順序文件的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)課件

1、目標(biāo)：掌握文件系統(tǒng)的基本概念和實(shí)現(xiàn)過程順序文件、索引文件和索引順序文件順序文件：什么是順序文件？如何對定長記錄的順序文件進(jìn)行讀/寫操作？這種文件形式有何優(yōu)缺點(diǎn)，它主要用于何種場合？索引文件：什么是索引文件？為什么要引入索引文件？索引文件采用何種文件組織形式？索引文件的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？索引順序文件：什么是索引順序文件？索引順序文件是為了解決什么樣的問題而引入的，如何對索引順序文件進(jìn)行檢索？當(dāng)文件非常大時又應(yīng)如何處理？本章要點(diǎn)（1/4）目錄管理文件控制塊（FCB）：什么是FCB，什么是文件目錄？FCB通常應(yīng)包含哪些內(nèi)容，它與文件之間存在著什么樣的關(guān)系？索引結(jié)點(diǎn)：磁盤索引結(jié)點(diǎn)是為了解決什么問題而引入的

2、，它與FCB、目錄項之間存在著什么樣的關(guān)系？為什么要引入內(nèi)存索引結(jié)點(diǎn)，以及在內(nèi)存索引結(jié)點(diǎn)中還應(yīng)增加哪些數(shù)據(jù)項，原因是什么？單級目錄和兩級目錄結(jié)構(gòu)：在單級目錄結(jié)構(gòu)中應(yīng)如何創(chuàng)建或刪除文件，它在哪些地方無法滿足對目錄管理的要求，而兩級文件目錄是如何解決這些問題的？本章要點(diǎn)（2/4）目錄管理多級目錄結(jié)構(gòu)：目錄結(jié)構(gòu)由單級發(fā)展為兩級、并進(jìn)一步發(fā)展為多級帶來了哪些好處？應(yīng)如何根據(jù)絕對路徑名或相對路徑名在多級目錄結(jié)構(gòu)中線性地檢索一個文件或子目錄，要創(chuàng)建或刪除一個文件或子目錄時應(yīng)如何進(jìn)行處理？本章要點(diǎn)（3/4）文件共享方式文件共享的主要目的是什么？基于索引結(jié)點(diǎn)的共享方式：是何種文件共享方式？如果不引入索引結(jié)點(diǎn)，

3、而直接通過FCB來共享文件會產(chǎn)生什么問題？這種共享方式應(yīng)如何進(jìn)行文件的刪除操作，它有何優(yōu)缺點(diǎn)？利用符號鏈實(shí)現(xiàn)文件共享：是何種文件共享方式？當(dāng)用戶訪問LINK類型的文件時，系統(tǒng)應(yīng)如何進(jìn)行處理，通過這種方式共享文件有何優(yōu)缺點(diǎn)？本章要點(diǎn)（4/4）7.1 文件和文件系統(tǒng) 7.2 文件的邏輯結(jié)構(gòu) 7.3 文件目錄 7.4 文件共享 7.5 文件保護(hù) 本章內(nèi)容概 述所有的計算機(jī)應(yīng)用程序都要：存儲信息，檢索信息三個基本要求：能夠存儲大量的信息長期保存信息可以共享信息解決方法：把信息以一種單元即文件的形式存儲在磁盤或其他介質(zhì)上文件是通過操作系統(tǒng)來管理的包括：文件的結(jié)構(gòu)，命名，存取，使用，保護(hù)和實(shí)現(xiàn)方法用戶觀點(diǎn)

