第六章計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)文件管理

1、2022-3-232022-3-231 12022-3-232022-3-232 2 在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中, ,用到大量的程序和數(shù)據(jù)用到大量的程序和數(shù)據(jù), ,由于內(nèi)存容由于內(nèi)存容量和存儲(chǔ)特性的限制量和存儲(chǔ)特性的限制, ,這些內(nèi)容必須以這些內(nèi)容必須以文件文件的形式保存在的形式保存在外存外存 操作系統(tǒng)必須提供對(duì)外存的操作系統(tǒng)必須提供對(duì)外存的文件管理的功能文件管理的功能, ,即構(gòu)成文件即構(gòu)成文件系統(tǒng)系統(tǒng) 操作系統(tǒng)中包括操作系統(tǒng)中包括文件管理文件管理、文件存取文件存取、共享和文件保護(hù)共享和文件保護(hù) 文件文件是具有文件名的若干相關(guān)元素的集合是具有文件名的若干相關(guān)元素的集合 文件系統(tǒng)的管理

2、功能是通過(guò)把它所管理的程序和數(shù)據(jù)組織文件系統(tǒng)的管理功能是通過(guò)把它所管理的程序和數(shù)據(jù)組織成一系列文件的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的成一系列文件的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的2022-3-232022-3-233 3內(nèi)容概述內(nèi)容概述6.1 6.1 文件和文件系統(tǒng)文件和文件系統(tǒng) 6.2 6.2 文件的邏輯結(jié)構(gòu)文件的邏輯結(jié)構(gòu) 6.3 6.3 外存分配方式外存分配方式 6.4 6.4 目錄管理目錄管理 6.5 6.5 文件存儲(chǔ)空間的管理文件存儲(chǔ)空間的管理 6.6 6.6 文件共享與文件保護(hù)文件共享與文件保護(hù) 6.7 6.7 數(shù)據(jù)一致性控制數(shù)據(jù)一致性控制( (了解了解) ) 2022-3-232022-3-234 46.1.1 6.1.

3、1 文件、記錄和數(shù)據(jù)項(xiàng)文件、記錄和數(shù)據(jù)項(xiàng)6.1.2 6.1.2 文件類型和文件系統(tǒng)模型文件類型和文件系統(tǒng)模型6.1.3 6.1.3 文件操作文件操作2022-3-232022-3-235 56.1.1 6.1.1 文件、記錄和數(shù)據(jù)項(xiàng)文件、記錄和數(shù)據(jù)項(xiàng) 1.1.數(shù)據(jù)項(xiàng)數(shù)據(jù)項(xiàng)(1)(1)基本數(shù)據(jù)項(xiàng)基本數(shù)據(jù)項(xiàng)用于描述一個(gè)對(duì)象的屬性的字符集用于描述一個(gè)對(duì)象的屬性的字符集, ,是數(shù)據(jù)組織中是數(shù)據(jù)組織中可以命名的最小邏輯數(shù)據(jù)單位可以命名的最小邏輯數(shù)據(jù)單位, ,即原子數(shù)據(jù)即原子數(shù)據(jù), ,又稱為又稱為數(shù)據(jù)元素?cái)?shù)據(jù)元素或或字段字段如描述一個(gè)學(xué)生如描述一個(gè)學(xué)生: :學(xué)號(hào)、姓名、年齡、班級(jí)學(xué)號(hào)、姓名、年齡、班級(jí)(2

4、)(2)組合數(shù)據(jù)項(xiàng)組合數(shù)據(jù)項(xiàng)由若干個(gè)基本數(shù)據(jù)項(xiàng)組成由若干個(gè)基本數(shù)據(jù)項(xiàng)組成, ,簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱組項(xiàng)組項(xiàng)如工資包括基本工資、工齡工資、獎(jiǎng)金等如工資包括基本工資、工齡工資、獎(jiǎng)金等基本數(shù)據(jù)項(xiàng)除數(shù)據(jù)名外基本數(shù)據(jù)項(xiàng)除數(shù)據(jù)名外, ,還應(yīng)有還應(yīng)有數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型2022-3-232022-3-236 62.2.記錄記錄記錄記錄是一組相關(guān)數(shù)據(jù)項(xiàng)的集合是一組相關(guān)數(shù)據(jù)項(xiàng)的集合, ,用于描述一個(gè)對(duì)象在某用于描述一個(gè)對(duì)象在某方面的屬性方面的屬性一個(gè)記錄應(yīng)包含哪些數(shù)據(jù)項(xiàng)一個(gè)記錄應(yīng)包含哪些數(shù)據(jù)項(xiàng), ,取決于需要描述對(duì)象的哪取決于需要描述對(duì)象的哪個(gè)方面?zhèn)€方面一個(gè)對(duì)象一個(gè)對(duì)象, ,由于他所處的環(huán)境不同可把他作為由于他所處的環(huán)境不同可

5、把他作為不同的對(duì)不同的對(duì)象象一個(gè)學(xué)生一個(gè)學(xué)生, ,當(dāng)把他作為當(dāng)把他作為班上班上的一名學(xué)生時(shí)的一名學(xué)生時(shí), ,對(duì)他的描對(duì)他的描述應(yīng)使用述應(yīng)使用學(xué)號(hào)、姓名、年齡學(xué)號(hào)、姓名、年齡及及所在系班所在系班, ,也可能還也可能還包括他所學(xué)過(guò)的包括他所學(xué)過(guò)的課程的名稱課程的名稱、成績(jī)成績(jī)等數(shù)據(jù)項(xiàng)等數(shù)據(jù)項(xiàng)若把學(xué)生作為一個(gè)若把學(xué)生作為一個(gè)醫(yī)療對(duì)象醫(yī)療對(duì)象時(shí)時(shí), ,對(duì)他描述的數(shù)據(jù)項(xiàng)對(duì)他描述的數(shù)據(jù)項(xiàng)則應(yīng)使用諸如則應(yīng)使用諸如病歷號(hào)、姓名、性別、出生年月、身病歷號(hào)、姓名、性別、出生年月、身高、體重、血壓高、體重、血壓及及病史病史等項(xiàng)等項(xiàng)能惟一標(biāo)識(shí)一個(gè)記錄的數(shù)據(jù)項(xiàng)稱為能惟一標(biāo)識(shí)一個(gè)記錄的數(shù)據(jù)項(xiàng)稱為關(guān)鍵字關(guān)鍵字(key)(k

6、ey)2022-3-232022-3-237 73.3.文件文件文件文件是指由創(chuàng)建者所定義的、具有文件名的一組相關(guān)是指由創(chuàng)建者所定義的、具有文件名的一組相關(guān)元素的集合元素的集合可分為可分為有結(jié)構(gòu)文件有結(jié)構(gòu)文件和和無(wú)結(jié)構(gòu)文件無(wú)結(jié)構(gòu)文件有結(jié)構(gòu)文件由若干個(gè)相關(guān)記錄組成有結(jié)構(gòu)文件由若干個(gè)相關(guān)記錄組成, ,如上例中如上例中學(xué)生學(xué)生文件文件無(wú)結(jié)構(gòu)文件則被看成是一個(gè)字符流無(wú)結(jié)構(gòu)文件則被看成是一個(gè)字符流, ,如如C C語(yǔ)言源程序語(yǔ)言源程序文件在文件系統(tǒng)中是一個(gè)文件在文件系統(tǒng)中是一個(gè)最大的數(shù)據(jù)單位最大的數(shù)據(jù)單位, ,它描述了一它描述了一個(gè)對(duì)象集個(gè)對(duì)象集例如例如, ,可以將一個(gè)班的學(xué)生記錄作為一個(gè)文件可以將一個(gè)班

