操作系統(tǒng)第6章文件管理(1)資料

1、第六章 文件管理操作系統(tǒng) 劉 剛9/11/20221【教學(xué)目的】了解文件系統(tǒng)的功能?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】1、了解文件系統(tǒng)的基本概念、文件的邏輯結(jié)構(gòu)、文件、記錄、數(shù)據(jù)項(xiàng)的基本概念。2、掌握外存分配的連續(xù)分配、鏈接分配、索引分配方式。3、掌握目錄管理、文件存儲(chǔ)空間管理的功能。【教學(xué)要求】1、掌握：文件的邏輯組織和物理組織的概念及不同的組織形式，文件的目錄結(jié)構(gòu)，文件和目錄的主要操作。2、理解：文件的分類(lèi)，文件的存取控制，UNIX文件系統(tǒng)的主要操作。3、了解：文件系統(tǒng)的功能，文件存儲(chǔ)空間的管理，文件的后備和恢復(fù)，管理文件等。 9/11/20222第六章 文件管理在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，用到大量的程序和數(shù)據(jù)，由于內(nèi)

2、存容量和存儲(chǔ)特性的限制，這些內(nèi)容必須以文件的形式保存在外存操作系統(tǒng)必須提供對(duì)外存的文件管理的功能，即構(gòu)成文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)中包括文件管理、文件存取、共享和文件保護(hù)文件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9/11/20223第六章 文件管理文件和文件系統(tǒng)文件的邏輯結(jié)構(gòu)外存分配方式目錄管理文件存儲(chǔ)空間的管理文件共享與文件保護(hù)數(shù)據(jù)一致性控制9/11/20224文件和文件系統(tǒng)概述文件分類(lèi)文件系統(tǒng)模型文件操作9/11/20225數(shù)據(jù)抽象加工信息概述生產(chǎn)生活組織數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)處理數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)文件系統(tǒng)傳輸計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)9/11/20226概述所有的計(jì)

3、算機(jī)應(yīng)用程序都要存儲(chǔ)信息和檢索信息三個(gè)基本要求 能夠存儲(chǔ)大量的信息 長(zhǎng)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(chǔ)在磁盤(pán)或其他外部介質(zhì)上。文件是通過(guò)操作系統(tǒng)來(lái)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。9/11/20227概述文件管理任務(wù)文件管理是軟件（程序與數(shù)據(jù)集合）資源管理，是涉及用戶作業(yè)和內(nèi)部硬件管理任務(wù)：把存儲(chǔ)、檢索、共享和保護(hù)文件的手段提供給本身和用戶，以方便用戶及資源利用功能分配與管理外存提供合適的存儲(chǔ)方法文件共享，保護(hù)解決沖突9/11/20228概述文件管理功能分配與管理外部存儲(chǔ)器，用戶以文件形式存放信息，“按名存取”，文件的機(jī)內(nèi)碼與磁盤(pán)、

4、光盤(pán)等外存地址建立起相對(duì)應(yīng)的聯(lián)系提供合適的存儲(chǔ)方法，例如，鍵盤(pán)命令以及程序中使用系統(tǒng)調(diào)用控制。包括文件的創(chuàng)建(Create)、打開(kāi)(Open)、關(guān)閉(Close)、讀寫(xiě)(Read/Write)、刪除(Delete, Erase)和重命名或改名(Rename)等文件的共享與保護(hù)，解決文件命名中的沖突和存取權(quán)限的控制9/11/20229概述文件的概念文件是軟件機(jī)構(gòu)，軟件資源的管理方式具有符號(hào)名的一組相關(guān)元素的有序序列，是一段程序或數(shù)據(jù)的集合一組賦名的相關(guān)聯(lián)字符流的集合，或者是相關(guān)聯(lián)記錄。而記錄是有意義的信息集合信息項(xiàng)：構(gòu)成文件內(nèi)容的基本單位文件的特性：包括文件說(shuō)明、文件體9/11/2022106.