4、： 文件系統(tǒng)如何呈現(xiàn)在其面前： 一個文件由什么組成，如何命名，如何保護(hù)文件，可以進(jìn)行何種操作等等。 操作系統(tǒng)觀點(diǎn)： 文件目錄怎樣實(shí)現(xiàn)，怎樣管理存儲空間，文件存儲位置，磁盤實(shí)際運(yùn)作方式(與設(shè)備管理的接口)等等。概 述7.1 文件和文件系統(tǒng)7.1.1數(shù)據(jù)項、記錄和文件1、數(shù)據(jù)項基本數(shù)據(jù)項：是用于描述一個對象的某種屬性的字符集數(shù)據(jù)名數(shù)據(jù)類型組合數(shù)據(jù)項：由若干個基本數(shù)據(jù)項組成 2、記錄一組相關(guān)數(shù)據(jù)項的集合關(guān)鍵字：能唯一地標(biāo)識出記錄的基本/組合數(shù)據(jù)項3、文件文件系統(tǒng)：對文件進(jìn)行操縱和管理的軟件集合。文件：由創(chuàng)建者定義的、具有文件名的一組相關(guān)信息的集合。文件組成：文件體：文件本身的信息有結(jié)構(gòu)文件（由若干相

5、關(guān)記錄組成）無結(jié)構(gòu)文件（字符流）文件屬性：文件存儲和管理信息文件類型文件長度文件的物理位置文件的存取控制文件的建立時間圖 7-1 文件、 記錄和數(shù)據(jù)項之間的層次關(guān)系 7.1.2 文件名和類型1、文件名和擴(kuò)展名典型文件擴(kuò)展名表按用途分類系統(tǒng)文件：指由系統(tǒng)軟件構(gòu)成的文件，一般只允許用戶調(diào)用，不允許用戶讀和寫。用戶文件：由用戶的源代碼、目標(biāo)文件、可執(zhí)行文件或數(shù)據(jù)等所構(gòu)成的文件。庫文件：指由標(biāo)準(zhǔn)子例程及常用的例程等所構(gòu)成的文件。按存取控制屬性分類只執(zhí)行文件：只允許被核準(zhǔn)的用戶調(diào)用執(zhí)行。只讀文件：僅允許文件主及被核準(zhǔn)用戶對其進(jìn)行讀操作的文件，不允許寫。讀寫文件：允許文件主及被核準(zhǔn)用戶對其進(jìn)行讀或?qū)懖僮鞯?/p>

6、文件。2、文件類型按文件中的數(shù)據(jù)形式分類源文件：是指從終端或輸入設(shè)備輸入的源程序和數(shù)據(jù)。目標(biāo)文件（相對地址形式文件）：是指把源程序經(jīng)過編譯程序編譯，但尚未經(jīng)過鏈接程序鏈接的目標(biāo)代碼所構(gòu)成的文件?？蓤?zhí)行文件：是指由鏈接裝配程序鏈接后所生成的可執(zhí)行目標(biāo)程序文件（用在非動態(tài)鏈接系統(tǒng)中）。按組織形式和處理方式分類普通文件：由ASCII碼或二進(jìn)制碼組成的字符文件。目錄文件：由文件目錄組成的文件。特殊文件：特指系統(tǒng)中的各類I/O設(shè)備。2、文件類型文件系統(tǒng)接口對對象操縱和管理的軟件集合邏輯文件系統(tǒng)基本I/O管理程序（文件組織模塊）基本文件系統(tǒng)（物理I/O層）I/O控制層（設(shè)備驅(qū)動程序?qū)樱ο蠹捌鋵傩晕募芾?/p>

7、系統(tǒng)管理的對象包括：文件目錄磁盤（磁帶）存儲空間7.1.3 系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)1、對象及其屬性該層實(shí)現(xiàn)的功能包括：對文件存儲空間的管理對文件目錄的管理將文件的邏輯地址轉(zhuǎn)換為物理地址對文件讀和寫的管理對文件的共享與保護(hù)等四個軟件層次：I/O控制層（設(shè)備驅(qū)動程序?qū)樱褐饕纱疟P驅(qū)動程序組成基本文件系統(tǒng)：用于處理內(nèi)存與磁盤之間數(shù)據(jù)塊的交換基本I/O管理程序：用于完成與磁盤I/O有關(guān)的事務(wù)，如將文件邏輯塊號轉(zhuǎn)換為物理塊號、管理磁盤中的空閑盤塊等邏輯文件系統(tǒng)：用于處理與記錄、文件相關(guān)的操作2、對對象操縱和管理的軟件集合文件系統(tǒng)以接口的形式向上層用戶一組對文件和記錄操作的方法和手段：命令接口：用戶與文件系統(tǒng)直