7、的學(xué)生記錄作為一個(gè)文件一個(gè)文件必須要有一個(gè)文件名一個(gè)文件必須要有一個(gè)文件名, ,它通常是由一串它通常是由一串ASCIIASCII碼或碼或( (和和) )漢字構(gòu)成漢字構(gòu)成2022-3-232022-3-238 86.1.1 6.1.1 文件、記錄和數(shù)據(jù)項(xiàng)文件、記錄和數(shù)據(jù)項(xiàng)6.1.2 6.1.2 文件類型和文件系統(tǒng)模型文件類型和文件系統(tǒng)模型6.1.3 6.1.3 文件操作文件操作2022-3-232022-3-239 96.1.2 6.1.2 文件類型和文件系統(tǒng)模型文件類型和文件系統(tǒng)模型 1.1.文件類型文件類型(1)(1)按按用途用途分類分類系統(tǒng)文件系統(tǒng)文件有關(guān)操作系統(tǒng)及其它系統(tǒng)程序的信息所組成

8、的有關(guān)操作系統(tǒng)及其它系統(tǒng)程序的信息所組成的文件。這類文件對(duì)用戶不直接開放文件。這類文件對(duì)用戶不直接開放, ,只能通過(guò)只能通過(guò)系統(tǒng)系統(tǒng)調(diào)用調(diào)用為用戶服務(wù)。為用戶服務(wù)。用戶文件用戶文件由用戶委托操作系統(tǒng)保存的文件由用戶委托操作系統(tǒng)保存的文件, ,如源程序文如源程序文件件, ,目標(biāo)程序文件目標(biāo)程序文件, ,以及由原始數(shù)據(jù)、計(jì)算結(jié)果等組以及由原始數(shù)據(jù)、計(jì)算結(jié)果等組成的文件。成的文件。庫(kù)文件庫(kù)文件由標(biāo)準(zhǔn)子程序及常用的應(yīng)用程序組成的文件。由標(biāo)準(zhǔn)子程序及常用的應(yīng)用程序組成的文件。 這類文件允許用戶調(diào)用這類文件允許用戶調(diào)用, ,但不允許用戶修改。但不允許用戶修改。2022-3-232022-3-2310106

9、.1.2 6.1.2 文件類型和文件系統(tǒng)模型文件類型和文件系統(tǒng)模型 1.1.文件類型文件類型(1)(1)(2)(2)按按文件中數(shù)據(jù)的形式文件中數(shù)據(jù)的形式分類分類源文件源文件目標(biāo)文件目標(biāo)文件可執(zhí)行文件可執(zhí)行文件(3)(3)按按存取控制屬性存取控制屬性分類分類只執(zhí)行文件只執(zhí)行文件只讀文件只讀文件允許文件主及核準(zhǔn)的用戶讀允許文件主及核準(zhǔn)的用戶讀, ,但不允許寫的文件。但不允許寫的文件。讀寫文件讀寫文件允許文件主及核準(zhǔn)的用戶讀、寫允許文件主及核準(zhǔn)的用戶讀、寫, ,但禁止未核準(zhǔn)但禁止未核準(zhǔn)的用戶讀、寫的文件。的用戶讀、寫的文件。2022-3-232022-3-2311112.2.文件系統(tǒng)模型文件系統(tǒng)模型

10、 圖圖6-2 6-2 文件系統(tǒng)模型文件系統(tǒng)模型 對(duì)象及其屬性對(duì)象及其屬性( (對(duì)象對(duì)象: :文件、目錄、文件、目錄、磁盤存儲(chǔ)空間磁盤存儲(chǔ)空間) )對(duì)對(duì)象操縱和管理的軟件集合對(duì)對(duì)象操縱和管理的軟件集合文件系統(tǒng)接口文件系統(tǒng)接口用戶用戶(程序程序)2022-3-232022-3-231212(1)(1)對(duì)象及其屬性對(duì)象及其屬性文件管理系統(tǒng)管理的對(duì)象有文件管理系統(tǒng)管理的對(duì)象有: : 文件。文件。 它作為文件管理的直接對(duì)象。它作為文件管理的直接對(duì)象。 目錄。目錄。 為了方便用戶對(duì)文件的為了方便用戶對(duì)文件的存取存取和和檢索檢索, ,在文件系統(tǒng)在文件系統(tǒng)中必須配置目錄。對(duì)目錄的組織和管理是方便用戶和中必須配

11、置目錄。對(duì)目錄的組織和管理是方便用戶和提高對(duì)文件存取速度的關(guān)鍵。提高對(duì)文件存取速度的關(guān)鍵。 磁盤磁盤( (磁帶磁帶) )存儲(chǔ)空間。存儲(chǔ)空間。 文件和目錄必定占用存儲(chǔ)空間文件和目錄必定占用存儲(chǔ)空間, ,對(duì)這部分空間的對(duì)這部分空間的有效管理有效管理, ,不僅能提高外存的不僅能提高外存的利用率利用率, ,而且能提高對(duì)文而且能提高對(duì)文件的件的存取速度存取速度。2022-3-232022-3-231313 (1) (1)(2)(2)對(duì)對(duì)象操縱和管理的軟件集合對(duì)對(duì)象操縱和管理的軟件集合 這是文件管理系統(tǒng)的這是文件管理系統(tǒng)的核心部分核心部分。文件系統(tǒng)的功能。文件系統(tǒng)的功能大多是在這一層實(shí)現(xiàn)的大多是在這一層實(shí)

12、現(xiàn)的, ,完成完成: :對(duì)文件存儲(chǔ)空間的管理對(duì)文件存儲(chǔ)空間的管理對(duì)文件目錄的管理對(duì)文件目錄的管理用于將文件的邏輯地址轉(zhuǎn)換為物理地址的機(jī)制用于將文件的邏輯地址轉(zhuǎn)換為物理地址的機(jī)制對(duì)文件讀和寫的管理對(duì)文件讀和寫的管理對(duì)文件的共享與保護(hù)等功能對(duì)文件的共享與保護(hù)等功能2022-3-232022-3-231414 (3) (3)文件系統(tǒng)的接口文件系統(tǒng)的接口 為方便用戶使用文件系統(tǒng)為方便用戶使用文件系統(tǒng), ,文件系統(tǒng)通常向用戶提供文件系統(tǒng)通常向用戶提供兩種兩種類型的接口類型的接口: : 命令接口。這是指作為用戶與文件系統(tǒng)交互的接命令接口。這是指作為用戶與文件系統(tǒng)交互的接口?？?。 用戶可通過(guò)鍵盤終端鍵入命令

13、用戶可通過(guò)鍵盤終端鍵入命令, ,取得文件系統(tǒng)的服取得文件系統(tǒng)的服務(wù)。務(wù)。 程序接口。這是指作為用戶程序與文件系統(tǒng)的接程序接口。這是指作為用戶程序與文件系統(tǒng)的接口?？?。 用戶程序可通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用來(lái)取得文件系統(tǒng)的服務(wù)。用戶程序可通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用來(lái)取得文件系統(tǒng)的服務(wù)。 2022-3-232022-3-2315156.1.1 6.1.1 文件、記錄和數(shù)據(jù)項(xiàng)文件、記錄和數(shù)據(jù)項(xiàng)6.1.2 6.1.2 文件類型和文件系統(tǒng)模型文件類型和文件系統(tǒng)模型6.1.3 6.1.3 文件操作文件操作2022-3-232022-3-2316166.1.3 6.1.3 文件操作文件操作 最基本的最基本的文件操作文件操作(1)(1)