5、1 文件和文件系統(tǒng) 6.1.1 文件、記錄和數(shù)據(jù)項(xiàng) 文件是數(shù)據(jù)的一種組織形式，而文件管理系統(tǒng)是指文件和對(duì)文件進(jìn)行操縱和管理的軟件集合?；谖募到y(tǒng)的概念而把數(shù)據(jù)的組成分為數(shù)據(jù)項(xiàng)、記錄和文件三級(jí)。9/11/2022116.1 文件和文件系統(tǒng) 6.1.1 文件、記錄和數(shù)據(jù)項(xiàng) 1. 數(shù)據(jù)項(xiàng) 數(shù)據(jù)項(xiàng)可分成以下兩種類(lèi)型： （1）基本數(shù)據(jù)項(xiàng) （2）組合數(shù)據(jù)項(xiàng) 9/11/2022126.1 文件和文件系統(tǒng) 6.1.1 文件、記錄和數(shù)據(jù)項(xiàng) 1. 數(shù)據(jù)項(xiàng) (1) 基本數(shù)據(jù)項(xiàng)。這是用于描述一個(gè)對(duì)象的某種屬性的字符集，是數(shù)據(jù)組織中可以命名的最小邏輯數(shù)據(jù)單位，即原子數(shù)據(jù)，又稱(chēng)為數(shù)據(jù)元素或字段。它的命名往往與其屬性一致

6、。例如，用于描述一個(gè)學(xué)生的基本數(shù)據(jù)項(xiàng)有：學(xué)號(hào)、姓名、年齡、所在班級(jí)等。 9/11/202213 (2) 組合數(shù)據(jù)項(xiàng)。它是由若干個(gè)基本數(shù)據(jù)項(xiàng)組成的，簡(jiǎn)稱(chēng)組項(xiàng)。例如，經(jīng)理便是個(gè)組項(xiàng)，它由正經(jīng)理和副經(jīng)理兩個(gè)基本項(xiàng)組成。又如，工資也是個(gè)組項(xiàng)，它可由基本工資、工齡工資和獎(jiǎng)勵(lì)工資等基本項(xiàng)所組成。 基本數(shù)據(jù)項(xiàng)除了數(shù)據(jù)名外，還應(yīng)有數(shù)據(jù)類(lèi)型。因?yàn)榛卷?xiàng)僅是描述某個(gè)對(duì)象的屬性，根據(jù)屬性的不同，需要用不同的數(shù)據(jù)類(lèi)型來(lái)描述。例如，在描述學(xué)生的學(xué)號(hào)時(shí)，應(yīng)使用整數(shù)；描述學(xué)生的姓名則應(yīng)使用字符串(含漢字)；描述性別時(shí)，可用邏輯變量或漢字?？梢?jiàn)，由數(shù)據(jù)項(xiàng)的名字和類(lèi)型兩者共同定義了一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)的“型”。而表征一個(gè)實(shí)體在數(shù)據(jù)項(xiàng)上的

7、數(shù)據(jù)則稱(chēng)為“值”。例如，學(xué)號(hào)/30211、姓名/王有年、性別/男等。 9/11/202214 2. 記錄 記錄是一組相關(guān)數(shù)據(jù)項(xiàng)的集合，用于描述一個(gè)對(duì)象在某方面的屬性。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)象的哪個(gè)方面。而一個(gè)對(duì)象，由于他所處的環(huán)境不同可把他作為不同的對(duì)象。例如，一個(gè)學(xué)生，當(dāng)把他作為班上的一名學(xué)生時(shí)，對(duì)他的描述應(yīng)使用學(xué)號(hào)、姓名、年齡及所在系班，也可能還包括他所學(xué)過(guò)的課程的名稱(chēng)、成績(jī)等數(shù)據(jù)項(xiàng)。 但若把學(xué)生作為一個(gè)醫(yī)療對(duì)象時(shí)，對(duì)他描述的數(shù)據(jù)項(xiàng)則應(yīng)使用諸如病歷號(hào)、姓名、性別、出生年月、身高、體重、血壓及病史等項(xiàng)。為了能唯一地標(biāo)識(shí)一個(gè)記錄，必須在記錄的各個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)中，確定出一個(gè)項(xiàng)或幾個(gè)