8、接交互的接口，用戶可以通過鍵盤終端輸入命令取得文件系統(tǒng)的服務(wù)。程序接口：用戶程序與文件系統(tǒng)的接口，用戶程序通過系統(tǒng)調(diào)用取得文件系統(tǒng)的服務(wù)。3、文件系統(tǒng)的接口7.1.4 文件操作 文件操作的典型功能，對整體文件而言：創(chuàng)建文件刪除文件讀文件寫文件設(shè)置文件的讀寫位置1、最基本的文件操作 2、文件的“打開”和“關(guān)閉”操作 “打開”：是指系統(tǒng)將指名文件的屬性(包括該文件在外存上的物理位置)，從外存拷貝到內(nèi)存打開文件表的一個表目中，并將該表目的編號(或稱為索引)返回給用戶?！瓣P(guān)閉”：是指把該文件從打開文件表中的表目上刪除掉。對文件屬性的操作有關(guān)目錄的操作實(shí)現(xiàn)文件共享的系統(tǒng)調(diào)用對文件系統(tǒng)進(jìn)行操作的系統(tǒng)調(diào)用3

9、、其他文件操作 7.2 文件的邏輯結(jié)構(gòu)7.2 文件的邏輯結(jié)構(gòu)文件的邏輯結(jié)構(gòu)是從用戶的觀點(diǎn)出發(fā)，所觀察到的文件組織形式，是用戶可以直接處理的數(shù)據(jù)及其結(jié)構(gòu)，它獨(dú)立于物理特性，又稱文件組織。文件的物理結(jié)構(gòu)又稱為文件的存儲結(jié)構(gòu)，是指文件在外存上的存儲組織形式，與存儲介質(zhì)的存儲性能、所采用的外存分配方式有關(guān)。對文件邏輯結(jié)構(gòu)的要求訪問性能：便于檢索；便于修改存儲性能：向物理存儲轉(zhuǎn)換方便，節(jié)省空間7.2.1 文件邏輯結(jié)構(gòu)的類型 1、按文件是否有結(jié)構(gòu)分類有結(jié)構(gòu)文件（記錄式文件）定長記錄變長記錄無結(jié)構(gòu)文件（流式文件）以字節(jié)為單位，利用讀/寫指針進(jìn)行訪問。2、按文件的組織方式分類順序文件：由一系列記錄按某種順序排

10、列所形成的文件，其中的記錄可以是定長或變長記錄，通常采用定長記錄。（為何？因變長采用此方式查詢速度慢）索引文件：為可變長記錄文件建立一張索引表，為每個記錄設(shè)置一個表項，以加速對記錄的檢索速度。索引順序文件：為每個文件建立一張索引表時，按組對記錄進(jìn)行組織，只為每組記錄中的第一條記錄設(shè)置一索引項。7.2.2 順序文件1、順序文件的排列方式串結(jié)構(gòu)：按記錄存入時間先后進(jìn)行排列。檢索時每次必須從頭開始順序結(jié)構(gòu)：按關(guān)鍵字排序。有利于提高檢索速度和效率，可用折半查找等方法檢索。2、順序文件的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：批量存取時效率最高；順序存儲設(shè)備只能存儲順序文件。缺點(diǎn)：當(dāng)文件很大時，查找和修改效率低；增加和修改記錄困難