14、創(chuàng)建文件。創(chuàng)建文件。分配必要的外存空間分配必要的外存空間, ,在文件系統(tǒng)的目錄中建立一個(gè)目錄項(xiàng)。在文件系統(tǒng)的目錄中建立一個(gè)目錄項(xiàng)。 (2)(2)刪除文件。刪除文件。從目錄中刪除該目錄項(xiàng)從目錄中刪除該目錄項(xiàng), ,回收存儲(chǔ)空間?；厥沾鎯?chǔ)空間。(3)(3)讀文件。讀文件。查找到指定的目錄項(xiàng)查找到指定的目錄項(xiàng), ,從外存讀文件到內(nèi)存。從外存讀文件到內(nèi)存。(4)(4)寫文件。寫文件。 查找到指定的目錄項(xiàng)查找到指定的目錄項(xiàng),進(jìn)行寫操作。進(jìn)行寫操作。(5)(5)截?cái)辔募?。截?cái)辔募?。文件?nèi)容陳舊要更新文件內(nèi)容陳舊要更新, ,一一: :刪除刪除, ,重新建立。二重新建立。二: :文件長(zhǎng)度設(shè)文件長(zhǎng)度設(shè)成成0 0。

15、(6)(6)設(shè)置文件的讀設(shè)置文件的讀/ /寫位置。寫位置。用于設(shè)置指針位置。用于設(shè)置指針位置。2022-3-232022-3-2317172.2.文件的文件的“打開打開”和和“關(guān)閉關(guān)閉”操作操作所謂所謂“打開打開”O(jiān)PENOPEN, ,是指系統(tǒng)將指名是指系統(tǒng)將指名文件的屬性文件的屬性從外存從外存拷貝到內(nèi)存打開文件表的一個(gè)拷貝到內(nèi)存打開文件表的一個(gè)表目表目中中, ,并將該表目的并將該表目的編編號(hào)號(hào)( (或稱為或稱為索引索引) )返回給用戶返回給用戶當(dāng)用戶再要求對(duì)該文件進(jìn)行相應(yīng)的操作時(shí)當(dāng)用戶再要求對(duì)該文件進(jìn)行相應(yīng)的操作時(shí), ,便可利用系便可利用系統(tǒng)所返回的統(tǒng)所返回的索引號(hào)索引號(hào)向系統(tǒng)提出操作請(qǐng)求。

16、系統(tǒng)這時(shí)便向系統(tǒng)提出操作請(qǐng)求。系統(tǒng)這時(shí)便可直接利用該索引號(hào)到打開文件表中去查找可直接利用該索引號(hào)到打開文件表中去查找, ,從而避免從而避免了對(duì)該文件的了對(duì)該文件的再次檢索再次檢索“關(guān)閉關(guān)閉”(CLOSE)(CLOSE)系統(tǒng)調(diào)用來(lái)關(guān)閉此文件系統(tǒng)調(diào)用來(lái)關(guān)閉此文件,O,OS S將會(huì)把該將會(huì)把該文件從打開文件表中的表目上刪除掉文件從打開文件表中的表目上刪除掉2022-3-232022-3-2318183.3.其它文件操作其它文件操作(1)文件屬性操作文件屬性操作改變文件名改變文件名改變擁有者改變擁有者修改權(quán)限修改權(quán)限查詢狀態(tài)查詢狀態(tài)(2)有關(guān)目錄操作有關(guān)目錄操作創(chuàng)建目錄創(chuàng)建目錄刪除目錄刪除目錄改變當(dāng)前

17、目錄改變當(dāng)前目錄(3)實(shí)現(xiàn)文件共享的系統(tǒng)調(diào)用實(shí)現(xiàn)文件共享的系統(tǒng)調(diào)用(4)用于對(duì)文件系統(tǒng)進(jìn)行操作的系統(tǒng)調(diào)用用于對(duì)文件系統(tǒng)進(jìn)行操作的系統(tǒng)調(diào)用2022-3-232022-3-231919內(nèi)容概述內(nèi)容概述6.1 6.1 文件和文件系統(tǒng)文件和文件系統(tǒng) 6.2 6.2 文件的邏輯結(jié)構(gòu)文件的邏輯結(jié)構(gòu) 6.3 6.3 外存分配方式外存分配方式 6.4 6.4 目錄管理目錄管理 6.5 6.5 文件存儲(chǔ)空間的管理文件存儲(chǔ)空間的管理 6.6 6.6 文件共享與文件保護(hù)文件共享與文件保護(hù) 6.7 6.7 數(shù)據(jù)一致性控制數(shù)據(jù)一致性控制( (了解了解) )2022-3-232022-3-2320206.2.1 6.2.

18、1 文件邏輯結(jié)構(gòu)的類型文件邏輯結(jié)構(gòu)的類型6.2.2 6.2.2 順序文件順序文件6.2.3 6.2.3 索引文件索引文件6.2.4 6.2.4 索引順序文件索引順序文件6.2.5 6.2.5 直接文件和哈希文件直接文件和哈希文件2022-3-232022-3-232121對(duì)于一個(gè)文件存在著以下兩種形式的結(jié)構(gòu)對(duì)于一個(gè)文件存在著以下兩種形式的結(jié)構(gòu)(1)文件的邏輯結(jié)構(gòu)文件的邏輯結(jié)構(gòu)(File Logical Structure)從用戶觀點(diǎn)看到的文件組織形式從用戶觀點(diǎn)看到的文件組織形式,獨(dú)立于文件的物理獨(dú)立于文件的物理特性特性又稱為又稱為文件組織文件組織(File Organization)(2)文件

19、的物理結(jié)構(gòu)文件的物理結(jié)構(gòu)又稱為文件的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)又稱為文件的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu),指文件在外存上的存儲(chǔ)組織指文件在外存上的存儲(chǔ)組織形式形式對(duì)邏輯結(jié)構(gòu)的對(duì)邏輯結(jié)構(gòu)的基本要求基本要求提高檢索速度提高檢索速度便于修改便于修改降低文件的存儲(chǔ)費(fèi)用降低文件的存儲(chǔ)費(fèi)用2022-3-232022-3-2322226.2.1 6.2.1 文件邏輯結(jié)構(gòu)的類型文件邏輯結(jié)構(gòu)的類型 1.1.有結(jié)構(gòu)文件有結(jié)構(gòu)文件( (又稱又稱記錄式文件記錄式文件) )按按記錄長(zhǎng)度記錄長(zhǎng)度分分(1)定長(zhǎng)記錄定長(zhǎng)記錄(2)變長(zhǎng)記錄變長(zhǎng)記錄根據(jù)根據(jù)用戶和系統(tǒng)管理用戶和系統(tǒng)管理需要分需要分(1)順序文件順序文件(2)索引文件索引文件(3)索引順序文件索引順序文

20、件2.無(wú)結(jié)構(gòu)文件無(wú)結(jié)構(gòu)文件流式文件流式文件其長(zhǎng)度以字節(jié)為單位其長(zhǎng)度以字節(jié)為單位采用讀寫指針來(lái)指出下一個(gè)要訪問的字符采用讀寫指針來(lái)指出下一個(gè)要訪問的字符如如源程序、可執(zhí)行文件、庫(kù)函數(shù)源程序、可執(zhí)行文件、庫(kù)函數(shù)等等2022-3-232022-3-232323圖圖 記錄式文件記錄式文件( (a a) )定長(zhǎng)記錄文件定長(zhǎng)記錄文件; (; (b b) )變長(zhǎng)記錄文件變長(zhǎng)記錄文件 2022-3-232022-3-2324243 3、兩種文件的比較、兩種文件的比較 流式文件就像給一張白紙給用戶流式文件就像給一張白紙給用戶, ,用戶可將他的信息任意用戶可將他的信息任意地寫到紙上地寫到紙上, ,沒有任何格式上的