8、項(xiàng)，把它們的集合稱(chēng)為關(guān)鍵字(key)。關(guān)鍵字是能唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)記錄的數(shù)據(jù)項(xiàng)。 9/11/2022153. 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)元素的集合，可分為有結(jié)構(gòu)文件和無(wú)結(jié)構(gòu)文件兩種。在有結(jié)構(gòu)的文件中，文件由若干個(gè)相關(guān)記錄組成；而無(wú)結(jié)構(gòu)文件則被看成是一個(gè)字符流。文件在文件系統(tǒng)中是一個(gè)最大的數(shù)據(jù)單位，它描述了一個(gè)對(duì)象集。例如，可以將一個(gè)班的學(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， 它通常是由一串ASCII碼或(和)漢字構(gòu)成，名字的長(zhǎng)度因系統(tǒng)不同而異。如在有的系統(tǒng)中把名字規(guī)定為8個(gè)字符，而在有的系統(tǒng)中又規(guī)定可用14個(gè)字符。 9/11/202216概述文件是一個(gè)抽象機(jī)制，

9、它提供了一種把信息保存在存儲(chǔ)介質(zhì)上，而且便于以后存取的方法，用戶不必關(guān)心實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)9/11/2022176.1.2 文件類(lèi)型和文件系統(tǒng)模型 1. 文件類(lèi)型 為了方便系統(tǒng)和用戶了解文件的類(lèi)型，在OS中都把文件類(lèi)型作為擴(kuò)展名而綴在文件名的后面，在文件名和擴(kuò)展名之間用“.”號(hào)分開(kāi)。9/11/2022189/11/202219文件命名規(guī)則 有限長(zhǎng)度，數(shù)字和字符，大小寫(xiě)區(qū)分，支持文件擴(kuò)展名（一個(gè)或多個(gè)） 例子：.bak .gif .doc .ppt .hlp .html .mpg .jpg .ps .tex .txt .zip概述各信息項(xiàng)之間具有順序關(guān)系信息項(xiàng)信息項(xiàng).信息項(xiàng).信息項(xiàng)編號(hào)：0 1 i n-1

10、讀寫(xiě)指針9/11/202220概述文件系統(tǒng)的概念是操作系統(tǒng)中統(tǒng)一管理信息資源的一種軟件，管理文件的存儲(chǔ)、檢索、更新，提供安全可靠的共享和保護(hù)手段，并且方便用戶使用。文件系統(tǒng)包含文件管理程序（文件與目錄的集合）和所管理的全部文件是用戶與外存的接口系統(tǒng)軟件為用戶提供統(tǒng)一方法（以數(shù)據(jù)記錄的邏輯單位），訪問(wèn)存儲(chǔ)在物理介質(zhì)上的信息文件系統(tǒng)=文件管理程序（文件和目錄的集合）+它所管理的全部文件9/11/202221概述文件系統(tǒng)的概念文件系統(tǒng)功能用戶角度：實(shí)現(xiàn)“按名存取”系統(tǒng)角度：是對(duì)文件存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)空間進(jìn)行組織、分配、負(fù)責(zé)文件的存儲(chǔ)并對(duì)存入的文件實(shí)施保護(hù)、檢索的一組軟件的集合文件系統(tǒng)具體功能統(tǒng)一管理文件的