11、、要求連續(xù)存儲空間、必須事先知道文件的長度。1、隱式尋址方式7.2.3 記錄尋址圖 7-3 定長和變長記錄文件 2、顯式尋址方式這種方式可用于對定長記錄的文件實(shí)現(xiàn)直接或隨機(jī)訪問通過文件中記錄的位置對于定長記錄：Ai=A0+iL對于變長記錄：其中Li為第i條記錄的長度，Ai為第i條記錄的首址利用關(guān)鍵字通過指定關(guān)鍵字來查找記錄 7.2.4 索引文件 索引文件由變長記錄組成的順序文件不容易實(shí)現(xiàn)直接存取，因此，為其建立一有序的索引表，為主文件中的每條記錄在索引表中分別設(shè)置一個表項，記錄指向該記錄的指針（即記錄在邏輯地址空間的首址）以及記錄的長度L。索引表按關(guān)鍵字排序，是一個定長記錄的順序文件對索引表可

12、采用折半查找等方法，檢索速度更快。特點(diǎn)：提高了速度，增加了存儲開銷放索引文件。增、刪記錄時，對索引表要作相應(yīng)的修改。1、按關(guān)鍵字建立索引2、具有多個索引表的索引文件圖 7-4 索引文件的組織 為每種可能成為檢索條件的域都配置一張索引表每一個索引表都按相應(yīng)的一種屬性或關(guān)鍵字進(jìn)行排序索引文件的優(yōu)點(diǎn)：可直接存取，有較快的檢索速度；文件的增刪方便。索引文件的缺點(diǎn)：除主文件外，還需配置一張索引表，而且每一記錄都要有一索引項，增加了存儲費(fèi)用。增加刪除記錄時，也需要修改索引表。7.2.5 索引順序文件 克服了變長記錄的順序文件不能隨機(jī)訪問，以及不便于記錄的刪除和插入。記錄是按關(guān)鍵字的順序組織起來的引入了文件

13、索引表：實(shí)現(xiàn)對索引順序文件的隨機(jī)訪問增加了溢出文件：用于記錄新增加、刪除和修改的記錄。1、索引順序文件的特征索引順序文件將順序文件中若干記錄分為一組；為順序文件建立一張索引表，表中記錄每個組的第一個記錄，該索引項包含記錄的鍵值和指向該記錄的指針；為該組的其它記錄設(shè)置了溢出區(qū)域，在溢出區(qū)域內(nèi)記錄按順序文件方式組織。是順序文件和索引文件的結(jié)合。索引順序文件既適用于交互方式應(yīng)用，也適用于批處理方式應(yīng)用。檢索方法：先根據(jù)關(guān)鍵字去檢索索引表，找到該記錄所在組的第一個記錄的位置，然后再利用順序查找法去查找主文件，找到所需記錄。平均檢索效率為2、一級索引順序文件圖 7-5 索引順序文件 對于一個非常大的文件

14、，檢索時查找記錄仍然很多，為了進(jìn)一步提高檢索效率，可以為順序文件建立多級索引。平均檢索效率為(3/2) 。3、兩級索引順序文件7.2.6 直接文件和哈希文件 鍵值轉(zhuǎn)換：由記錄鍵值到記錄物理地址的轉(zhuǎn)換。哈希文件是直接文件的一種。哈希函數(shù)：A=H(k）1、直接文件 2、哈希(Hash)文件 圖 7-6 Hash文件的邏輯結(jié)構(gòu)7.3 文件目錄7.3 文件目 錄 在現(xiàn)代計算機(jī)系統(tǒng)中，主要依賴于文件目錄對文件實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確地查找。具有將文件名轉(zhuǎn)換為該文件在外存的物理位置的功能。對目錄管理的要求如下：實(shí)現(xiàn)“按名存取”。 提高對目錄的檢索速度。 文件共享。 允許文件重名。最基本的功能大中型文件系統(tǒng)追求的主要