21、限制。沒有任何格式上的限制。 記錄式文件就像給一張表格給用戶記錄式文件就像給一張表格給用戶, ,用戶要按表規(guī)定的格用戶要按表規(guī)定的格式填信息。式填信息。 顯然顯然, ,有結(jié)構(gòu)式文件對(duì)用戶的限制很大有結(jié)構(gòu)式文件對(duì)用戶的限制很大, ,使用起來(lái)就不方使用起來(lái)就不方便便, ,在在UNIXUNIX系統(tǒng)中系統(tǒng)中, ,所有的文件都被看作是流式文件所有的文件都被看作是流式文件, ,即使即使是有結(jié)構(gòu)文件是有結(jié)構(gòu)文件, ,也被視為流式文件。也被視為流式文件。2022-3-232022-3-2325256.2.1 6.2.1 文件邏輯結(jié)構(gòu)的類型文件邏輯結(jié)構(gòu)的類型6.2.2 6.2.2 順序文件順序文件6.2.3 6

22、.2.3 索引文件索引文件6.2.4 6.2.4 索引順序文件索引順序文件6.2.5 6.2.5 直接文件和哈希文件直接文件和哈希文件2022-3-232022-3-2326266.2.2 6.2.2 順序文件順序文件1.1.邏輯記錄的排序邏輯記錄的排序(1)(1)串結(jié)構(gòu)串結(jié)構(gòu)各記錄之間的順序與關(guān)鍵字無(wú)關(guān)各記錄之間的順序與關(guān)鍵字無(wú)關(guān)通常由時(shí)間來(lái)決定通常由時(shí)間來(lái)決定存在問題存在問題(2)(2)順序結(jié)構(gòu)順序結(jié)構(gòu)文件中的所有記錄按關(guān)鍵字文件中的所有記錄按關(guān)鍵字(詞詞)排列排列記錄號(hào)記錄號(hào)學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)姓名姓名性別性別出生時(shí)間出生時(shí)間1 1001001趙趙男男1965.8.11965.8.12 200300

23、3錢錢女女1971.6.171971.6.173 3004004孫孫男男1980.12.111980.12.114 4005005李李男男1983.4.151983.4.155 5006006周周女女1976.2.101976.2.106 6007007吳吳男男1977.11.121977.11.122022-3-232022-3-232727圖圖6-3 6-3 定長(zhǎng)和變長(zhǎng)記錄文件定長(zhǎng)和變長(zhǎng)記錄文件 2.2.對(duì)對(duì)順序文件順序文件(Sequential File)(Sequential File)的讀的讀/ /寫操作寫操作1iptrptrLWWLRRptrptr2022-3-232022-3-2

24、328283.3.順序文件的順序文件的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)順序文件的最佳應(yīng)用場(chǎng)合順序文件的最佳應(yīng)用場(chǎng)合,是在對(duì)諸記錄進(jìn)行批量存取是在對(duì)諸記錄進(jìn)行批量存取時(shí)時(shí), 即每次要讀或?qū)懸淮笈涗浖疵看我x或?qū)懸淮笈涗浿挥许樞蛭募拍艽鎯?chǔ)在只有順序文件才能存儲(chǔ)在磁帶磁帶上上, 并能有效地工作并能有效地工作缺點(diǎn)缺點(diǎn)如果用戶如果用戶(程序程序)要求查找或修改單個(gè)記錄要求查找或修改單個(gè)記錄, 順序文件所順序文件所表現(xiàn)出來(lái)的性能就可能很差表現(xiàn)出來(lái)的性能就可能很差(順序查找的順序查找的ASL很大很大)(串串結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu))如果想增加或刪除一個(gè)記錄如果想增加或刪除一個(gè)記錄, 都比較困難都比較困難(需移動(dòng)大量需移動(dòng)大量數(shù)據(jù)

25、數(shù)據(jù),順序結(jié)構(gòu)順序結(jié)構(gòu)(排序排序)2022-3-232022-3-2329296.2.1 6.2.1 文件邏輯結(jié)構(gòu)的類型文件邏輯結(jié)構(gòu)的類型6.2.2 6.2.2 順序文件順序文件6.2.3 6.2.3 索引文件索引文件6.2.4 6.2.4 索引順序文件索引順序文件6.2.5 6.2.5 直接文件和哈希文件直接文件和哈希文件2022-3-232022-3-2330306.2.3 6.2.3 索引文件索引文件 對(duì)對(duì)定長(zhǎng)記錄定長(zhǎng)記錄文件文件, ,如果要查找第如果要查找第i i個(gè)記錄個(gè)記錄, , 可直接根據(jù)下式可直接根據(jù)下式計(jì)算來(lái)獲得第計(jì)算來(lái)獲得第i i個(gè)記錄相對(duì)于第一個(gè)記錄首址的地址個(gè)記錄相對(duì)于第

26、一個(gè)記錄首址的地址A Ai i=i=iL L 對(duì)于對(duì)于可變長(zhǎng)度記錄可變長(zhǎng)度記錄的文件的文件, ,要查找其第要查找其第i i個(gè)記錄時(shí)個(gè)記錄時(shí), ,須首先須首先計(jì)算出該記錄的首地址計(jì)算出該記錄的首地址,L,Li i為第為第i i個(gè)記錄長(zhǎng)度個(gè)記錄長(zhǎng)度10iiiiiLA2022-3-232022-3-233131圖圖6-4 6-4 索引文件的組織索引文件的組織 2022-3-232022-3-2332326.2.1 6.2.1 文件邏輯結(jié)構(gòu)的類型文件邏輯結(jié)構(gòu)的類型6.2.2 6.2.2 順序文件順序文件6.2.3 6.2.3 索引文件索引文件6.2.4 6.2.4 索引順序文件索引順序文件6.2.5

27、6.2.5 直接文件和哈希文件直接文件和哈希文件2022-3-232022-3-233333 索引順序文件索引順序文件(Index Sequential File)(Index Sequential File)是最常見的一種是最常見的一種邏輯文件組織形式邏輯文件組織形式, ,是順序文件與索引文件的結(jié)合是順序文件與索引文件的結(jié)合 克服了變長(zhǎng)記錄文件不便于直接存取的缺點(diǎn)克服了變長(zhǎng)記錄文件不便于直接存取的缺點(diǎn), ,代價(jià)也不太代價(jià)也不太大大 將順序文件中的所有記錄分為若干個(gè)將順序文件中的所有記錄分為若干個(gè)組組, ,為每組中的為每組中的第一第一個(gè)記錄建立索引項(xiàng)個(gè)記錄建立索引項(xiàng), ,其中含有該記錄的鍵值及

28、指向該記錄其中含有該記錄的鍵值及指向該記錄的指針的指針6.2.4 6.2.4 索引順序文件索引順序文件 2022-3-232022-3-233434圖圖6-5 6-5 索引順序文件索引順序文件 鍵鍵An QiBao RongChen Lin邏邏輯輯地地址址姓姓 名名An QiAn Kang其其它它屬屬性性Bao Rong邏邏輯輯文文件件2022-3-232022-3-2335356.2.1 6.2.1 文件邏輯結(jié)構(gòu)的類型文件邏輯結(jié)構(gòu)的類型6.2.2 6.2.2 順序文件順序文件6.2.3 6.2.3 索引文件索引文件6.2.4 6.2.4 索引順序文件索引順序文件6.2.5 6.2.5 直接文

29、件和哈希文件直接文件和哈希文件2022-3-232022-3-233636 鍵值轉(zhuǎn)換鍵值轉(zhuǎn)換(Key to address transformation)(Key to address transformation)由記錄鍵值到記錄物理地址的轉(zhuǎn)換由記錄鍵值到記錄物理地址的轉(zhuǎn)換 直接文件直接文件 根據(jù)給定的記錄鍵值根據(jù)給定的記錄鍵值, ,直接獲得指定記錄的物理地址直接獲得指定記錄的物理地址 哈希哈希(Hash)(Hash)文件文件 利用哈希函數(shù)將記錄鍵值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)記錄的地址利用哈希函數(shù)將記錄鍵值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)記錄的地址2022-3-232022-3-2337371.1.直接文件直接文件 對(duì)于直接文件

