有效地利用外存空间如何提高对文件的访问速度（1）外存分配方式-连续/顺序分配（1）图6-7磁盘空间的连续分配

采用连续分配方式时，可把逻辑文件中的记录顺序地存储到邻接的各个物理盘块中，这样所形成的文件结构叫做顺序文件结构，此时的物理文件称为顺序文件。（1）外存分配方式-连续/顺序分配（2）为每一个文件分配一片连续的磁盘块只需要起始块号和长度，适用于预分配方法可以随机存取文件不能增长从逻辑地址映射到物理地址较简单浪费空间：动态存储分配问题可以通过紧缩(compact)将外存空闲空间合并成连续的区域。连续/顺序分配的主要优缺点主要优点顺序访问容易顺序访问速度快主要缺点要求有连续的存储空间必须事先知道文件的长度（2）外存分配方式-链接分配（1）1.隐式链接图6-8磁盘空间的链接式分配

采用链接分配方式时，可通过在每个盘块上的链接指针，将同属于一个文件的多个离散的盘块链接成一个链表，这样形成的文件称为链接文件。（2）外存分配方式-链接分配（2）每个文件是磁盘块的链接列表：块可以分散在磁盘各处按所需分配磁盘块，链接在一起在每个块中有指向下一个块的指针只需要起始地址可以通过合并(consolidation)将几个盘块组成一个簇，以簇为单位进行盘块分配，以提高I/O访问性能。Block(512B)=Pointer(4B)(508B)（2）外存分配方式-链接分配（3）2.显式链接图6-9显式链接结构把用于链接的指针显式存放在内存的一张表中，查找在内存中进行。整个磁盘设置一张表。文件分配表FAT—图6-10文件分配表FAT用于链接文件各物理块的链接指针，显式地存放在内存的一张链接表中。该表在整个磁盘仅设置一张。表序号为整个磁盘的物理块号（0~(n-1)）表项存放链接指针，即下一个块号。文件的首块号存入相应文件的目录项（FCB）中。查找是在内存的FAT中进行，故提高了检索速度，同时又减少磁盘的访问次数。被MS-DOS和OS/2等所采用。P217图6-10链接分配的优缺点优点

1、无外部碎片，没有磁盘空间浪费

2、无需事先知道文件大小。文件动态增长时，可动态分配空闲盘块。对文件的增、删、改十分方便。缺点

1、不能支持高效随机/直接访问，仅适合于顺序存取

2、需为指针分配空间。（隐式链接）

3、可靠性较低（指针丢失/损坏）

4、文件分配表FAT（显式链接）

FAT需占用较大的内存空间（如何计算FAT表所占的内存空间：P217）。

计算FAT表所占的内存空间整个系统有一张FAT表，在FAT的每个表项中存放下一个盘块号。对于1.2M的软盘，每个盘块的大小为512B，在FAT表中共有2.4K个表项，每个FAT表项占12位，所以FAT表占用3.6KB的存储空间。若磁盘大小为20GB，盘块大小为4KB，计算FAT表的大小。若给作业A依次分配了3、6、2、5四个物理块，画出分配后的FAT图。（3）外存分配方式-索引分配（1）链接分配方式虽然解决了连续分配方式所存在的问题，但又出现了另外两个问题，即：

(1)不能支持高效的直接存取。要对一个较大的文件进行直接存取，必须首先在FAT中顺序地查找许多盘块号。

(2)FAT需占用较大的内存空间。为每一个文件分配一个索引块（表），再把分配给该文件的所有块号，都记录在该索引块中。故索引块就是一个含有许多块号地址的数组。该索引块的地址由该文件的目录项指出。支持随机/直接存取。不会产生外部碎片。适用于文件较大时。（3）外存分配方式-索引分配（2）图6-12索引分配方式1.单级索引分配（3）外存分配方式-索引分配（3）2.多级索引分配图6-13两级索引分配（3）外存分配方式-索引分配（4）

假设每个盘块大小为1KB，每个盘块号占4个字节，则在一个索引块中可放256个文件物理块的盘块号。在两级索引时，最多可包含的存放文件的盘块的盘块号总数为256*256=64K个盘块号。可以得出：采用两级索引时，所允许的文件最大长度为64MB。