11、存儲(chǔ)空間，實(shí)施存儲(chǔ)空間的分配與回收實(shí)現(xiàn)文件的按名存取 名字空間 映射 存儲(chǔ)空間9/11/202222概述實(shí)現(xiàn)文件信息的共享，并提供文件的保護(hù)和保密措施向用戶提供一個(gè)方便使用的接口（提供對(duì)文件系統(tǒng)操作命令，以及提供對(duì)文件的操作命令：信息存取、加工等）系統(tǒng)維護(hù)及向用戶提供有關(guān)信息文件系統(tǒng)的執(zhí)行效率 文件系統(tǒng)在操作系統(tǒng)接口中占的比例最大,用戶使用操作系統(tǒng)的感覺(jué)在很大程度上取決于對(duì)文件系統(tǒng)的使用效果.提供與I/O的統(tǒng)一接口9/11/202223概述文件系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)使用方便，靈活，用戶按名存取安全可靠， 保護(hù)系統(tǒng)和用戶提供保密與共享UNIX文件系統(tǒng)特點(diǎn)分層“倒樹(shù)”型文件系統(tǒng)每一用戶可以是樹(shù)的一個(gè)分支，分支

12、獨(dú)立，可以與別的“葉”重名“樹(shù)根”是所有用戶有用的工具性程序9/11/202224概述文件系統(tǒng)必須解決的問(wèn)題如何有效地分配文件存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)空間提供合適的存取方法命名的沖突和文件的共享9/11/202225概述理想文件系統(tǒng)的特征有效地分配文件存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)空間文件結(jié)構(gòu)和存取的靈活性和多樣性具有對(duì)用戶來(lái)說(shuō)盡可能是透明的機(jī)制盡可能達(dá)到文件存儲(chǔ)裝置的獨(dú)立性存儲(chǔ)在文件中的信息的安全能方便的共享公用的文件有效地實(shí)現(xiàn)各種文件操作的命令9/11/202226文件和文件系統(tǒng)概述文件分類(lèi)文件系統(tǒng)模型文件操作9/11/202227文件分類(lèi)文件分類(lèi)原因文件的分類(lèi)是為了更好地管理和使用，要科學(xué)地分門(mén)別類(lèi)，對(duì)不同的文件進(jìn)行

13、不同的管理。這樣，不僅提高了文件的存取速度，對(duì)文件的共享和保護(hù)也有利一般系統(tǒng)級(jí)與用戶級(jí)要進(jìn)行不同的管理，例如，一個(gè)系統(tǒng)文件工作時(shí)要讀入內(nèi)存，放在內(nèi)存的某一固定區(qū)，有較高的保護(hù)級(jí)別，一般用戶不允許進(jìn)入。而一般用戶的用戶文件是在另外管轄的可用區(qū)有空閑時(shí)才能被調(diào)入指定的內(nèi)存用戶區(qū)9/11/202228文件分類(lèi)按性質(zhì)和用途分類(lèi)系統(tǒng)文件由系統(tǒng)軟件構(gòu)成的文件，只允許用戶通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用或系統(tǒng)提供的專(zhuān)用命今來(lái)執(zhí)行它們，不允許對(duì)其進(jìn)行讀寫(xiě)和修改主要有操作系統(tǒng)核心和各種系統(tǒng)應(yīng)用程序或?qū)嵱霉ぞ叱绦蚝蛿?shù)據(jù)組成例如：,/unix庫(kù)文件文件允許用戶對(duì)其進(jìn)行讀取和執(zhí)行，但不允許對(duì)其進(jìn)行修改主要由各種標(biāo)準(zhǔn)子程序庫(kù)組成例如：C語(yǔ)

14、言、FORTRAN子程序庫(kù)存放在子目錄下 *.LIB,/lib/,/usr/lib/用戶文件是用戶通過(guò)操作系統(tǒng)保存的用戶文件，由文件的所有者或所有者授權(quán)的用戶才能使用主要由用戶的源程序源代碼、可執(zhí)行目標(biāo)程序的文件和用戶數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)等組成例如：*.c,*.for,*.f,*DBF,*.OBJ9/11/202229文件分類(lèi)按操作保護(hù)分類(lèi)只讀文件：只允許文件主及被核準(zhǔn)的用戶去讀文件，而不允許寫(xiě)文件。標(biāo)記為：-r-可讀可寫(xiě)文件：允許文件主及被核準(zhǔn)的用戶去讀和寫(xiě)文件。標(biāo)記為： -rw-可執(zhí)行文件：允許文件主及被核準(zhǔn)的用戶去調(diào)用執(zhí)行該文件而不允許讀和寫(xiě)文件，標(biāo)記為： -x- 各個(gè)操作系統(tǒng)的保護(hù)方法和級(jí)別有所