30、對(duì)于直接文件, ,則可根據(jù)給定的則可根據(jù)給定的記錄鍵值記錄鍵值, ,直接獲得指定直接獲得指定記錄的記錄的物理地址物理地址。換言之。換言之, ,記錄鍵值本身就決定了記錄的物記錄鍵值本身就決定了記錄的物理地址。這種由記錄鍵值到記錄物理地址的轉(zhuǎn)換被稱為理地址。這種由記錄鍵值到記錄物理地址的轉(zhuǎn)換被稱為鍵值鍵值轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換(Key to address transformation)(Key to address transformation)。組織直接文件的。組織直接文件的關(guān)鍵關(guān)鍵, ,在于用什么方法進(jìn)行從記錄值到物理地址的轉(zhuǎn)換。在于用什么方法進(jìn)行從記錄值到物理地址的轉(zhuǎn)換。 2022-3-232022-3

31、-2338382.2.哈希哈希(Hash)(Hash)文件文件 圖圖6-6 Hash6-6 Hash文件的邏輯結(jié)構(gòu)文件的邏輯結(jié)構(gòu)fHash函數(shù)函數(shù)目 錄 表鍵 值2022-3-232022-3-233939內(nèi)容概述內(nèi)容概述6.1 6.1 文件和文件系統(tǒng)文件和文件系統(tǒng) 6.2 6.2 文件的邏輯結(jié)構(gòu)文件的邏輯結(jié)構(gòu) 6.3 6.3 外存分配方式外存分配方式 6.4 6.4 目錄管理目錄管理 6.5 6.5 文件存儲(chǔ)空間的管理文件存儲(chǔ)空間的管理 6.6 6.6 文件共享與文件保護(hù)文件共享與文件保護(hù) 6.7 6.7 數(shù)據(jù)一致性控制數(shù)據(jù)一致性控制( (了解了解) )2022-3-232022-3-234

32、040如何才能有效地利用外存空間如何才能有效地利用外存空間? ?如何提高對(duì)文件的訪問速度如何提高對(duì)文件的訪問速度? ?2022-3-232022-3-234141 文件的物理結(jié)構(gòu)是指邏輯文件在存儲(chǔ)設(shè)備文件的物理結(jié)構(gòu)是指邏輯文件在存儲(chǔ)設(shè)備( (外存外存) )上的存儲(chǔ)上的存儲(chǔ)組織形式組織形式, ,它與存儲(chǔ)介質(zhì)的存儲(chǔ)特性有關(guān)它與存儲(chǔ)介質(zhì)的存儲(chǔ)特性有關(guān), ,還與所采用的外還與所采用的外存分配方式有關(guān)存分配方式有關(guān) 物理塊是分配和傳輸信息的基本單位物理塊是分配和傳輸信息的基本單位, ,物理塊與外存設(shè)備物理塊與外存設(shè)備有關(guān)有關(guān) 文件在邏輯上都可看作是連續(xù)的文件在邏輯上都可看作是連續(xù)的, ,但在物理設(shè)備上存

33、放時(shí)但在物理設(shè)備上存放時(shí)卻有不同的方式卻有不同的方式, ,如如連續(xù)分配連續(xù)分配、鏈接分配鏈接分配、索引分配索引分配等等2022-3-232022-3-2342426.3.1 6.3.1 連續(xù)分配連續(xù)分配6.3.2 6.3.2 鏈接分配鏈接分配6.3.3 6.3.3 索引分配索引分配2022-3-232022-3-234343連續(xù)分配連續(xù)分配(Continuous Allocation)(Continuous Allocation)要求為每一個(gè)文件分要求為每一個(gè)文件分配一組相鄰接的盤塊。一組盤塊定義了磁盤上的一段線性配一組相鄰接的盤塊。一組盤塊定義了磁盤上的一段線性地址地址 在采用連續(xù)分配方式時(shí)

34、在采用連續(xù)分配方式時(shí), ,可把邏輯文件中的記錄順序地存可把邏輯文件中的記錄順序地存儲(chǔ)到鄰接的各物理盤塊中儲(chǔ)到鄰接的各物理盤塊中, ,這樣所形成的文件結(jié)構(gòu)稱為這樣所形成的文件結(jié)構(gòu)稱為順順序文件結(jié)構(gòu)序文件結(jié)構(gòu), ,此時(shí)的物理文件稱為此時(shí)的物理文件稱為順序文件順序文件2022-3-232022-3-234444圖圖6-7 6-7 磁盤空間的連續(xù)分配磁盤空間的連續(xù)分配 1230567491011813141512171819162122232025262724list29303128mailcountfilestartlengthcount02tr143mail196list284f62目 錄trf圖

35、中假設(shè)記錄和盤塊大小相同圖中假設(shè)記錄和盤塊大小相同2022-3-232022-3-2345452022-3-232022-3-2346466.3.1 6.3.1 連續(xù)分配連續(xù)分配6.3.2 6.3.2 鏈接分配鏈接分配6.3.3 6.3.3 索引分配索引分配2022-3-232022-3-234747 鏈接分配鏈接分配(Chained Allocation)(Chained Allocation)可通過(guò)在每個(gè)盤塊上的鏈接指針可通過(guò)在每個(gè)盤塊上的鏈接指針, ,將同屬于一個(gè)文件的將同屬于一個(gè)文件的多個(gè)離散的盤塊鏈接成一個(gè)鏈表多個(gè)離散的盤塊鏈接成一個(gè)鏈表, ,把這樣形成的物理文把這樣形成的物理文件稱

36、為件稱為鏈接文件鏈接文件消除了外部碎片消除了外部碎片, ,提高外存利用率提高外存利用率文件動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)時(shí)文件動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)時(shí), ,可動(dòng)態(tài)地為它分配盤塊可動(dòng)態(tài)地為它分配盤塊文件的增刪改方便文件的增刪改方便( (這種文件結(jié)構(gòu)不要求連續(xù)存放這種文件結(jié)構(gòu)不要求連續(xù)存放) )文件創(chuàng)建時(shí)用戶不必指出文件的大小文件創(chuàng)建時(shí)用戶不必指出文件的大小 缺點(diǎn)缺點(diǎn)只適用于順序存取只適用于順序存取, ,若查找文件中的某一塊必須從頭開若查找文件中的某一塊必須從頭開始始, ,隨機(jī)存取效率太低隨機(jī)存取效率太低, ,如果訪問文件的最后的內(nèi)容如果訪問文件的最后的內(nèi)容, ,實(shí)實(shí)際上是要訪問整個(gè)文件際上是要訪問整個(gè)文件可靠性差可靠性差, ,若某

37、一塊出錯(cuò)若某一塊出錯(cuò), ,則鏈斷開則鏈斷開, ,文件不完整文件不完整增加一個(gè)鏈接指針增加一個(gè)鏈接指針2022-3-232022-3-234848鏈接方式又分為鏈接方式又分為兩種兩種形式形式: :1.1.隱式鏈接隱式鏈接2.2.顯示鏈接顯示鏈接2022-3-232022-3-234949圖圖6-8 6-8 磁盤空間的鏈接式分配磁盤空間的鏈接式分配 1.1.隱式鏈接隱式鏈接25123056749101181314151217181916212223202526272429303128filestartendjeep925目 錄101- -1162022-3-232022-3-2350502.2.顯

38、式鏈接顯式鏈接( (解決查找時(shí)解決查找時(shí)多次多次訪訪問磁盤的問題問磁盤的問題) ) 圖圖6-9 6-9 顯式鏈接結(jié)構(gòu)顯式鏈接結(jié)構(gòu) 2022-3-232022-3-235151圖圖6-10 MS-DOS6-10 MS-DOS的文件物理結(jié)構(gòu)的文件物理結(jié)構(gòu)6EOF11105EOF0123456789FATFCB A4FCB B92022-3-232022-3-235252 文件分配表文件分配表(File Allocation Table, FAT)(File Allocation Table, FAT)用于記錄外存分配狀況用于記錄外存分配狀況, ,每個(gè)盤塊占一項(xiàng)每個(gè)盤塊占一項(xiàng), ,放在內(nèi)存中放在內(nèi)存