（3）外存分配方式-索引分配（5）3.混合索引方式

UNIX文件系统采用的是混合索引结构(综合模式)。每个文件的索引表为13个索引项。最前面10项直接登记存放文件信息的物理块号（直接寻址） 如果文件大于10块，则利用第11项指向一个物理块，假设每个盘块大小为4KB，每个盘块号占4个字节，该块中最多可放1K个盘块号（一次间接寻址）。对于更大的文件还可利用第12和第13项作为二次和三次间接寻址。 （3）外存分配方式-索引分配（6）图6-14混合索引方式(1)直接地址为了提高对文件的检索速度，在索引结点中可设置10个直接地址项，即用iaddr(0)~iaddr(9)来存放直接地址。即每项中所存放的是该文件数据所在盘块的盘块号。假如每个盘块的大小为4KB，当文件不大于40KB时，就可以直接从索引结点中读出该文件的全部盘块号。（3）外存分配方式-索引分配（7）(2)一次间接地址对于大、中型文件，只采用直接地址是不现实的。可再利用索引结点中的地址项iaddr(10)来提供一次间接地址。这种方式的实质就是一级索引分配方式。图中的一次间址块也就是索引块，系统将分配给文件的多个盘块号记入其中。在一次间址块中可存放1K个盘块号（4KB/4B)，因而允许文件长达4MB。（3）外存分配方式-索引分配（8）(3)多次间接地址当文件长度大于4MB+40KB时(一次间址与10个直接地址项)，系统还须采用二次间址分配方式。这时，用地址项iaddr(11)提供二次间接地址。该方式的实质是两级索引分配方式。系统此时是在二次间址块中记入所有一次间址块的盘号。在采用二次间址方式时，文件最大长度可达4GB（4KB*1K*1K）。同理，地址项iaddr(12)作为三次间接地址，其所允许的文件最大长度可达4TB（4KB*1K*1K*1K）。（3）外存分配方式-索引分配（9）6.4

目录管理对文件目录的管理要求实现“按名存取”提高对目录的检索速度文件共享允许文件重名6.4目录管理文件控制块和索引结点单级目录结构两级目录结构树型目录结构目录查询技术文件控制块和索引结点

从文件管理角度看，文件由FCB和文件体（文件本身）两部分组成。

文件控制块（FCB-FileControlBlock）文件控制块是操作系统为管理文件而设置的数据结构，存放了文件的有关说明信息，记录了系统对文件进行管理所需要的全部信息。FCB是文件存在的标志。FCB保存在文件目录中，一个FCB就是一个目录项。文件控制块和索引结点文件控制块（FCB）（续）FCB中的信息基本信息类：文件名、文件长度、类型、属性、文件物理位置存取控制信息类：文件存取权限、用户名、口令、共享计数使用信息类：文件的建立日期、最后修改日期、保存期限、最后访问日期文件控制块（FCB）文件目录把所有的FCB组织在一起，就构成了文件目录，即文件控制块的有序集合。目录项构成文件目录的项目（目录项就是FCB）目录文件为了实现对文件目录的管理，通常将文件目录以文件的形式保存在外存，这个文件就叫目录文件。索引结点索引结点索引结点引入设目录文件所占的盘块数是

N，则查找一个目录项平均

需要调入盘块（N+1）/2次。假设一个FCB为64B,盘块大小为1KB，则每个盘块中只能存放1KB/64B=16个FCB;若一个文件目录共有640个FCB，需占用640/16=40个盘块，平均查找一个文件需启动磁盘20次。文件名索引结点编号文件名1文件名2…………索引结点索引结点索引结点引入在目录检索的过程中，只用到了文件名，仅当找到一个目录项时，才需从该目录项中读出文件的物理地址。UNIX系统中，采用了把文件名和文件描述信息分开的方法，把文件描述信息单独形成一个数据结构，叫索引结点。文件名索引结点编号文件名1文件名2…………索引结点索引结点索引结点引入在文件目录中的每个目录项

仅由文件名和指向该文件所对应的i结点（即索引结点）的指针构成。UNIX系统中，一个目录项只占16个字节（14字节为文件名，2个字节为指向i结点的指针）。在1KB的盘块中可存放1KB/16B=64个目录项，如果一个文件目录中共有640个目录项，只占用640/64=10个盘块，平均启动磁盘10/2=5次，减少到原来（平均启动20次）的1/4，大大节省了开销。文件名i