15、目標(biāo)多用戶系統(tǒng)的目標(biāo)7.3.1 文件控制塊和索引結(jié)點(diǎn) 定義：用于描述和控制文件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)稱之為文件控制塊（FCB）；作用：文件管理程序借助于文件控制塊中的信息，實(shí)現(xiàn)對文件的各種操作；目錄：文件與文件控制塊一一對應(yīng)，而把文件控制塊的有序集合稱之為文件目錄：目錄文件：一個文件控制塊就是一個文件目錄項，通常一個文件目錄也被看做是一個文件，稱為目錄文件；基本信息文件名：文件物理位置：（設(shè)備號，盤塊號，盤塊數(shù)/文件長度）文件邏輯結(jié)構(gòu)：流式記錄式：定長、變長文件物理結(jié)構(gòu)：順序存儲離散存儲：鏈?zhǔn)?、索引?、文件控制塊FCB存取控制信息類(安全性)文件主/核準(zhǔn)用戶/一般用戶存取權(quán)限。使用信息類文件的建立日期/

16、時間；文件上一次修改時間；當(dāng)前使用信息。例：DOS1、文件控制塊FCB文件名擴(kuò)展名屬性備用時間日期第一塊號盤塊數(shù)圖 7-7 MS-DOS的文件控制塊 索引結(jié)點(diǎn)的引入：為何引入：文件多時，文件目錄占用大量盤塊（FCB太大），檢索文件時只需用到文件名。解決方案：將文件名與文件信息分開。索引結(jié)點(diǎn)：含文件描述信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。例：一個FCB為64B，一個盤塊為1KB，假設(shè)文件系統(tǒng)中有3200個文件，文件目錄需要多少個盤塊存放？當(dāng)要訪問某文件時平均調(diào)度塊數(shù)為多少？2、索引結(jié)點(diǎn)一個盤塊能存放：1024/64=16個FCB文件目錄占據(jù)：3200/16=200個盤塊平均調(diào)度塊數(shù)：(1+200)/2=100.5次

17、UNIX系統(tǒng)中將FCB分為 文件名、i（index)節(jié)點(diǎn)指針和相應(yīng)的i節(jié)點(diǎn)，其中文件名和i節(jié)點(diǎn)指針占16字節(jié)（14+2） 離散存放目錄結(jié)構(gòu)查詢時只調(diào)入文件名部分，找到后才調(diào)入相應(yīng)節(jié)點(diǎn)。2、索引結(jié)點(diǎn)文件名索引結(jié)點(diǎn)編號文件名1文件名2圖 6-15 UNIX的文件目錄 磁盤索引結(jié)點(diǎn) ：文件主標(biāo)識符：擁有文件的人或小組的標(biāo)識符 文件類型：_、d、c、b、p、l、s等文件存取權(quán)限 ：rwx文件物理地址：含有13個地址項，iaddr(0)iaddr(12) 文件長度：以字節(jié)為單位文件連接計數(shù)：所有指向該文件名的指針計數(shù)文件存取時間 ：文件最近被訪問、修改等的時間2、索引結(jié)點(diǎn)內(nèi)存索引結(jié)點(diǎn) ：文件打開后，將磁

18、盤索引結(jié)點(diǎn)的內(nèi)容部分或全部子集拷貝到內(nèi)存，并增加以下內(nèi)容：索引結(jié)點(diǎn)編號：用于標(biāo)識內(nèi)存索引結(jié)點(diǎn)；狀態(tài)：指示i結(jié)點(diǎn)是否上鎖或被修改；訪問計數(shù)：每當(dāng)有一進(jìn)程要訪問此i結(jié)點(diǎn)時，將該訪問計數(shù)加1，訪問完再減1 ；文件所屬文件系統(tǒng)的邏輯設(shè)備號 ；鏈接指針：設(shè)置有分別指向空閑鏈表和散列隊列的指針。2、索引結(jié)點(diǎn)圖 7-9 單級文件目錄 7.3.2 簡單的文件目錄 新建文件：有無同名；加入目錄表；狀態(tài)位置 1。刪除文件：從目錄中查找文件目錄項；回收塊；清除占用目錄項。特點(diǎn)：簡單速度慢；不允許重名；不便于共享。 1、單級目錄結(jié)構(gòu) 文件名擴(kuò)展名文件長度物理地址文件類型文件說明狀態(tài)位文件名1文件名2MFD+UFD新建