15、不同DOS操作系統(tǒng)三種保護(hù)：系統(tǒng)、隱藏、可寫(xiě)UNIX或Linux操作系統(tǒng)有九個(gè)級(jí)別的保護(hù)9/11/202230文件分類(lèi)按使用情況分類(lèi)臨時(shí)文件：用于系統(tǒng)在工作過(guò)程中產(chǎn)生的中間文件，一般有暫存的目錄，正常工作情況下，工作完畢會(huì)自動(dòng)刪除，一旦有異常情況往往會(huì)殘留不少臨時(shí)文件永久文件: 指一般受系統(tǒng)管理的各種系統(tǒng)和用戶文件，經(jīng)過(guò)安裝或編輯、編譯生成的文件，存放在軟盤(pán)、硬盤(pán)或光盤(pán)等外存上檔案文件: 系統(tǒng)或一些實(shí)用工具軟件包在工作過(guò)程中記錄在案的文擋資料文件，以便查閱歷史擋案9/11/202231文件分類(lèi)按用戶觀點(diǎn)分類(lèi)普通文件(常規(guī)文件) 是指系統(tǒng)中最一般組織格式的文件，一般是字符流組成的無(wú)結(jié)構(gòu)文件目錄文

16、件是由文件的目錄信息構(gòu)成的特殊文件，操作系統(tǒng)將目錄也做成文件，便于統(tǒng)一管理特殊文件（設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序）在UNIX或Linux操作系統(tǒng)中，所有的輸入輸出外部設(shè)備都被看作特殊文件便于統(tǒng)一管理操作系統(tǒng)會(huì)把對(duì)特殊文件的操作轉(zhuǎn)接指向相應(yīng)的設(shè)備操作，真正的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序不包含在這特殊文件中，而是指向與鏈接到操作系統(tǒng)核心中存放在內(nèi)存高端部分9/11/202232文件分類(lèi)按存取的物理結(jié)構(gòu)分類(lèi)順序（連續(xù)）文件文件中的紀(jì)錄，順序地存儲(chǔ)到連續(xù)的物理盤(pán)塊中，順序文件中所記錄的次序，與它們存儲(chǔ)在物理介質(zhì)上存放的次序是一致的鏈接文件文件中的紀(jì)錄可存儲(chǔ)在并不相鄰接的各個(gè)物理塊中，通過(guò)物理塊中的鏈接指針組成一個(gè)鏈表管理，形成一個(gè)完

17、整的文件,又稱(chēng)指針串連文件或直接存取文件索引文件9/11/2022333. 進(jìn)程控制塊的組織方式 1) 鏈接方式 圖 2-7 PCB鏈接隊(duì)列示意圖 9/11/202234文件分類(lèi)按存取的物理結(jié)構(gòu)分類(lèi)順序（連續(xù)）文件文件中的記錄，順序地存儲(chǔ)到連續(xù)的物理盤(pán)塊中，順序文件中所記錄的次序，與它們存儲(chǔ)在物理介質(zhì)上存放的次序是一致的鏈接文件文件中的記錄可存儲(chǔ)在并不相鄰接的各個(gè)物理塊中，通過(guò)物理塊中的鏈接指針組成一個(gè)鏈表管理，形成一個(gè)完整的文件,又稱(chēng)指針串連文件或直接存取文件索引文件文件中的記錄可存儲(chǔ)在并不相鄰接的各個(gè)物理塊中，記錄和物理塊之間通過(guò)索引表項(xiàng)按關(guān)鍵字存取文件，通過(guò)物理塊中的索引表管理，形成一個(gè)

