计算机软件技术基础-课件 16ch9-OS

第二部分操作系统第5章操作系统概论第6章处理器管理第7章存储器管理第8章设备管理第9章文件管理第9章文件管理学习目标:1.熟练掌握文件、文件系统、目录概念。2.了解文件系统的功能。3.了解文件的逻辑组织和物理组织的概念，以及相应的组织形式。4.掌握目录的基本组织方式和系统的目录结构。文件管理学习内容：

9.1文件与文件系统

9.2文件的结构与存取方式

9.3文件目录管理

*9.4文件存储空间管理

*9.5文件的共享与安全9.1文件与文件系统9.1.1文件的概念文件(File)是具有符号名的，在逻辑上具有完整意义的相关信息项的集合。文件的命名（自学）、文件的分类（自学）文件应有自己的属性：文件基本属性（文件名、扩展名、创建者、所有者）文件类型文件的保护属性（访问控制方式等）文件的管理属性（创建、最后存取、最后修改时间）文件的控制属性（记录长度、文件当前长度等）说明：文件可作为一个独立的单位被存放并实施相应的操作。9.1.2文件系统1.文件系统：操作系统中负责管理和存取文件信息的软件机构称为文件管理系统，简称文件系统。文件系统由三部分组成：与文件管理有关的软件；被管理的文件；实施文件管理所需的数据结构。从系统角度看，文件系统采用统一方法管理用户信息和系统信息的存储、检索、更新、共享和保护，并为用户提供一整套行之有效的文件使用及操作方法。9.1.2文件系统2.文件系统的功能：文件管理目录管理文件存储空间的管理文件的共享和保护为用户提供统一的使用接口说明：有了文件系统，用户可用文件名对文件实施存取和相应管理，而不必去考虑其信息放在磁盘的哪个面、哪个道、哪个扇区上，也不必关心怎样去启动设备进行I／0等实现过程的细节。

9.2文件的结构与存取方式9.2.1文件的逻辑结构 文件的逻辑结构是文件的外部组织形式，是用户所见到的文件组织形式。逻辑组织分两种形式：

1.字节流式无结构文件

2.记录式有结构文件9.2.1文件的逻辑结构与存取方式1.字节流式文件构成文件的基本单位是字节。字节流式文件是有序字节的集合，其长度为该文件所包含的字节个数。字节流式文件无结构，且管理简单，用户可以方便地对其进行操作。源程序、目标代码等文件属于流式文件。2.记录式文件构成文件的基本单位是记录，记录式文件是一组有序记录的集合。记录式文件可把记录按各种不同的方式排列，以便用户对文件中的记录进行修改、追加、查找和管理。1.顺序存取：后一次存取总是在前一次存取的基础上进行的，所以不给出具体的存取位置。2.直接存取（随机存取）：允许随机存取文件中的记录，而不管上次存取了哪一个记录。3.索引存取：根据给定的键值和记录名进行存取9.2.2文件的存取方式9.2.3文件的物理结构

文件的物理结构是指文件的内部组织形式，亦即文件在物理存储设备上的存放方法。文件的物理结构好坏，直接影响到文件系统的性能。确定文件的物理结构时应考虑以下因素：记录格式：定长、变长；空间开销：除保存文件内容外所需的额外存储开销；存取速度长度变化物理块：为了有效地分配文件存储器的空间，通常把它们分成若干块，并以块为单位进行分配和传送。每个块称为物理块。物理块长通常是固定的。9.2.3文件的物理结构

1、顺序文件结构：把一个逻辑上连续的文件信息存放在连续编号的物理块中的结构。优点：结构简单，访问速度较快。缺点：文件长度增加比较困难文件A3100

r0r1r2磁盘块号100101102文件目录文件A目录项9.2.3文件的物理结构

2、链接文件结构把一个逻辑上连续的文件信息分散地存放在外存不连续的若干个物理块中的存储方式。优点：长度易于动态变化；缺点：随机访问速度慢。文件A100

r157

r2

r0150磁盘块号

100磁盘块号

150磁盘块号

57文件目录文件A目录项9.2.3文件的物理结构

3、索引文件结构由系统为每个文件建立一张索引表，其中每个表目指出文件逻辑记录所在的物理块号的结构来实现非连续分配的另一种方法优点：访问速度快、长度变化容易；缺点：增加存储开销文件A索引表指针文件A目录项

r0

r1文件目录

逻辑块号物理块号

023119226329

r2

r3磁盘块号

23磁盘块号

19磁盘块号

26磁盘块号

29文件索引表备注：当文件的索引表很长时，可以将其保存为索引文件，还可以根据需要建立多级索引。

9.3文件目录管理9.3.1文件控制块和文件目录1.文件控制块文件控制块（FileControlBlock,FCB）是系统为管理文件而设置的一个数据结构。FCB是文件存在的标志，它记录了系统管理文件所需要的全部信息。文件控制块包括：文件名、文件控制信息、文件的逻辑结构、文件的物理结构、文件在外存的物理位置、文件的使用和管理信息。2.文件目录1)文件目录：文件控制块FCB的有序集合构成文件目录。每个目录项即是一个文件控制块。给定一个文件名，通过查找文件目录便可找到该文件对应的目录项(即它的文件控制块)。2)目录文件：文件目录是需要长期保存的。为了实现文件目录的管理，通常将文件目录以文件的形式保存在外存空间，这个文件就被称为目录文件。9.3.2文件目录的结构

文件目录结构：目录文件的组织形式常用的目录结构有单级目录二级目录多级目录9.3.2目录文件的结构

1.单级目录结构：

文件系统在每个存储设备上仅建立一个目录文件的目录结构。

优点：

结构简单，通过管理其目录文件，便可实现对文件信息的管理，通过物理地址指针，在文件名与物理存储空间之间建立对应关系，实现按名存取文件。缺点: (1)搜索范围宽。搜索一文件有时涉及到整个目录文件中的所有目录项。开销大、速度慢。

(2)不允许文件重名。在一个目录文件中，不允许两个不同的文件具有相同的名字。这在多用户环境中是不适合的。2.二级目录结构

把目录文件分成两级：第一级为系统目录，整个系统公用的目录。它包含了用户目录名和指向该用户的指针；第二级为用户目录，它包含了该用户所有文件的文件目录。该文件目录，包含了相应文件的名字，物理地址等。2.二级目录结构优点：提高了检索目录的速度在不同的用户目录中，可以使用相同的文件名。（解决了文件命名冲突的问题）缺点： 不能将文件加以分类；当用户文件较多时查找速度慢。3.多级（树型）目录结构

树型目录

由根目录和各级目录组成。较高的目录级，包含了下一级目录名和一个指向该目录的指针，指针指向数据文件的物理位置。

9.4文件存储空间管理（了解）

9.5文件的共享与安全（了解）小结文件是被命名的数据的集合体,是由操作系统定义和实施管理的抽象数据类型。文件系统：操作系统中负责管理和存取文件信息的软件机构称为文件管理系统，简称文件系统。文件的逻辑结构：字节流式无结构文件、记录式的有结构文件。文件的物理结构：文件在物理存储设备上的存放