19、與刪除文件特點(diǎn)：提高了檢索目錄的速度：如n個用戶，每用戶最多m個文件，則最壞速度為n+m而非n*m在不同的用戶目錄中， 可以使用相同的文件名不同用戶還可使用不同的文件名來訪問系統(tǒng)中的同一個共享文件缺點(diǎn)：不方便共享2、兩級文件目錄圖 7-10 兩級目錄結(jié)構(gòu) 2、兩級目錄MFDUFD1、樹形目錄7.3.3 樹形結(jié)構(gòu)目錄 圖 7-11 多級目錄結(jié)構(gòu) 主目錄(根目錄)數(shù)據(jù)文件(樹葉)其它目錄(樹的結(jié)點(diǎn))在樹形目錄結(jié)構(gòu)中，每一個文件都有一個從根到葉的路徑。路徑名：從根目錄出發(fā)到某個文件的通路上所有各級子目錄名和該文件名的順序組合稱為文件的路徑名，在各級子目錄名和文件名之間可用“/”隔開。相對路徑名：從當(dāng)

20、前目錄開始直到數(shù)據(jù)文件為止所構(gòu)成的路徑名稱。絕對路徑名：從樹根開始的路徑名稱MS DOS系統(tǒng)中文件路徑名 ART BIUID BPUNIX系統(tǒng)中文件路徑名/A/R/T /B/IU/I/D /B/P允許重名2、路徑名和當(dāng)前目錄由于查找文件總是從根目錄開始，因而查找的時間較長。事實(shí)上，用戶在一段時間內(nèi)會經(jīng)常訪問一個子目錄下的文件。為了提高效率和方便用戶，文件系統(tǒng)引進(jìn)了“當(dāng)前目錄”的概念。 系統(tǒng)初始啟動后，當(dāng)前目錄就是根目錄。當(dāng)前目錄可根據(jù)需要任意改變，用戶可以用“改變當(dāng)前目錄”命令指定自己當(dāng)前的工作目錄。查找一個文件可從當(dāng)前目錄開始，使用相對路徑名；當(dāng)前目錄一般存放在內(nèi)存。當(dāng)前目錄創(chuàng)建目錄刪除目錄

21、不刪除非空目錄可刪除非空目錄改變目錄移動目錄鏈接操作查找3、目錄操作7.3.4 目錄查詢技術(shù) 實(shí)現(xiàn)按名存取用戶文件的步驟： 文件名目錄項（FCB）或索引結(jié)點(diǎn)盤塊號啟動磁盤驅(qū)動程序首先，系統(tǒng)利用用戶提供的文件名，找出該文件的文件控制塊或索引結(jié)點(diǎn)；其次，根據(jù)查到的FCB或索引結(jié)點(diǎn)中所記錄的文件物理地址（盤塊號），換算出文件在磁盤上的物理位置；最后，啟動磁盤驅(qū)動程序，將所需文件讀到內(nèi)存中。目前對目錄的查詢技術(shù)有線性檢索法和HASH方法線性檢索法又稱為順序檢索法在單級目錄中，利用用戶提供的文件名，用順序查找法直接從文件目錄中找到指名文件的目錄項。在樹型目錄中，用戶提供的文件名是由多個文件分量名組成的路

22、徑名，此時須對多級目錄進(jìn)行查找。 1、線性檢索法 圖 7-12 查找/usr/ast/mbox的步驟 實(shí)現(xiàn)按名存取用戶文件的步驟： /usr/ast/mbox 1、線性檢索法 2、Hash方法 哈希表算法：目錄項信息存在一哈希表中，搜索時根據(jù)文件名計算哈希值，得到一個指向表中文件的指針處理此Hash轉(zhuǎn)換中“沖突”的有效規(guī)則是： (1) 在利用Hash法索引查找目錄時，如果目錄表中相應(yīng)的目錄項是空的，則表示系統(tǒng)中并無指定文件。 (2) 如果目錄項中的文件名與指定文件名相匹配，則表示該目錄項正是所要尋找的文件所對應(yīng)的目錄項，故而可從中找到該文件所在的物理地址。 (3) 如果在目錄表的相應(yīng)目錄項中的

