第二部分操作系統(tǒng)第5章操作系統(tǒng)概論第6章處理器管理第7章存儲器管理第8章設(shè)備管理第9章文件管理第9章文件管理學(xué)習(xí)目標(biāo):1.熟練掌握文件、文件系統(tǒng)、目錄概念。2.了解文件系統(tǒng)的功能。3.了解文件的邏輯組織和物理組織的概念，以及相應(yīng)的組織形式。4.掌握目錄的基本組織方式和系統(tǒng)的目錄結(jié)構(gòu)。文件管理學(xué)習(xí)內(nèi)容：

9.1文件與文件系統(tǒng)

9.2文件的結(jié)構(gòu)與存取方式

9.3文件目錄管理

*9.4文件存儲空間管理

*9.5文件的共享與安全9.1文件與文件系統(tǒng)9.1.1文件的概念文件(File)是具有符號名的，在邏輯上具有完整意義的相關(guān)信息項(xiàng)的集合。文件的命名（自學(xué)）、文件的分類（自學(xué)）文件應(yīng)有自己的屬性：文件基本屬性（文件名、擴(kuò)展名、創(chuàng)建者、所有者）文件類型文件的保護(hù)屬性（訪問控制方式等）文件的管理屬性（創(chuàng)建、最后存取、最后修改時(shí)間）文件的控制屬性（記錄長度、文件當(dāng)前長度等）說明：文件可作為一個(gè)獨(dú)立的單位被存放并實(shí)施相應(yīng)的操作。9.1.2文件系統(tǒng)1.文件系統(tǒng)：操作系統(tǒng)中負(fù)責(zé)管理和存取文件信息的軟件機(jī)構(gòu)稱為文件管理系統(tǒng)，簡稱文件系統(tǒng)。文件系統(tǒng)由三部分組成：與文件管理有關(guān)的軟件；被管理的文件；實(shí)施文件管理所需的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。從系統(tǒng)角度看，文件系統(tǒng)采用統(tǒng)一方法管理用戶信息和系統(tǒng)信息的存儲、檢索、更新、共享和保護(hù)，并為用戶提供一整套行之有效的文件使用及操作方法。9.1.2文件系統(tǒng)2.文件系統(tǒng)的功能：文件管理目錄管理文件存儲空間的管理文件的共享和保護(hù)為用戶提供統(tǒng)一的使用接口說明：有了文件系統(tǒng)，用戶可用文件名對文件實(shí)施存取和相應(yīng)管理，而不必去考慮其信息放在磁盤的哪個(gè)面、哪個(gè)道、哪個(gè)扇區(qū)上，也不必關(guān)心怎樣去啟動設(shè)備進(jìn)行I／0等實(shí)現(xiàn)過程的細(xì)節(jié)。

9.2文件的結(jié)構(gòu)與存取方式9.2.1文件的邏輯結(jié)構(gòu) 文件的邏輯結(jié)構(gòu)是文件的外部組織形式，是用戶所見到的文件組織形式。邏輯組織分兩種形式：

1.字節(jié)流式無結(jié)構(gòu)文件

2.記錄式有結(jié)構(gòu)文件9.2.1文件的邏輯結(jié)構(gòu)與存取方式1.字節(jié)流式文件構(gòu)成文件的基本單位是字節(jié)。字節(jié)流式文件是有序字節(jié)的集合，其長度為該文件所包含的字節(jié)個(gè)數(shù)。字節(jié)流式文件無結(jié)構(gòu)，且管理簡單，用戶可以方便地對其進(jìn)行操作。源程序、目標(biāo)代碼等文件屬于流式文件。2.記錄式文件構(gòu)成文件的基本單位是記錄，記錄式文件是一組有序記錄的集合。記錄式文件可把記錄按各種不同的方式排列，以便用戶對文件中的記錄進(jìn)行修改、追加、查找和管理。1.順序存?。汉笠淮未嫒】偸窃谇耙淮未嫒〉幕A(chǔ)上進(jìn)行的，所以不給出具體的存取位置。2.直接存?。S機(jī)存?。涸试S隨機(jī)存取文件中的記錄，而不管上次存取了哪一個(gè)記錄。3.索引存?。焊鶕?jù)給定的鍵值和記錄名進(jìn)行存取9.2.2文件的存取方式9.2.3文件的物理結(jié)構(gòu)

文件的物理結(jié)構(gòu)是指文件的內(nèi)部組織形式，亦即文件在物理存儲設(shè)備上的存放方法。文件的物理結(jié)構(gòu)好壞，直接影響到文件系統(tǒng)的性能。確定文件的物理結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)考慮以下因素：記錄格式：定長、變長；空間開銷：除保存文件內(nèi)容外所需的額外存儲開銷；存取速度長度變化物理塊：為了有效地分配文件存儲器的空間，通常把它們分成若干塊，并以塊為單位進(jìn)行分配和傳送。每個(gè)塊稱為物理塊。物理塊長通常是固定的。9.2.3文件的物理結(jié)構(gòu)

