1、第七章管理檔案管理、檔案概念、檔案結(jié)構(gòu)和文件系統(tǒng)、文件系統(tǒng)實(shí)施、目錄、文件系統(tǒng)可靠性、7.1檔案概念、文件系統(tǒng)責(zé)任信息組織、存儲(chǔ)和訪問文檔的組織、訪問、使用、保護(hù)和實(shí)施方法。檔案：具有檔案名稱的相關(guān)數(shù)據(jù)集。每個(gè)檔案都必須有文件名。1)方便的檔案訪問和控制：使用符號名稱作為檔案標(biāo)識符，便于用戶使用。2)并發(fā)檔案訪問和控制：多節(jié)目系統(tǒng)支持對文件的并發(fā)訪問和控制。3)集成用戶界面：徐璐在其他設(shè)備上提供相同的接口，允許用戶操作和編程。4)多種檔案訪問：多用戶系統(tǒng)上的每個(gè)用戶對同一文件徐璐具有不同的訪問權(quán)限。5)性能最優(yōu)化：存儲(chǔ)效率、搜索性能、讀寫性能6)錯(cuò)誤恢復(fù)：驗(yàn)證文件的準(zhǔn)確性并提供錯(cuò)誤恢復(fù)功能。7

2、.1.1檔案管理的目的，根據(jù)檔案用途對系統(tǒng)文件進(jìn)行分類：操作系統(tǒng)軟件配置(包括系統(tǒng)內(nèi)核、管理程序等)。使用者檔案：使用者自己的檔案，例如使用者的來源檔案、可執(zhí)行文件或文件。庫檔案：標(biāo)準(zhǔn)子節(jié)目和非標(biāo)準(zhǔn)子節(jié)目配置，例如系統(tǒng)庫或滿足特定應(yīng)用程序的庫檔案。7.1.2檔案分類，按檔案特性進(jìn)行常規(guī)檔案分類：用戶指定的常規(guī)格式的文件，如包含自定義檔案、庫檔案和應(yīng)用程序節(jié)目文件的文本流的文件。目錄檔案：包含目錄的屬性信息的文件。特殊檔案：輸入和輸出設(shè)備可以視為特殊文件。文件的邏輯結(jié)構(gòu)是結(jié)構(gòu)化的。文件由記錄組成。非結(jié)構(gòu)化檔案：文件由字符流組成。按訪問屬性分類的可執(zhí)行文件只讀檔案讀/寫檔案文件的數(shù)據(jù)類型對源檔案分

3、類：由源程序和數(shù)據(jù)組成的檔案目標(biāo)檔案：已編譯但未鏈接的目標(biāo)代碼檔案可執(zhí)行文件：鏈接的可執(zhí)行文件，文件的屬性主要說明文件的元數(shù)據(jù)。文件系統(tǒng)管理檔案、常規(guī)檔案屬性(如檔案創(chuàng)建日期、長度和權(quán)限)如下所示：檔案名稱：用戶可以使用文件的內(nèi)部id:系統(tǒng)中文件可用的物理位置文件的所有者：用于區(qū)分多用戶系統(tǒng)中各個(gè)用戶的權(quán)限文件的訪問屬性檔案類型文件的長度：文件的字節(jié)數(shù)，7.1.3檔案檔案記錄的操作所有唱片搜索單個(gè)唱片插入唱片修改記錄刪除，7.1.4文件操作，文件本身操作的文件創(chuàng)建刪除文件打開/關(guān)閉文件讀取/寫入設(shè)置文件導(dǎo)入/設(shè)置檔案屬性、7.1.5檔案訪問方式以及檔案訪問方式取決于文件的性質(zhì)和用戶使用文件的方