23、文件名與指定文件名并不匹配，則表示發(fā)生了“沖突”，此時須將其Hash值再加上一個常數(shù)(該常數(shù)應(yīng)與目錄的長度值互質(zhì))，形成新的索引值，再返回到第一步重新開始查找。 7.4 文件共享7.4 文件共享文件共享與文件系統(tǒng)的保護(hù)（安全性）是文件系統(tǒng)中的一個重要問題，共享與安全性是一個問題的兩方面。共享：一個文件被多個用戶或程序使用，能節(jié)省大量輔存空間和主存空間，減少輸入輸出操作。文件共享應(yīng)注意的問題：對各類欲共享文件的用戶進(jìn)行存取控制系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)共享7.4.1 基于有向無循環(huán)圖實(shí)現(xiàn)文件共享1、有向無循環(huán)圖DAG 如何建立D5、D3與共享文件F8之間的鏈接？文件目錄D6中包含文件的物理地址（即文件所在盤塊

24、的盤塊號）。進(jìn)行共享文件鏈接時，必須將文件的物理地址拷貝到D5和D3的目錄中去。這樣實(shí)現(xiàn)會有什么問題呢？鏈接之后如果對文件F9添加了新內(nèi)容，只有執(zhí)行操作的目錄才能看到改變，其他的目錄對改動將不可見。圖 7-13 有向無循環(huán)圖目錄層次圖 7-14 基于索引結(jié)點(diǎn)的共享方式 引入索引結(jié)點(diǎn)，將文件的物理地址及其它的文件屬性等信息存放在索引結(jié)點(diǎn)中。在文件目錄中只設(shè)置文件名及指向相應(yīng)索引結(jié)點(diǎn)的指針。索引結(jié)點(diǎn)中還有一個鏈接計數(shù)count，用于表示鏈接到本索引結(jié)點(diǎn)上的用戶目錄項的數(shù)目。2、利用索引結(jié)點(diǎn) 圖 7-15 進(jìn)程B鏈接前后的情況 這種實(shí)現(xiàn)方式會存在什么問題呢？計賬系統(tǒng)對用戶C將不公平 ！7.4.2 利

25、用符號鏈接實(shí)現(xiàn)文件共享1、利用符號鏈接的基本思想圖 7-16 使用符號鏈接的目錄層次文件F8有三個父目錄，只有D6是它的主父目錄。屬主結(jié)構(gòu)是仍然簡單樹！方便對文件的刪除、查找等。建立一種特殊類型（Link）的文件，其內(nèi)容是到另一個目錄或文件路徑的鏈接（建立符號鏈接文件，并不影響原文件，可以建立任意的別名關(guān)系，甚至原文件是在其他計算機(jī)上）3、利用符號鏈實(shí)現(xiàn)共享的優(yōu)點(diǎn)文件主擁有指向索引結(jié)點(diǎn)的指針；共享該文件的其他用戶只有該文件的路徑(符號鏈接文件)用戶訪問被刪除的共享文件時會導(dǎo)致訪問失敗，系統(tǒng)會將符號鏈接刪除；計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下可用：HTML文件中有許多鏈接符。2、如何利用符號鏈實(shí)現(xiàn)共享訪問共享文件

26、時，可能需要多次讀盤，系統(tǒng)開銷大；每個共享用戶建立一個符號鏈（符號鏈接文件），需要配置一個索引結(jié)點(diǎn)，也需要耗費(fèi)一定的磁盤空間。每一個共享文件都會有幾個文件名，每個用戶都使用自己的路徑名訪問共享文件。當(dāng)遍歷整個文件系統(tǒng)時，將會多次遍歷到該共享文件。4、利用符號鏈的共享方式存在的問題7.5 文件保護(hù)7.5 文件保護(hù)影響文件安全性的主要因素： 人為因素系統(tǒng)因素自然因素確保文件安全性的三方面措施： 通過存取控制機(jī)制，防止人為因素造成的文件不安全性采取系統(tǒng)容錯技術(shù)，防止系統(tǒng)部分的故障造成的文件不安全性；建立后備系統(tǒng)，防止自然因素造成的文件不安全性7.5.1 保護(hù)域每一個進(jìn)程僅能在保護(hù)域內(nèi)執(zhí)行操作，只允許