39、中( (提高查找速度提高查找速度) )表的序號(hào)為物理盤塊號(hào)表的序號(hào)為物理盤塊號(hào), ,從從0 0至至N-1N-1分配給一個(gè)文件的所有物理塊都在該表中標(biāo)出分配給一個(gè)文件的所有物理塊都在該表中標(biāo)出, ,文件的文件的第一個(gè)盤塊號(hào)記入文件的第一個(gè)盤塊號(hào)記入文件的FCBFCB中中2022-3-232022-3-2353536.3.1 6.3.1 連續(xù)分配連續(xù)分配6.3.2 6.3.2 鏈接分配鏈接分配6.3.3 6.3.3 索引分配索引分配2022-3-232022-3-2354546.3.3 6.3.3 索引分配索引分配 1.單級(jí)索引分配單級(jí)索引分配 鏈接分配鏈接分配方式雖然解決了方式雖然解決了連續(xù)分配

40、連續(xù)分配方式所存在的問題方式所存在的問題,但又出現(xiàn)了另外兩個(gè)問題但又出現(xiàn)了另外兩個(gè)問題, 即即: (1) 不能支持高效的不能支持高效的直接存取直接存取。要對(duì)一個(gè)較大的文件進(jìn)。要對(duì)一個(gè)較大的文件進(jìn)行直接存取行直接存取,須首先在須首先在FAT中中順序地順序地查找許多盤塊號(hào)。查找許多盤塊號(hào)。 (2) FAT需占用需占用較大較大的內(nèi)存空間。需要把整個(gè)的內(nèi)存空間。需要把整個(gè)FAT都調(diào)都調(diào)入內(nèi)存。入內(nèi)存。 索引分配索引分配為每個(gè)文件分配一個(gè)為每個(gè)文件分配一個(gè)索引塊索引塊,把分配給該文件的所有把分配給該文件的所有盤塊號(hào)都記錄在該索引塊中盤塊號(hào)都記錄在該索引塊中在建立一個(gè)文件時(shí)在建立一個(gè)文件時(shí),便為之建立的目

41、錄項(xiàng)中填上指向便為之建立的目錄項(xiàng)中填上指向該索引塊的指針該索引塊的指針2022-3-232022-3-235555圖圖6-11 6-11 索引分配方式索引分配方式 123056749101181314151217181916212223202526272429303128countfile塊序 號(hào)jeep19目 錄91611025111192022-3-232022-3-235656若每個(gè)盤塊大小為若每個(gè)盤塊大小為1KB,1KB,每個(gè)盤塊號(hào)占每個(gè)盤塊號(hào)占4B,4B,則索引則索引塊中可存放塊中可存放256256個(gè)盤塊號(hào)個(gè)盤塊號(hào), ,用一個(gè)索引塊只支持用一個(gè)索引塊只支持256K256K大小文件大小

42、文件可能要花費(fèi)較多的外存空間。當(dāng)文件小時(shí)可能要花費(fèi)較多的外存空間。當(dāng)文件小時(shí), ,索引索引塊利用率低。塊利用率低。文件太大時(shí)文件太大時(shí), ,需要多個(gè)索引塊需要多個(gè)索引塊, ,通過(guò)指針鏈接起來(lái)通過(guò)指針鏈接起來(lái), ,效率低。效率低。2022-3-232022-3-2357572.2.多級(jí)索引分配多級(jí)索引分配圖圖6-12 6-12 兩級(jí)索引分配兩級(jí)索引分配2022-3-232022-3-235858圖圖6-13 6-13 混合索引方式混合索引方式 直接地址直接地址物理盤塊物理盤塊索引塊索引塊3.3.混合索引分配方式混合索引分配方式2022-3-232022-3-235959(1)(1)直接地址直接地

43、址為了提高對(duì)文件的檢索速度為了提高對(duì)文件的檢索速度, ,在索引結(jié)點(diǎn)中可設(shè)置在索引結(jié)點(diǎn)中可設(shè)置1010個(gè)個(gè)直接地址項(xiàng)直接地址項(xiàng), ,即用即用iaddr(0)iaddr(9)iaddr(0)iaddr(9)來(lái)存放直接地址來(lái)存放直接地址( (盤塊盤塊4KB,4KB,共共40KB40KB) )(2)(2)一次間接地址一次間接地址對(duì)于大、中型文件對(duì)于大、中型文件, ,可再利用索引結(jié)點(diǎn)中的地址項(xiàng)可再利用索引結(jié)點(diǎn)中的地址項(xiàng)iaddr(10)iaddr(10)來(lái)提供一次間接地址。這種方式的實(shí)質(zhì)就是來(lái)提供一次間接地址。這種方式的實(shí)質(zhì)就是一級(jí)索引分配方式一級(jí)索引分配方式( (盤塊盤塊4KB,4KB,共共4MB4M

44、B) )(3)(3)多次間接地址多次間接地址當(dāng)文件長(zhǎng)度大于當(dāng)文件長(zhǎng)度大于4MB+40KB4MB+40KB時(shí)時(shí)( (一次間址與一次間址與1010個(gè)直接地址個(gè)直接地址項(xiàng)項(xiàng)),),系統(tǒng)還須采用二次間址分配方式。這時(shí)系統(tǒng)還須采用二次間址分配方式。這時(shí), ,用地址項(xiàng)用地址項(xiàng)iaddr(11)iaddr(11)提供二次間接地址。該方式的實(shí)質(zhì)是兩級(jí)索提供二次間接地址。該方式的實(shí)質(zhì)是兩級(jí)索引分配方式引分配方式( (共共4GB4GB),),還可以提供三次間址還可以提供三次間址iaddr(12) iaddr(12) ( (共共4TB4TB) )2022-3-232022-3-236060內(nèi)容概述內(nèi)容概述6.1 6

45、.1 文件和文件系統(tǒng)文件和文件系統(tǒng) 6.2 6.2 文件的邏輯結(jié)構(gòu)文件的邏輯結(jié)構(gòu) 6.3 6.3 外存分配方式外存分配方式 6.4 6.4 目錄管理目錄管理 6.5 6.5 文件存儲(chǔ)空間的管理文件存儲(chǔ)空間的管理 6.6 6.6 文件共享與文件保護(hù)文件共享與文件保護(hù) 6.7 6.7 數(shù)據(jù)一致性控制數(shù)據(jù)一致性控制( (了解了解) )2022-3-232022-3-236161(1)(1)實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)“按名存取按名存取”文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)最基本最基本的功能的功能為實(shí)現(xiàn)文件的按名存取為實(shí)現(xiàn)文件的按名存取, ,每個(gè)文件首先應(yīng)該具有一個(gè)文每個(gè)文件首先應(yīng)該具有一個(gè)文件名與之對(duì)應(yīng)。件名與之對(duì)應(yīng)。(2)(2)提高對(duì)目

46、錄的檢索速度提高對(duì)目錄的檢索速度加快目錄檢索速度加快目錄檢索速度, ,從而提高文件存取速度從而提高文件存取速度, ,追求追求的主的主要目標(biāo)。要目標(biāo)。(3)(3)文件共享文件共享一份文件副本供不同用戶使用一份文件副本供不同用戶使用(4)(4)允許文件重名允許文件重名允許不同用戶對(duì)不同文件取相同的名字允許不同用戶對(duì)不同文件取相同的名字2022-3-232022-3-2362626.4.1 6.4.1 文件控制塊和索引結(jié)點(diǎn)文件控制塊和索引結(jié)點(diǎn)6.4.2 6.4.2 目錄結(jié)構(gòu)目錄結(jié)構(gòu)6.4.3 6.4.3 目錄查詢技術(shù)目錄查詢技術(shù)目錄管理的目錄管理的任務(wù)任務(wù)是為每個(gè)文件建立目錄項(xiàng)是為每個(gè)文件建立目錄項(xiàng)