4、式。1.順序訪問方法檔案信息按唱片順序處理一次，這是最常用的訪問方法。讀取文件時(shí)，按檔案指針位置的順序讀取檔案內(nèi)容，寫入文件時(shí)將檔案指針移動(dòng)到檔案末尾，然后將信息附加到檔案末尾。讀寫指針移動(dòng)固定長度唱片檔案：rpi 1=rpi l弱長度唱片檔案：rpi 1=rpi li，2。直接訪問方法直接訪問方法(也稱為文件的隨機(jī)訪問)是訪問磁盤文件的方法。通常，每個(gè)訪問單元稱為塊，塊大小為512B、1024B或，隨機(jī)訪問方法主要用于即時(shí)訪問大量信息。如果有訪問要求，系統(tǒng)將計(jì)算信息所在文件的位置，然后設(shè)置檔案讀寫指針直接讀取信息。1 .非結(jié)構(gòu)化檔案非結(jié)構(gòu)化文件也稱為流文件。流文件中的數(shù)據(jù)按沒有結(jié)構(gòu)的時(shí)間到達(dá)

5、順序存儲(chǔ)。要訪問流文件，需要從頭開始遍歷文件的徹底方法。、7.2檔案結(jié)構(gòu)和文件系統(tǒng)、7.2.1檔案結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)檔案和結(jié)構(gòu)檔案，也稱為歷史文件的連續(xù)唱片集合。每個(gè)記錄都是用于說明對象的特定方面的屬性。根據(jù)唱片長度是否相等分割：長唱片檔案、長唱片檔案樹檔案特殊結(jié)構(gòu)檔案、唱片樹。檔案配置是具有結(jié)構(gòu)文檔的唱片配置方法。檔案組織必須能夠滿足以下要求：提高搜索效率，輕松修改檔案存儲(chǔ)成本。維護(hù)簡單。7.2.2結(jié)構(gòu)文件所在的組織，1 .順序檔案順序文件中的所有唱片長度相同。唱片排序依據(jù)字符串結(jié)構(gòu)：唱片順序與關(guān)鍵字無關(guān)，由存放時(shí)間決定。順序結(jié)構(gòu)：記錄按關(guān)鍵字排序，搜索效率高。順序文件的讀寫設(shè)置指針ptr，該指針將

6、一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)用作關(guān)鍵字，指向下一個(gè)讀寫記錄的第一個(gè)地址，并在讀和寫操作完成后運(yùn)行ptr=ptr l。l是固定長度記錄的長度。優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)：一次處理大量數(shù)據(jù)時(shí)效率高！介質(zhì)：磁帶。缺點(diǎn)：交互式處理(例如添加和刪除單個(gè)記錄)特別難插入和刪除。2 .索引文件適用于對不確定的長記錄的訪問，不需要對各個(gè)記錄進(jìn)行排序?？梢詾樾扈吹钠渌麈I字段創(chuàng)建多個(gè)索引表。每個(gè)索引條目都有指向主文件中一條記錄的指針和指向該唱片長度的兩個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)，索引條目根據(jù)記錄中的一個(gè)關(guān)鍵字字段進(jìn)行排序。索引文件中的唱片條目通常較小，長度固定，查找速度快，便于隨機(jī)訪問。2.索引檔案，優(yōu)點(diǎn)：存取效率缺點(diǎn)：每個(gè)檔案可以設(shè)定多個(gè)索引檔，占用的空

7、間很大。3 .索引序列文件根據(jù)序列文件創(chuàng)建其他索引文件，以加速序列檔案搜索。將順序文件中的所有記錄分成組，然后為順序文件創(chuàng)建索引表，其中順序文件中的每個(gè)索引條目指向順序文件中每個(gè)唱片組中的第一個(gè)記錄。索引文件中的每個(gè)記錄由兩個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)組成：關(guān)鍵字和指向主檔案記錄的指針。索引文件和索引順序文件的區(qū)別在于索引檔案主文件沒有排序。3 .索引序列檔案、檔案系統(tǒng)是將許多文件及其屬性說明、檔案操作和管理軟件以及文件用于用戶的介面的集合。它主要包括三個(gè)部分：實(shí)體檔案自任務(wù)管理檔案任務(wù)流程介面用戶使用檔案介面，7.2.3文件系統(tǒng)，1。促進(jìn)文件系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)、檔案及其屬性檔案的搜索，文件系統(tǒng)配置目錄、目錄中記錄了檔