18、完整的文件9/11/2022352) 索引方式 圖 2-8 按索引方式組織PCB 9/11/202236文件分類(lèi)按文件的邏輯存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)分類(lèi)有結(jié)構(gòu)文件 由若干個(gè)記錄所構(gòu)成的文件，故又稱(chēng)為記錄式文件無(wú)結(jié)構(gòu)文件 這是直接由字符序列所構(gòu)成的文件，故又稱(chēng)為流式文件9/11/202237文件分類(lèi)按文件中的數(shù)據(jù)形式分類(lèi)源文件由源程序和數(shù)據(jù)構(gòu)成的文件一般是由美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)碼（ASCII）、EBCD碼或漢字編碼組成目標(biāo)文件由源程序經(jīng)過(guò)相應(yīng)的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編譯程序編譯，但尚未經(jīng)過(guò)鏈接程序鏈接的目標(biāo)代碼所形成的文件后綴名為“.OBJ”（DOS系統(tǒng)）或“.o”（UNIX或Linux操作系統(tǒng)）9/11/202238文件分類(lèi)

19、UNIX系統(tǒng)的文件分類(lèi)UNIX將文件分為普通文件；目錄文件；特殊文件（設(shè)備文件）三類(lèi)普通文件:包含的是用戶的信息，一般為ASCII或二進(jìn)制文件目錄文件:管理文件系統(tǒng)的系統(tǒng)文件特殊文件: 字符設(shè)備文件：和輸入輸出有關(guān)，用于模仿串行I/O設(shè)備，例如終端，打印機(jī)，網(wǎng)絡(luò)等 塊設(shè)備文件：模仿磁盤(pán)分類(lèi)的目的：對(duì)不同文件進(jìn)行管理,提高系統(tǒng)效率；提高用戶界面友好性9/11/202239文件分類(lèi)文件屬性文件類(lèi)型文件長(zhǎng)度文件的物理位置文件的建立時(shí)間文件屬性反映文件的類(lèi)型、存取控制等UNIX系統(tǒng)中文件屬性： 普通文件 d 目錄文件 p 管道文件 c 字符型設(shè)備文件b 塊設(shè)備文件 9/11/202240文件和文件系統(tǒng)

20、概述文件分類(lèi)文件系統(tǒng)模型文件操作9/11/202241文件系統(tǒng)模型文件系統(tǒng)是操作系統(tǒng)中負(fù)責(zé)管理和存取文件信息的軟件機(jī)構(gòu)，它是由管理文件所需的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的管理軟件以及訪問(wèn)文件的一組操作組成從系統(tǒng)的角度看：文件系統(tǒng)是一個(gè)負(fù)責(zé)文件存儲(chǔ)空間管理的機(jī)構(gòu)從用戶的角度看：文件系統(tǒng)是用戶在計(jì)算機(jī)上存儲(chǔ)信息、使用信息的接口9/11/202242文件系統(tǒng)模型文件系統(tǒng)接口對(duì)對(duì)象操縱和管理的軟件集合對(duì)象及其屬性用戶（程序）文件系統(tǒng)模型9/11/202243文件系統(tǒng)模型文件系統(tǒng)模型對(duì)象及其屬性文件目錄磁盤(pán)(磁帶)存儲(chǔ)空間對(duì)對(duì)象操縱和管理的軟件集合對(duì)文件存儲(chǔ)空間的管理對(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

21、的機(jī)制對(duì)文件讀和寫(xiě)的管理對(duì)文件的共享與保護(hù)等功能文件系統(tǒng)接口命令接口程序接口9/11/2022442. 文件系統(tǒng)模型 圖 6-2 文件系統(tǒng)模型 9/11/202245 1) 對(duì)象及其屬性 文件管理系統(tǒng)管理的對(duì)象有： 文件。在文件系統(tǒng)中有著各種不同類(lèi)型的文件，它們作為文件管理的直接對(duì)象。 目錄。為了方便用戶對(duì)文件的存取和檢索，在文件系統(tǒng)中必須配置目錄。在目錄中除包含文件名外，還包括對(duì)文件屬性的說(shuō)明。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。 磁盤(pán)(磁帶)存儲(chǔ)空間。文件和目錄必定占用存儲(chǔ)空間，對(duì)這部分空間的有效管理，不僅能提高外存的利用率，而且能提高對(duì)文件的存取速度。 9/11/20