结点编号索引结点索引结点磁盘索引结点存放在磁盘上的

索引结点，每个文件有唯一的磁盘索引结点。

(主标识、类型、存取权限、物理地址、长度、连接计数、存取时间)内存索引结点存放在内存上的索引结点。当文件被打开时，要将磁盘索引结点复制到内存的索引结点中，增加以下内容：

(索引结点编号、状态、访问计数、逻辑设备号、链接指针)文件名索引结点编号文件名1文件名2…………Unix系统磁盘索引结点中的信息单级目录结构在整个系统中只建立一张目录表优点:简单，易实现按名存取缺点:限制了用户对文件的命名（即易重名）文件平均检索时间长(查找速度慢)

不便于实现文件共享只适用于单用户环境文件名状态位物理地址文件其它属性AlphaReportText……两级目录结构在整个系统中建立两级目录为每个用户建立一个单独的用户文件目录（UFD）系统中为所有用户建立一个主文件目录（MFD）AlphatestAlphatestWang用户目录ReporttesttestreportZhang用户目录misxbetaGao用户目录betamisx用户名指向用户目录指针WangZhangGao主文件目录两级目录结构优点:提高了检索目录的速度；不同用户目录中可重名；不同用户可用不同文件名来访问系统中一个共享文件缺点:限制了各用户对文件的共享增加了系统开销，缺乏灵活性，无法反映真实世界复杂的文件结构形式。树型目录结构（1）在两级目录中若允许用户建立自己的子目录，则形成3级或多级目录结构（即树型目录结构）树型目录结构（2）有共享的子目录和文件树型目录结构路径名访问数据文件的一条路径。绝对路径、相对路径当前目录增加和删除目录优点层次结构清晰,实现分组,便于管理和保护；解决重名问题；查找速度加快缺点查找一个文件按路径名逐层检查,由于每个文件都放在外存,多次访盘影响速度目录查询技术数据文件（按名存取）的查询步骤根据用户提供的文件名，对文件目录进行查询，找到该文件的FCB（索引结点）根据FCB（索引结点）所记录的磁盘盘块号，换算出文件在磁盘上的物理位置启动磁盘驱动程序，读该数据文件至内存中。对目录进行查询的方式线性检索法（顺序检索法）Hash方法目录查询技术-线性检索法（顺序检索法）

/usr/ast/mbox图6-20查找/usr/ast/mbox的步骤6.5

文件存储空间的管理（1）1.空闲表法和空闲链表法

空闲表法

序号第一空闲盘块号空闲盘块数12429331554——图6-21空闲盘块表6.5

文件存储空间的管理（2）1.空闲表法和空闲链表法

空闲链表法

6.5

文件存储空间的管理（3）存储空间的分配与回收

空闲盘区的分配与内存的动态分配类似，同样是采用首次适应算法、循环首次适应算法等。例如，在系统为某新创建的文件分配空闲盘块时：先顺序地检索空闲表的各表项，直至找到第一个其大小能满足要求的空闲区；再将该盘区分配给用户(进程)，同时修改空闲表。系统在对用户所释放的存储空间进行回收时：也采取类似于内存回收的方法，即要考虑回收区是否与空闲表中插入点的前区和后区相邻接，对相邻接者应予以合并。6.5

文件存储空间的管理（4）2.位示图法

位示图法图6-22位示图6.5

文件存储空间的管理（5）盘块的分配

(1)顺序扫描位示图，从中找出一个或一组其值为“0”的二进制位(“0”表示空闲)。

(2)将所找到的一个或一组二进制位，转换成与之相对应的盘块号。假定找到的值为“0”的二进制位，位于位示图的第i行、第j列，则其相应的盘块号（假设块号从1开始）应按下式计算：

b=n(i-1)+j

式中，n代表每行的位数。

(3)修改位示图，令map［i,j］=1。6.5

文件存储空间的管理（6）盘块的回收

(1)将回收盘块的盘块号转换成位示图中的行号和列号。转换公式为：

i=(b-1)DIVn+1j=(b-1)MODn+1(2)修改位示图。令map［i,j］=0。6.5

文件存储空间的管理（7）3.成组链接法

空闲盘块的组织6.5

文件存储空间的管理（8）空闲盘块的分配与回收当系统要为用户分配文件所需的盘块时，应调用盘块分配过程来完成。1、首先检查空闲盘块号栈是否上锁（互斥访问），如未上锁，便从栈顶取出一空闲盘块号，将与它对应的盘块分配给用户，然后将栈顶指针下移一格。2、若该盘块号已是栈底，即S.free(0)，这是当前栈中最后一个可分配的盘块号。6.5