8、案名稱和相關(guān)屬性，可以幫助用戶輕松使用文件并加快檔案訪問速度。檔案介面命令介面：通過鍵盤輸入命令獲取檔案服務(wù)節(jié)目介面：用戶程序提供通過系統(tǒng)調(diào)用獲取檔案服務(wù)文件管理軟件邏輯文件系統(tǒng)：文件日志記錄操作的功能。I/O管理軟件：按文件名查找文件所在的設(shè)備，并負(fù)責(zé)完成I/O操作。物理文件系統(tǒng)：處理內(nèi)存和文件所在設(shè)備的數(shù)據(jù)交換。外部內(nèi)存驅(qū)動(dòng)程序：檔案系統(tǒng)的最底層，主要負(fù)責(zé)啟動(dòng)I/O設(shè)備和處理設(shè)備中斷。2 .檔案管理功能，3 .典型文件系統(tǒng)FAT:最初在MS-DOS中使用，然后在windows NT、windows 2000/XP中使用。NTFS: windows NT、windows 2000/XP上的檔

9、案系統(tǒng)具有較高的安全性和可靠性。NFS:網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)。EXT2:Linux上最常用的檔案系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)目錄功能“按名稱訪問”加快檔案搜索速度檔案同名檔案分享，7.3目錄，檔案控制塊(FCB)說明和控制文件中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。檔案基本信息：檔案名稱、物理位置和邏輯結(jié)構(gòu)訪問控制信息：檔案主用戶、標(biāo)準(zhǔn)用戶和最終用戶訪問文件的權(quán)限檔案使用信息：檔案設(shè)置和修改時(shí)間、當(dāng)前使用信息、1。檔案控制塊和索引節(jié)點(diǎn)、檔案目錄設(shè)置檔案目錄的目的是集中管理文件。FCB的有序集合是檔案目錄。檔案目錄使您可以實(shí)現(xiàn)文件名和文件物理位置之間的映射關(guān)系。索引節(jié)點(diǎn)(在UNIX系統(tǒng)上使用)設(shè)置索引節(jié)點(diǎn)以加快檔案搜索。通過將檔案名稱和檔案描述信

10、息分開并單獨(dú)形成檔案描述信息，一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)稱為索引節(jié)點(diǎn)。檔案目錄中的每個(gè)目錄條目都由文件名和指向該文件的索引節(jié)點(diǎn)指針組成。磁盤索引節(jié)點(diǎn)是指磁盤上存儲(chǔ)的i-node，磁盤上的每個(gè)文件都有其自己的i-node。主要內(nèi)容：檔案主id檔案類型檔案訪問權(quán)限檔案物理地址檔案長度檔案鏈接數(shù)(孔劉)檔案訪問時(shí)間，打開內(nèi)存索引節(jié)點(diǎn)文件后，將磁盤中的i-node復(fù)制到內(nèi)存中的索引節(jié)點(diǎn)，內(nèi)存i-node主要內(nèi)容：i-node編號，即內(nèi)存i-node標(biāo)識狀態(tài)：I單層目錄缺點(diǎn)：允許慢速查找重復(fù)渡邊杏，2 .第二階段目錄：家庭檔案目錄和用戶檔案目錄；優(yōu)點(diǎn)：加快檔案搜索允許部分檔案冗馀缺點(diǎn)：在用戶之間共享檔案不容易。3 .

11、樹目錄，樹目錄是兩級目錄的升級主目錄是根節(jié)點(diǎn)。數(shù)據(jù)文件是葉節(jié)點(diǎn)。所有其他級別的目錄是樹中的節(jié)點(diǎn)。1)路徑名通過所有目錄名和文件名(從根到任意文件)連接到“”，以構(gòu)成該文件的路徑名。路徑名確保了檔案訪問的唯一性。2)相對和絕對路徑相對路徑：從當(dāng)前目錄到找到文件的路徑中通過“”連接的所有目錄名和文件名。絕對路徑：從根目錄到找到的檔案的路徑中通過“”連接的所有目錄名和文件名。3)創(chuàng)建目錄工作目錄、刪除目錄、搜索目錄、打開和關(guān)閉目錄、7.4檔案分享、1 .基于inode的檔案分享，缺點(diǎn)：檔案作者必須等到其他用戶使用文件后才能刪除文件。否則，指針為空。2 .創(chuàng)建指向基于符號鏈的檔案分享孔劉文件的鏈接類型