22、22462. 文件系統(tǒng)模型 圖 6-2 文件系統(tǒng)模型 9/11/202247 2) 對(duì)對(duì)象操縱和管理的軟件集合 這是文件管理系統(tǒng)的核心部分。文件系統(tǒng)的功能大多是在這一層實(shí)現(xiàn)的，其中包括：(1)對(duì)文件存儲(chǔ)空間的管理；(2)對(duì)文件目錄的管理；(3)用于將文件的邏輯地址轉(zhuǎn)換為物理地址的機(jī)制；(4)對(duì)文件讀和寫(xiě)的管理，以及(5)對(duì)文件的共享與保護(hù)等功能。 在這些功能的實(shí)現(xiàn)中，通常又進(jìn)一步劃分成幾個(gè)層次。其中，有的層次用于的處理物理文件系統(tǒng)而有的層次則是處理邏輯文件系統(tǒng)。 9/11/202248 2) 對(duì)對(duì)象操縱和管理的軟件集合（1）I/O控制層。這是文件系統(tǒng)的最低層，主要由磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序和磁帶驅(qū)動(dòng)程序組

23、成，故該層又稱(chēng)為設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序?qū)?。?qū)動(dòng)程序的主要職責(zé)是I/O操作和對(duì)設(shè)備發(fā)來(lái)的中斷信號(hào)進(jìn)行處理。（2）基本文件系統(tǒng)。又稱(chēng)為物理I/O層。該層用于處理內(nèi)存與磁盤(pán)或磁帶機(jī)系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)塊的交換。（3）基本I/O管理程序。它又稱(chēng)為文件組織模塊。這一層次完成與磁盤(pán)I/O有關(guān)的大量事務(wù)。（4）邏輯文件系統(tǒng)?；疚募到y(tǒng)所處理的數(shù)據(jù)塊的交換，邏輯文件系統(tǒng)所處理的則是文件和記錄相關(guān)操作。 9/11/202249 2) 對(duì)對(duì)象操縱和管理的軟件集合（1）I/O控制層。（2）基本文件系統(tǒng)。（3）基本I/O管理程序。它又稱(chēng)為文件組織模塊。這一層次完成與磁盤(pán)I/O有關(guān)的大量事務(wù)，有： 要選擇文件所在的設(shè)備； 進(jìn)行文件邏輯

24、塊號(hào)到物理塊號(hào)的轉(zhuǎn)換，由于文件的邏輯塊號(hào)總是從1（或0）到n（或n-1），而這些邏輯塊有可離散地分配到不相鄰接的物理塊中，使邏輯塊號(hào)與物理塊號(hào)不一致。 空閑盤(pán)塊的管理。這指對(duì)磁盤(pán)中尚未分配出去的盤(pán)塊的管理； I/O緩沖的指定。每當(dāng)要進(jìn)行I/O之前，還必須為這次I/O指定緩沖區(qū)。（4）邏輯文件系統(tǒng)。9/11/2022502. 文件系統(tǒng)模型 圖 6-2 文件系統(tǒng)模型 9/11/202251 3) 文件系統(tǒng)的接口 為方便用戶使用文件系統(tǒng)，文件系統(tǒng)通常向用戶提供兩種類(lèi)型的接口： (1) 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(pán)終端鍵入命令，取得文件系統(tǒng)的服務(wù)。 (2) 程序接口。這