文件存储空间的管理（9）空闲盘块的分配与回收3、由于在该盘块号所对应的盘块中记有下一组可用的盘块号，因此，应调用磁盘读过程，将栈底盘块号所对应盘块的内容读入栈中，作为新的盘块号栈的内容，并把原栈底对应的盘块分配出去(其中的有用数据已读入栈中)。4、然后，再分配一相应的缓冲区(作为该盘块的缓冲区)。5、最后，把栈中的空闲盘块数减1并返回。6.5

文件存储空间的管理（10）

在系统回收空闲盘块时，应调用盘块回收过程进行回收：将回收盘块的盘块号记入空闲盘块号栈的顶部，并执行空闲盘块数加1的操作。当栈中空闲盘块号数目已达到100时，表示栈已满，便将现有栈中的100个盘块号，记入新回收的盘块中，再将其盘块号作为新的栈底。6.5

文件存储空间的管理（11）

例题：

参看右图，在UNIX系统中，现有某进程的文件要释放四个物理块，其块号为150#，152#，172#，177#，试给出其释放过程和释放后的空闲盘块号栈filsys的情况；其后，又有一个文件要分配6个空闲块，试给出其分配过程和分配后的filsys的情况。s.free97[0]120[1]121…

……

…[96]145

空闲盘块号栈filsys6.5

文件存储空间的管理（12）6.6

文件共享文件共享：不同用户之间共同使用某些文件早期实现文件共享的方法绕弯路法（低效）允许每个用户获得一“当前目录”，用户所访问的所有文件均相对于当前目录，若不在，则“向上走”绕弯路去访问其上级目录，如图所示：连访法利用基本文件目录实现文件共享基于索引结点的共享方式利用符号链实现文件共享假定当前目录7，需共享文件9。(用＊表示父结点)其路径名：＊:＊:cacb主目录ab用户Aid=2xt用户Cid=4id=9id=10id=1cd用户Bid=3ac目录c

id=7id=11id=12id=14id=13hf目录d

id=8id=6id=5连访法CBADEFAGKMJDBACAKNJFHAa

用户可在自己的文件目录中对要共享的文件建立相应的目录项，直接指向被共享文件所在的目录项，而不是直接指向文件。利用基本文件目录实现文件共享

在早期，实现文件共享的一种有效方法，是在文件系统中设置一个基本目录，每个文件在该目录中均占有一个目录项，用于给出系统赋予的、对应于该文件名的唯一标识符（整数），以及该文件的有关说明信息。如下图所示：利用基本文件目录实现文件共享…98765432104zhang3wang空闲文件目录…6beta5sqrt…90af8report6alpha7mistsqrtbetaalphamist0afreport主文件目录基本文件目录符号名IDZhang的文件目录wang的文件目录基于索引结点的共享方式（1）注：任何用户对文件进行附加操作或修改，所引起的相应索引结点内容的改变，对其它共享用户均是可见，从而可提供其他用户共享。

将文件的物理地址和文件属性等信息放在索引结点中，在文件目录中，有文件名及指向索引结点的指针，另外在索引结点中增加链接计数count,表示共享的用户数，删除时必须count=0才可以。rTestwang的文件目录Lee的文件目录rTestcount=2文件物理地址test索引结点基于索引结点的共享方式（2）C的目录Owner=cCount=1链接前B的目录C的目录Owner=cCount=2建立链接后B的目录Owner=cCount=1若拥有者C删除文件，会引起指针悬空，故C不能删除利用符号链实现文件共享（1）