12、文件。牙齒文件的內(nèi)容是名為符號鏈的孔劉文件的路徑名。文件可以通過符號鏈接文件找到孔劉文件。只有檔案所有者具有指向該索引節(jié)點(diǎn)的指針，并且指針為空時(shí)不會(huì)發(fā)生這種情況。1 .檔案系統(tǒng)的一般含義：從操作系統(tǒng)內(nèi)檔案控制和管理的一系列機(jī)制和實(shí)施實(shí)施的角度理解：是指由特定檔案格式組成的存儲(chǔ)介質(zhì)。7.4文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，7.4.1文件系統(tǒng)格式，2 .分區(qū)和文件系統(tǒng)分區(qū)：將狙擊磁盤分成多個(gè)部分，供用戶使用。每個(gè)分區(qū)是一個(gè)邏輯硬盤驅(qū)動(dòng)器，可以將存儲(chǔ)在邏輯硬盤驅(qū)動(dòng)器第一個(gè)扇區(qū)中的徐璐其他操作系統(tǒng)安裝到每個(gè)邏輯硬盤驅(qū)動(dòng)器上。整個(gè)硬盤驅(qū)動(dòng)器的第一個(gè)扇區(qū)位于所有邏輯分區(qū)的外部，稱為主引導(dǎo)記錄。主引導(dǎo)記錄存儲(chǔ)整個(gè)硬盤的分區(qū)信息

13、和每個(gè)分區(qū)類型(稱為分區(qū)表)。分區(qū)類型是FAT32或NTFS，是在每個(gè)邏輯分區(qū)上進(jìn)行高級格式化后設(shè)置的文件系統(tǒng)類型。文件的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，即文件的物理結(jié)構(gòu)，表示文件存儲(chǔ)在外部內(nèi)存中的格式。1.檔案分配單元分配單元大?。喝菀桌速M(fèi)存儲(chǔ)空間。分配單位?。簩⒁粋€(gè)文件分成多個(gè)片段，增加檔案讀寫時(shí)間。折衷方法：512B、1K或2K文件的分配單位稱為塊，如果一個(gè)塊由多個(gè)扇區(qū)組成，則也稱為群集。7.4.2文件的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，實(shí)線表示磁盤空間利用率與塊大小之間的關(guān)系，虛線表示一個(gè)磁盤上數(shù)據(jù)讀取速度與塊大小的關(guān)系。塊大小128 b 256 b 512 B12 kb2 kb4 kb8 kb、檔案分配單元、連續(xù)分配鏈路分配索引

14、分配混合分配、7.4.3外部內(nèi)存分配算法、連續(xù)分配需要為每個(gè)文件分配一組相鄰的磁盤塊。此分配方法可確保邏輯文件的唱片順序與存儲(chǔ)中文件占用磁盤塊的順序一致。優(yōu)點(diǎn)：促進(jìn)順序訪問，支持直接訪問順序訪問快速缺點(diǎn)：需要連續(xù)存儲(chǔ)空間對檔案動(dòng)態(tài)增長感到不便，1 .連續(xù)分配，2 .鏈路分配，好處：檔案動(dòng)態(tài)增長問題解決缺點(diǎn)：指針隨機(jī)訪問存儲(chǔ)空間利用率低，3 .索引分配，每個(gè)文件一個(gè)索引表獨(dú)占一個(gè)物理塊，稱為索引塊。優(yōu)點(diǎn)：文件的動(dòng)態(tài)增長支持對問題解決文件的隨機(jī)訪問的缺點(diǎn)：索引塊增加了存儲(chǔ)空間開銷。文件大的時(shí)候不能放置索引塊怎么辦？4。混合分配、可用表可用鏈位圖組關(guān)聯(lián)方法、7.4.4可用存儲(chǔ)空間管理、設(shè)計(jì)思路：系統(tǒng)