25、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)。 9/11/202252文件和文件系統(tǒng)概述文件分類(lèi)文件系統(tǒng)模型文件操作9/11/2022536.1.3 文件操作 對(duì)文件的操作可分成兩大類(lèi)： 一類(lèi)是對(duì)文件自身的操作，創(chuàng)建一個(gè)新文件、刪除一個(gè)老文件、拷貝一個(gè)文件、為文件改名等； 另一類(lèi)是對(duì)記錄的操作，檢索一個(gè)文件中的所有記錄、檢索一個(gè)文件中的單個(gè)記錄等。 9/11/2022546.1.3 文件操作 1、對(duì)記錄的操作 這可能是用戶用的最多的一類(lèi)操作。對(duì)記錄的典型操作有以下幾種：（1）檢索所有的記錄。檢索一個(gè)文件中的所有記錄，這種操作主要用于檢索時(shí)需要涉及到文件中所有記錄

26、中的信息情況。（2）檢索單個(gè)記錄。僅檢索一個(gè)文件中的某個(gè)記錄。這種操作主要用于面向事務(wù)處理的應(yīng)用中。（3）插入一個(gè)記錄。將一個(gè)新記錄插入到一個(gè)含有若干個(gè)記錄的文件中的適當(dāng)位置。（4）修改一個(gè)記錄。從文件中檢索到一個(gè)指定記錄后，便可對(duì)其中的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行修改，然后將修改后的記錄在寫(xiě)回文件中。（5）刪除一個(gè)記錄。從已存文件中的刪除一個(gè)記錄。9/11/202255文件操作最基本的文件操作創(chuàng)建文件刪除文件讀文件寫(xiě)文件截?cái)辔募O(shè)置文件的讀/寫(xiě)位置9/11/2022566.1.3 文件操作 2、對(duì)文件的操作（1）創(chuàng)建文件。在創(chuàng)建一個(gè)新文件時(shí)，系統(tǒng)首先要為新文件分配必要的外存空間。并在文件系統(tǒng)的目標(biāo)中

27、，為之建立一個(gè)目錄項(xiàng)。目錄項(xiàng)中應(yīng)記錄新文件的文件名及其在外存的地址等屬性。（2）刪除文件。（3）讀文件。（4）寫(xiě)文件。（5）截?cái)辔募＃?）設(shè)置文件的讀/寫(xiě)位置。9/11/2022576.1.3 文件操作 2、對(duì)文件的操作（1）創(chuàng)建文件。（2）刪除文件：當(dāng)已不在需要某文件時(shí)，可將它從文件系統(tǒng)中刪除。在刪除時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)先從目錄中找到要?jiǎng)h除的文件的目錄項(xiàng)，然后回收該文件所占的存儲(chǔ)空間。（3）讀文件。（4）寫(xiě)文件。（5）截?cái)辔募?。?）設(shè)置文件的讀/寫(xiě)位置。9/11/2022586.1.3 文件操作 2、對(duì)文件的操作（1）創(chuàng)建文件。（2）刪除文件。（3）讀文件：在讀一個(gè)文件時(shí)，須在系統(tǒng)調(diào)用中給出文件名和文件被讀入的內(nèi)存目標(biāo)地址，此時(shí)，系統(tǒng)同樣要查找目錄，找到指定文件的目錄項(xiàng)，從而得到讀文件在外存的位置。在目錄項(xiàng)中，還有一指針用于對(duì)文件的讀寫(xiě)。（4）寫(xiě)文件。（5）截?cái)辔募?。?）設(shè)置文件的讀/寫(xiě)位置。9/11/2022596.1.3 文件操作 2、對(duì)文件的操作（1）創(chuàng)建文件。（2）刪除文件。（3）讀文件。（4）寫(xiě)文件：在寫(xiě)一個(gè)文件時(shí)，須在系統(tǒng)調(diào)用中給出文件名和文件在內(nèi)存的源地址，此時(shí)，系統(tǒng)同樣要查找目錄，找到指定文件的目錄項(xiàng)，再利用目錄中的寫(xiě)指針進(jìn)行寫(xiě)。（5