共享某文件test时，创建一新文件fd，并加到用户目录中，该文件仅包含被链接文件test的路径名，称该链接方法为符号链接。该方式中，只有文件主才拥有指向其索引结点的指针，其它共享的用户只有该文件的路径名。testrWang的文件目录Lee的文件目录fd文件物理地址testfdfd文件内容：Wang\test文件物理地址符号链索引结点索引结点利用符号链实现文件共享（2）优点当文件主删除一共享文件时，其它共享文件的用户不会留下一个悬空指针。可链接世界上任何地方的机器中的文件。缺点根据给定的文件路径名去查找目录，将使访问文件的开销大，启动磁盘频率较高。每一共享文件将具有几个文件名，这将增加遍历共享文件的次数。符号链文件虽然简单，但仍要为它配置一个索引结点，耗费一定的磁盘空间6.7文件保护影响文件安全性的主要因素人为因素系统因素自然因素确保文件系统安全性的措施存取控制机制------人为因素系统容错技术------系统因素后备系统------------自然因素6.7文件保护---存取控制机制保护域访问矩阵访问矩阵的修改（拷贝权、所有权、控制权）访问矩阵的实现（访问控制表、访问权限表）分级安全管理系统级安全管理用户级安全管理目录级安全管理文件级安全管理磁盘容错技术保护域进程与域之间的联系静态联系进程的可用资源集在进程的整个生命中是固定的动态联系进程的可用资源集在进程的整个生命中是变化的F1[R]F2[RW]域1F3[R]F4[RWE]F5[RW]域1F6[RWE]ploter2[W]域1Printer1[w]访问矩阵用以描述系统存取控制的矩阵访问矩阵中的行代表域，列代表对象，矩阵中每一项由一组访问权组成。R---读；W---写；E----执行访问权access(i,j)定义了在域Di中执行的进程能对对象施加的操作集。访问权通常由资源的拥有者或管理者所决定。

文件A

文件B

文件C打印机域D1R,WRW域D2W,REW域D3R，WW访问矩阵

文件A

文件B

文件C打印机域D1域D2域D3域D1R,WRWS域D2W,REWS域D3R，WW进程拥有切换权时，可将进程从一个保护域切换到另一保护域，以实现进程和域之间的动态联系。访问矩阵保护实现：当进程向文件系统提出存取请求时，系统就根据存取控制矩阵将本次请求和该进程对文件的存取权限进行比较，若不匹配就拒绝执行。特点：对整个系统中所有文件的访问权限进行集中控制。缺点：当用户和文件较多时，存取控制矩阵就较大，占据的存储空间就较多；查找花费时间较长。

访问矩阵的修改-拷贝权，所有权，控制权

进程在某个域中对某对象拥有的访问权可通过拷贝将访问权扩展到其它域（同一列即同一对象）中。F1F2F3D1E

W*D2ER*ED3EF1F2F3D1E

W*D2ER*ED3ERW

利用所有权（O）可实现访问权的扩展、增加和删除（同一列即同一对象）。F1F2F3D1O,E

W

D2

R*,OR*,O,WD3E

F1F2F3D1O,E

W

D2

R*,O,W*R*,O,WD3E

WW访问矩阵的修改-拷贝权，所有权，控制权

可改变矩阵中同一行（同一域即不同对象）的访问权。F1F2F3F4F5打印机1绘图仪2D1D2D3D1RR,WD2R,ER,WW

controlD3R,W,EWW

访问矩阵的修改-拷贝权，所有权，控制权

访问矩阵的实现--访问控制表将访问矩阵按列（对象）划分，为每一列建立一张访问控制表ACL。在该表中无原矩阵中的空项。由有序对（域，权集）组成。对象为文件时，常将ACL存放于该文件的FCB/索引结点中，作为存取控制信息。可定义缺省的访问权集。将访问矩阵按行（域）划分，形成一行一张访问权限表。类型权力对象文件R--指向文件3的指针

文件RWE指向文件4的指针

文件RW-指向文件5的指针

打印机-W-指向打印机1的指针

访问矩阵的实现--访问控制表分级安全管理-系统级安全管理主要任务不允许未经核准的用户进入系统主要方法注册登录其它措施系统级安全管理用户级安全管理目录级安全管理文件级安全管理注册主要目的使系统管理员能够掌握要使用系统的诸用户的情况，并保证用户名在系统中的唯一性。实现系统中保存一张用户表。用户使用前须占用用户表一空项注册。用户使用后须由管理员将该用户从用户表中删除。一旦删除，该用户便不能再进入系统，除非再次登录。用户表中用户有限。注册用户表用户1用户2用户3用户2表用户名口令上机时间终端号登录主要目的通过核实该用户的注册名及口令来检查该用户使用系统的合法性。实现输入注册用户名。系统将注册用户名与用户表中的注册名比较。若用户名正确，则输入用户口令。口令正确，则登录成功。用户可使用系统。注册用户表用户1用户2用户3用户2表用户名口令上机时间终端号其它措施规定用户定