15、為外部內(nèi)存中所有可用區(qū)域設(shè)置可用表，以記錄磁盤上的哪些塊可用。應(yīng)用于連續(xù)分配。1 .空閑表，缺點(diǎn)：整個(gè)系統(tǒng)表，由于表大小，搜索速度慢?？捎帽砉芾矸椒ㄖ锌捎玫膮^(qū)分配可以使用類似于內(nèi)存可變分區(qū)的分配算法。使用第一種適應(yīng)方法和下一種適應(yīng)方法時(shí)，可用表中的所有可用區(qū)域按起始塊號增加的順序排序。使用最佳適應(yīng)方法和最差適應(yīng)方法時(shí)，可用表中的所有可用區(qū)域按磁盤塊數(shù)增加的順序排序。系統(tǒng)回收可用分區(qū)時(shí)，也類似于回收內(nèi)存，必須考慮前后可用區(qū)域的整合。2 .閑置鏈，設(shè)計(jì)理念：將磁盤上所有閑置的磁盤塊拉成鏈?？臻e磁盤塊的分配從鏈的開頭開始，回收的磁盤塊掛在鏈的末端。缺點(diǎn)：部署和回收過程簡單，但效率低下。3 .位圖，設(shè)

16、計(jì)理念：以二進(jìn)制位表示磁盤上磁盤塊的使用。二進(jìn)制位=0:磁盤塊的空閑二進(jìn)制位=1:表示分配給磁盤塊的所有磁盤塊的位構(gòu)成一個(gè)矢量。優(yōu)點(diǎn)：可以輕松地在位圖中查找相鄰的空閑磁盤塊或組。位圖占用的磁盤空間較少。為了加快分配速度，通常將位圖保留在內(nèi)存中。00110011111000110001100110，4。組關(guān)聯(lián)方法，合并空閑表和空閑鏈，組關(guān)聯(lián)方法分配過程，1。壞塊管理：磁盤本身損壞的修復(fù)熱恢復(fù)重定向系統(tǒng)將磁盤空間的一部分劃分為熱恢復(fù)重定向區(qū)域。寫入后讀取確認(rèn)每次將數(shù)據(jù)從內(nèi)存緩沖區(qū)寫入磁盤時(shí)，都會(huì)立即將該數(shù)據(jù)塊單獨(dú)放在磁盤上，發(fā)送到另一個(gè)緩沖區(qū)，然后比較兩個(gè)緩沖區(qū)的內(nèi)容。在相同的情況下，繼續(xù)記錄以下

17、數(shù)據(jù)：否則，將執(zhí)行熱恢復(fù)重定向。7.5檔案系統(tǒng)的可靠性，2 .備份：定期將文件復(fù)制或?qū)С龅狡渌鎯?chǔ)設(shè)備或其他存儲(chǔ)設(shè)備。備份設(shè)備備份的常用設(shè)備包括磁帶、磁盤和光盤。備份方法完全存儲(chǔ)定期將磁盤上的整個(gè)檔案系統(tǒng)復(fù)制到備份系統(tǒng)。缺點(diǎn)：存在設(shè)置備份周期(如一個(gè)月)的迭代增量導(dǎo)出。每月的第一天備份整個(gè)檔案系統(tǒng)，然后每天只復(fù)制前一天備份后更改的文件，直到周期結(jié)束。系統(tǒng)崩潰可能會(huì)導(dǎo)致檔案系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)不一致，因?yàn)樵谛薷哪承┪募?，沒有時(shí)間將其寫回磁盤。系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，將運(yùn)行文件系統(tǒng)一致性檢查器。1)塊號一致性檢查系統(tǒng)配置了為每個(gè)塊設(shè)置兩個(gè)計(jì)數(shù)器的表。初始值為0。一個(gè)計(jì)數(shù)器記錄文件中塊的發(fā)生次數(shù)，另一個(gè)計(jì)數(shù)器記錄可用塊表中塊的發(fā)生次數(shù)。兩個(gè)值要徐璐