1、順序文件結(jié)構(gòu)：把一個(gè)邏輯上連續(xù)的文件信息存放在連續(xù)編號的物理塊中的結(jié)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，訪問速度較快。缺點(diǎn)：文件長度增加比較困難文件A3100

r0r1r2磁盤塊號100101102文件目錄文件A目錄項(xiàng)9.2.3文件的物理結(jié)構(gòu)

2、鏈接文件結(jié)構(gòu)把一個(gè)邏輯上連續(xù)的文件信息分散地存放在外存不連續(xù)的若干個(gè)物理塊中的存儲方式。優(yōu)點(diǎn)：長度易于動態(tài)變化；缺點(diǎn)：隨機(jī)訪問速度慢。文件A100

r157

r2

r0150磁盤塊號

100磁盤塊號

150磁盤塊號

57文件目錄文件A目錄項(xiàng)9.2.3文件的物理結(jié)構(gòu)

3、索引文件結(jié)構(gòu)由系統(tǒng)為每個(gè)文件建立一張索引表，其中每個(gè)表目指出文件邏輯記錄所在的物理塊號的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)非連續(xù)分配的另一種方法優(yōu)點(diǎn)：訪問速度快、長度變化容易；缺點(diǎn)：增加存儲開銷文件A索引表指針文件A目錄項(xiàng)

r0

r1文件目錄

邏輯塊號物理塊號

023119226329

r2

r3磁盤塊號

23磁盤塊號

19磁盤塊號

26磁盤塊號

29文件索引表備注：當(dāng)文件的索引表很長時(shí)，可以將其保存為索引文件，還可以根據(jù)需要建立多級索引。

9.3文件目錄管理9.3.1文件控制塊和文件目錄1.文件控制塊文件控制塊（FileControlBlock,FCB）是系統(tǒng)為管理文件而設(shè)置的一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。FCB是文件存在的標(biāo)志，它記錄了系統(tǒng)管理文件所需要的全部信息。文件控制塊包括：文件名、文件控制信息、文件的邏輯結(jié)構(gòu)、文件的物理結(jié)構(gòu)、文件在外存的物理位置、文件的使用和管理信息。2.文件目錄1)文件目錄：文件控制塊FCB的有序集合構(gòu)成文件目錄。每個(gè)目錄項(xiàng)即是一個(gè)文件控制塊。給定一個(gè)文件名，通過查找文件目錄便可找到該文件對應(yīng)的目錄項(xiàng)(即它的文件控制塊)。2)目錄文件：文件目錄是需要長期保存的。為了實(shí)現(xiàn)文件目錄的管理，通常將文件目錄以文件的形式保存在外存空間，這個(gè)文件就被稱為目錄文件。9.3.2文件目錄的結(jié)構(gòu)

文件目錄結(jié)構(gòu)：目錄文件的組織形式常用的目錄結(jié)構(gòu)有單級目錄二級目錄多級目錄9.3.2目錄文件的結(jié)構(gòu)

1.單級目錄結(jié)構(gòu)：

文件系統(tǒng)在每個(gè)存儲設(shè)備上僅建立一個(gè)目錄文件的目錄結(jié)構(gòu)。

優(yōu)點(diǎn)：

結(jié)構(gòu)簡單，通過管理其目錄文件，便可實(shí)現(xiàn)對文件信息的管理，通過物理地址指針，在文件名與物理存儲空間之間建立對應(yīng)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)按名存取文件。缺點(diǎn): (1)搜索范圍寬。搜索一文件有時(shí)涉及到整個(gè)目錄文件中的所有目錄項(xiàng)。開銷大、速度慢。

(2)不允許文件重名。在一個(gè)目錄文件中，不允許兩個(gè)不同的文件具有相同的名字。這在多用戶環(huán)境中是不適合的。2.二級目錄結(jié)構(gòu)

把目錄文件分成兩級：第一級為系統(tǒng)目錄，整個(gè)系統(tǒng)公用的目錄。它包含了用戶目錄名和指向該用戶的指針；第二級為用戶目錄，它包含了該用戶所有文件的文件目錄。該文件目錄，包含了相應(yīng)文件的名字，物理地址等。2.二級目錄結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：提高了檢索目錄的速度在不同的用戶目錄中，可以使用相同的文件名。（解決了文件命名沖突的問題）缺點(diǎn)： 不能將文件加以分類；當(dāng)用戶文件較多時(shí)查找速度慢。3.多級（樹型）目錄結(jié)構(gòu)

樹型目錄

由根目錄和各級目錄組成。較高的目錄級，包含了下一級目錄名和一個(gè)指向該目錄的指針，指針指向數(shù)據(jù)文件的物理位置。

9.4文件存儲空間管理（了解）

9.5文件的共享與安全（了解）小結(jié)文件是被命名的數(shù)據(jù)的集合體,是由操作系統(tǒng)定義和實(shí)施管理的抽象數(shù)據(jù)類型。文件系統(tǒng)：操作系統(tǒng)中負(fù)責(zé)管理和存取文件信息的軟件機(jī)構(gòu)稱為文件管理系統(tǒng)，簡稱文件系統(tǒng)。文件的邏輯結(jié)構(gòu)：字節(jié)流式無結(jié)構(gòu)文件、記錄式的有結(jié)構(gòu)文件。文件的物理結(jié)構(gòu)：文件在物理存儲設(shè)備上的存放