47、, ,并對(duì)眾并對(duì)眾多的目錄加以組織多的目錄加以組織, ,以實(shí)現(xiàn)方便的按名存取以實(shí)現(xiàn)方便的按名存取, ,實(shí)現(xiàn)文件實(shí)現(xiàn)文件的共享的共享, ,提供快速的目錄查詢手段提供快速的目錄查詢手段, ,提高文件的檢索速提高文件的檢索速度。度。2022-3-232022-3-2363631.1.文件控制塊文件控制塊(FCB)(FCB)是用于描述和控制文件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是用于描述和控制文件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)文件管理程序可借助文件管理程序可借助FCBFCB中的信息對(duì)文件施以各種操作中的信息對(duì)文件施以各種操作文件控制塊的有序集合稱為文件控制塊的有序集合稱為文件目錄文件目錄, ,即一個(gè)文件控制即一個(gè)文件控制塊就是一個(gè)文件目錄項(xiàng)塊就

48、是一個(gè)文件目錄項(xiàng)通常通常, ,一個(gè)文件目錄本身也被看作是一個(gè)文件一個(gè)文件目錄本身也被看作是一個(gè)文件, ,稱為稱為目目錄文件錄文件2022-3-232022-3-2364646.4.1 6.4.1 文件控制塊和索引結(jié)點(diǎn)文件控制塊和索引結(jié)點(diǎn) 文件控制塊中的信息文件控制塊中的信息(1)(1)基本信息類基本信息類文件名文件名文件物理位置文件物理位置 文件邏輯結(jié)構(gòu)文件邏輯結(jié)構(gòu) 文件的物理結(jié)構(gòu)文件的物理結(jié)構(gòu) (2)(2)文件控制信息類文件控制信息類文件擁有者權(quán)限文件擁有者權(quán)限核準(zhǔn)用戶權(quán)限核準(zhǔn)用戶權(quán)限一般用戶權(quán)限一般用戶權(quán)限(3)(3)使用信息類使用信息類文件建立日期文件建立日期文件修改日期文件修改日期20

49、22-3-232022-3-236565文文件件名名擴(kuò)擴(kuò)展展名名屬屬性性備備用用時(shí)時(shí)間間日日期期第第一一塊塊號(hào)號(hào)盤盤塊塊數(shù)數(shù)圖圖6-14 MS-DOS6-14 MS-DOS的文件控制塊的文件控制塊 2022-3-232022-3-2366662.2.索引結(jié)點(diǎn)索引結(jié)點(diǎn)(1)(1)索引結(jié)點(diǎn)的引入索引結(jié)點(diǎn)的引入文件目錄通常放在磁盤上文件目錄通常放在磁盤上, ,當(dāng)文件很多時(shí)當(dāng)文件很多時(shí), ,占用大量占用大量磁盤空間磁盤空間檢索文件過(guò)程中檢索文件過(guò)程中, ,只需使用文件名只需使用文件名, ,而不用其他信息而不用其他信息將文件描述信息單獨(dú)形成一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)將文件描述信息單獨(dú)形成一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu), ,稱為稱為索引

50、結(jié)點(diǎn)索引結(jié)點(diǎn), ,也稱為也稱為i i結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)在文件目錄中的每個(gè)目錄項(xiàng)在文件目錄中的每個(gè)目錄項(xiàng), ,僅包含僅包含文件名文件名和指向和指向索引索引結(jié)點(diǎn)的指針結(jié)點(diǎn)的指針引入索引結(jié)點(diǎn)后引入索引結(jié)點(diǎn)后, ,使文件的目錄項(xiàng)更小使文件的目錄項(xiàng)更小, ,占用磁盤空間占用磁盤空間少少, ,檢索速度加快檢索速度加快2022-3-232022-3-236767(2)(2)磁盤索引結(jié)點(diǎn)磁盤索引結(jié)點(diǎn) 文件主標(biāo)識(shí)符文件主標(biāo)識(shí)符擁有該文件的個(gè)人或小組的標(biāo)識(shí)符擁有該文件的個(gè)人或小組的標(biāo)識(shí)符 文件類型文件類型正規(guī)文件、目錄文件或特別文件正規(guī)文件、目錄文件或特別文件文件存取權(quán)限文件存取權(quán)限各類用戶對(duì)該文件的存取權(quán)限各類用戶對(duì)該文

51、件的存取權(quán)限文件物理地址文件物理地址1313個(gè)地址項(xiàng)個(gè)地址項(xiàng), ,給出文件所在盤塊編號(hào)給出文件所在盤塊編號(hào)文件長(zhǎng)度文件長(zhǎng)度 以字節(jié)為單位的文件長(zhǎng)度以字節(jié)為單位的文件長(zhǎng)度文件連接計(jì)數(shù)文件連接計(jì)數(shù) 指向該文件的指針的個(gè)數(shù)指向該文件的指針的個(gè)數(shù)文件存取時(shí)間文件存取時(shí)間 指出最近被進(jìn)程存取的時(shí)間、最近被修改的時(shí)間及索引指出最近被進(jìn)程存取的時(shí)間、最近被修改的時(shí)間及索引結(jié)點(diǎn)最近被修改的時(shí)間結(jié)點(diǎn)最近被修改的時(shí)間2022-3-232022-3-236868(3)(3)內(nèi)存索引結(jié)點(diǎn)內(nèi)存索引結(jié)點(diǎn): :文件打開時(shí)調(diào)入內(nèi)存的文件打開時(shí)調(diào)入內(nèi)存的, ,增加了增加了: :索引結(jié)點(diǎn)編號(hào)。用于標(biāo)識(shí)內(nèi)存索引結(jié)點(diǎn)。索引結(jié)點(diǎn)編號(hào)。

52、用于標(biāo)識(shí)內(nèi)存索引結(jié)點(diǎn)。狀態(tài)。指示狀態(tài)。指示i i結(jié)點(diǎn)是否上鎖或被修改。結(jié)點(diǎn)是否上鎖或被修改。訪問計(jì)數(shù)。每當(dāng)有一進(jìn)程要訪問此訪問計(jì)數(shù)。每當(dāng)有一進(jìn)程要訪問此i i結(jié)點(diǎn)時(shí)結(jié)點(diǎn)時(shí), ,將該訪問計(jì)數(shù)將該訪問計(jì)數(shù)加加1,1,訪問完再減訪問完再減1 1。文件所屬文件系統(tǒng)的邏輯設(shè)備號(hào)。文件所屬文件系統(tǒng)的邏輯設(shè)備號(hào)。鏈接指針。設(shè)置有分別指向空閑鏈表和散列隊(duì)列的指針。鏈接指針。設(shè)置有分別指向空閑鏈表和散列隊(duì)列的指針。 2022-3-232022-3-2369696.4.1 6.4.1 文件控制塊和索引結(jié)點(diǎn)文件控制塊和索引結(jié)點(diǎn)6.4.2 6.4.2 目錄結(jié)構(gòu)目錄結(jié)構(gòu)6.4.3 6.4.3 目錄查詢技術(shù)目錄查詢技術(shù)2