27、進(jìn)程訪問它們具有“訪問權(quán)”的對象。1、訪問權(quán) 為了保護(hù)系統(tǒng)中對象，由系統(tǒng)控制進(jìn)程對對象的訪問。訪問權(quán)：一個進(jìn)程能對某對象執(zhí)行操作的權(quán)利。每個訪問權(quán)可以用一個有序?qū)Γ▽ο竺?，?quán)集）表示。2、保護(hù)域保護(hù)域：簡稱域，是進(jìn)程對一組對象訪問權(quán)的集合，進(jìn)程只能在指定域內(nèi)執(zhí)行操作。域規(guī)定了進(jìn)程能訪問的對象和能執(zhí)行的操作。域1F1RF2RW域2域3Printer 1F3RF4RWEF5RWF6RWElWPlotter2W圖 7-17 三個保護(hù)域3、進(jìn)程和域間的靜態(tài)聯(lián)系靜態(tài)域：進(jìn)程與域間一一對應(yīng)，一個進(jìn)程只聯(lián)系一個域，在進(jìn)程整個生命期中，其可用資源是固定的，這種域就叫“靜態(tài)域”。特點(diǎn)：進(jìn)程運(yùn)行的全過程都受限于同

28、一個域，這會使賦予進(jìn)程的訪問權(quán)超過了實(shí)際需要。4、進(jìn)程和域間的動態(tài)聯(lián)系方式動態(tài)域：進(jìn)程與域間可以一對多，一個進(jìn)程可以聯(lián)系多個域，將進(jìn)程的運(yùn)行分為若干個階段，每個階段聯(lián)系一個域，可以根據(jù)運(yùn)行的實(shí)際需要規(guī)定，在進(jìn)程每個階段中所能訪問的對象。動態(tài)聯(lián)系方式：一對多的聯(lián)系方式應(yīng)增設(shè)保護(hù)域切換功能，使進(jìn)行能在不同的運(yùn)行階段從一個保護(hù)域切換到另一個保護(hù)域。比對預(yù)先靜態(tài)分配法（AND型信號量）比對動態(tài)申請資源（按需分配）7.5.2 訪問矩陣1、基本的訪問矩陣訪問矩陣：用一個矩陣描述系統(tǒng)的訪問控制 行代表域；列代表對象；每一項由一組訪問權(quán)組成。訪問矩陣中的訪問權(quán)通常由資源的擁有者或管理者定義圖 7-18 基本訪

29、問矩陣 對象域F1F2F3F4F5F6Printer 1Plotter 2D1RR, WD2RR, W, ER, WWD3R, W, EWW2、具有域切換權(quán)的訪問矩陣用于實(shí)現(xiàn)進(jìn)程與域之間的動態(tài)聯(lián)系能將進(jìn)程從一個保護(hù)域切換到另一個保護(hù)域當(dāng)進(jìn)程有切換權(quán)時才能進(jìn)行域間切換僅當(dāng)域間關(guān)系滿足switch access(i, j)時，才允許進(jìn)程從域i切換到域j。 圖 7-19 具有切換權(quán)的訪問控制矩陣 對象域F1F2F3F4F5F6Printer 1Plotter 2D1D2D3域D1RR, WS域D2RR, W, ER, WWS域D3R, W, EWW7.5.3 訪問矩陣的修改1、拷貝權(quán) 拷貝權(quán)可以將在某個域中所擁有的訪問權(quán)(access(i, j)擴(kuò)展到同一列的其它域中。 限制拷貝：拷貝權(quán)擴(kuò)展在同一列的其它域后，在其他域上運(yùn)行的進(jìn)程不能再將其拷貝