53、022-3-232022-3-237070目前常用的目錄結(jié)構(gòu)有目前常用的目錄結(jié)構(gòu)有: :1.1.單級(jí)目錄單級(jí)目錄2.2.兩級(jí)目錄兩級(jí)目錄3.3.多級(jí)目錄多級(jí)目錄2022-3-232022-3-2371716.4.2 6.4.2 目錄結(jié)構(gòu)目錄結(jié)構(gòu) 圖圖6-16 6-16 單級(jí)目錄單級(jí)目錄 1.1.單級(jí)目錄結(jié)構(gòu)單級(jí)目錄結(jié)構(gòu)整個(gè)系統(tǒng)只建立一張整個(gè)系統(tǒng)只建立一張目錄表目錄表, ,每個(gè)文件占一個(gè)每個(gè)文件占一個(gè)目錄項(xiàng)目錄項(xiàng)文件名文件名物理地址物理地址文件說(shuō)明文件說(shuō)明狀態(tài)位狀態(tài)位文件名文件名1 1文件名文件名2 22022-3-232022-3-237272單級(jí)單級(jí)目錄目錄優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)(1)(1)易于實(shí)現(xiàn)易于實(shí)

54、現(xiàn), ,管理簡(jiǎn)單管理簡(jiǎn)單(2)(2)能實(shí)現(xiàn)按名存取能實(shí)現(xiàn)按名存取單級(jí)目錄單級(jí)目錄缺點(diǎn)缺點(diǎn)(1)查找速度慢查找速度慢(順序查找順序查找,N/2) (2)不允許重名不允許重名(在多道程序設(shè)計(jì)下在多道程序設(shè)計(jì)下,很難保證很難保證)(3)不便于實(shí)現(xiàn)文件共享不便于實(shí)現(xiàn)文件共享(所有用戶必須用同一個(gè)所有用戶必須用同一個(gè)名字共享一個(gè)文件名字共享一個(gè)文件)單級(jí)目錄只實(shí)現(xiàn)了目錄管理的第一項(xiàng)功能單級(jí)目錄只實(shí)現(xiàn)了目錄管理的第一項(xiàng)功能 ,即即“按名存取按名存取”,只能適用于只能適用于單用戶單用戶環(huán)境環(huán)境2022-3-232022-3-2373732.2.兩級(jí)目錄兩級(jí)目錄為每個(gè)用戶建立一個(gè)單獨(dú)的用戶文件目錄為每個(gè)用戶建

55、立一個(gè)單獨(dú)的用戶文件目錄UFDUFD(User (User File Directory),File Directory),由用戶所有文件的由用戶所有文件的FCBFCB組成組成在系統(tǒng)中建立主文件目錄在系統(tǒng)中建立主文件目錄MFDMFD(Master File (Master File Directory),Directory),每個(gè)用戶每個(gè)用戶目錄文件目錄文件在主文件目錄中占一個(gè)在主文件目錄中占一個(gè)目錄項(xiàng)目錄項(xiàng)2022-3-232022-3-237474圖圖6-17 6-17 兩級(jí)目錄結(jié)構(gòu)兩級(jí)目錄結(jié)構(gòu) 主文件目錄主文件目錄MFDMFD用戶文件目錄用戶文件目錄UFDUFD2022-3-232022

56、-3-2375753.3.多級(jí)目錄結(jié)構(gòu)多級(jí)目錄結(jié)構(gòu)(1)(1)目錄結(jié)構(gòu)目錄結(jié)構(gòu)多級(jí)目錄結(jié)構(gòu)又稱為多級(jí)目錄結(jié)構(gòu)又稱為樹形目錄結(jié)構(gòu)樹形目錄結(jié)構(gòu)主目錄稱為主目錄稱為根目錄根目錄, ,數(shù)據(jù)文件稱為數(shù)據(jù)文件稱為樹葉樹葉, ,其他目其他目錄作為樹的錄作為樹的結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)為提高文件系統(tǒng)的靈活性為提高文件系統(tǒng)的靈活性, ,允許一個(gè)目錄文件允許一個(gè)目錄文件中的目錄項(xiàng)既作為中的目錄項(xiàng)既作為目錄文件的目錄文件的FCBFCB, ,又是又是數(shù)據(jù)文數(shù)據(jù)文件的件的FCBFCB2022-3-232022-3-237676圖圖6-18 6-18 多級(jí)目錄結(jié)構(gòu)多級(jí)目錄結(jié)構(gòu) ABCFED13ABD2GA4AC5671011JNK12J

57、MK13AHF141516b1718192021a892022-3-232022-3-237777(2)(2)路徑名路徑名在樹形目錄結(jié)構(gòu)中在樹形目錄結(jié)構(gòu)中, ,從根目錄到任何數(shù)據(jù)文件從根目錄到任何數(shù)據(jù)文件, ,都只有一條惟一的通路。在該路徑上從樹的根都只有一條惟一的通路。在該路徑上從樹的根( (即主目錄即主目錄) )開始開始, ,把全部目錄文件名與數(shù)據(jù)文把全部目錄文件名與數(shù)據(jù)文件名件名, ,依次地用依次地用“/”/”連接起來(lái)連接起來(lái), ,即構(gòu)成該數(shù)據(jù)即構(gòu)成該數(shù)據(jù)文件的文件的路徑名路徑名(path name)(path name)系統(tǒng)中的每一個(gè)文件都有惟一的路徑名系統(tǒng)中的每一個(gè)文件都有惟一的路徑

58、名例如例如, ,在圖在圖6-186-18中用戶中用戶B B為訪問文件為訪問文件J(15),J(15),應(yīng)使應(yīng)使用其路徑名用其路徑名/B/F/J/B/F/J來(lái)訪問。來(lái)訪問。2022-3-232022-3-237878(3)(3)當(dāng)前目錄當(dāng)前目錄為每個(gè)進(jìn)程設(shè)置一個(gè)為每個(gè)進(jìn)程設(shè)置一個(gè)“當(dāng)前目錄當(dāng)前目錄”, ,又稱為又稱為“工作目錄工作目錄”。進(jìn)程對(duì)各文件的訪問都。進(jìn)程對(duì)各文件的訪問都相對(duì)于相對(duì)于“當(dāng)前目錄當(dāng)前目錄”而進(jìn)行而進(jìn)行把從當(dāng)前目錄開始直到數(shù)據(jù)文件為止所構(gòu)成的把從當(dāng)前目錄開始直到數(shù)據(jù)文件為止所構(gòu)成的路徑名路徑名, ,稱為稱為相對(duì)路徑名相對(duì)路徑名(relative path name)(rela

59、tive path name)把從樹根開始的路徑名稱為把從樹根開始的路徑名稱為絕對(duì)路徑名絕對(duì)路徑名(absolute path name)(absolute path name)2022-3-232022-3-2379794.4.增加和刪除目錄增加和刪除目錄刪除目錄的刪除目錄的兩種兩種處理方法處理方法: :(1)(1)不刪除非空目錄不刪除非空目錄當(dāng)目錄當(dāng)目錄( (文件文件) )不空時(shí)不空時(shí), ,不能將其刪除不能將其刪除, ,而為了而為了刪除一個(gè)非空目錄刪除一個(gè)非空目錄, ,必須先刪除目錄中的所必須先刪除目錄中的所有文件有文件, ,使之先成為空目錄使之先成為空目錄, ,后再予以刪除后再予以刪除。

60、在在MS-DOSMS-DOS中就是采用這種刪除方式。中就是采用這種刪除方式。(2)(2)可刪除非空目錄可刪除非空目錄當(dāng)要?jiǎng)h除一目錄時(shí)當(dāng)要?jiǎng)h除一目錄時(shí), ,如果在該目錄中還包含如果在該目錄中還包含有文件有文件, ,則目錄中的所有文件和子目錄也同則目錄中的所有文件和子目錄也同時(shí)被刪除時(shí)被刪除在在WindowsWindows中就是采用這種刪除方式。中就是采用這種刪除方式。2022-3-232022-3-238080特點(diǎn)特點(diǎn) (1)(1)層次清楚層次清楚 (2)(2)解決了用戶文件重名問題解決了用戶文件重名問題 (3)(3)搜索速度快搜索速度快 2022-3-232022-3-2381816.4.1