第2章.文件和文件系統(tǒng)

第2章文件系統(tǒng)管理山東交通學院沈祥玖中國水利水電出版社第2章文件系統(tǒng)管理中央處理機、內(nèi)存儲器以各種輸入輸出設備是計算機系統(tǒng)的硬件資源。然而，一個現(xiàn)代計算機系統(tǒng)還應具備另一類重要資源，即所謂軟件資源。它主要包括各種系統(tǒng)程序（如匯編程序、編輯程序、各種語言的編譯程序或解釋程序、裝配程序等）、各種標準子程序以及大量的應用程序等。這些軟件資源都是一些具有一定邏輯意義的相關聯(lián)的信息（程序和數(shù)據(jù)）的集合。從管理的角度把它們看成是一一個個文件，并把它們保存在某種存儲介質上。對系統(tǒng)中軟件資源的管理形成了操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)。

操作系統(tǒng)本身也是一個重要的軟件資源，而且往往是一個龐大的資源，占用幾十KB甚至幾千KB的存儲量。因此，它們不能全部常駐內(nèi)存，必須留出較大的內(nèi)存空間給用戶作業(yè)。所以相當大的一部分操作系統(tǒng)程序存放在能直接存取的磁盤存儲器上，需要用到某部分功能時，才把相應的一種程序裝入內(nèi)存。為便于管理和裝入，操作系統(tǒng)的這些程序也是以文件形式存儲的。由此可見，操作系統(tǒng)本身也要求具備文件管理的功能。文件系統(tǒng)是現(xiàn)代操作系統(tǒng)中不可缺少的組成部分。本章將介紹文件、文件系統(tǒng)、文件的存儲、檢索、使用、共享和保護等問題。2.1.1文件和文件系統(tǒng)2.1.2文件的分類2.1.1文件和文件系統(tǒng)

文件是一個具有符號名的一組相關聯(lián)元素的有序集合。通俗地說，文件表示程序和數(shù)據(jù)。文件可以是無格式的或具有嚴格格式的。一個文件通常由若干個稱為邏輯記錄的較小單位組成。記錄是一個有意義的信息集合，它是對文件進行存取操作的基本單位。一個文件的諸記錄可以是等長的也可以是不等長的。最簡章的情況下，記錄就是1個字符或是1個字節(jié)的整數(shù)?？傊?，文件元素是一個可編址的最小信息單位，其意義由用戶或文件的創(chuàng)建者定義。文件必須有文件名。例如，一個程序給予命名后就成為一個文件。它經(jīng)過編譯、裝配后得到的目標程序，被賦予一新的符號名又成為一個新的文件。文件應保存在一種存儲介質上，例如卡片、紙帶、磁帶、磁鼓、磁盤、光盤，甚至內(nèi)存。

為了方便用戶使用軟件資源，現(xiàn)代計算機操作系統(tǒng)提供了管理文件的軟件機構，即文件系統(tǒng)。文件系統(tǒng)既包括操作系統(tǒng)中用于文件管理的那一部分程序，也包括運行這些程序所需的各種數(shù)據(jù)結構。從用戶使用角度來看，文件系統(tǒng)主要是實現(xiàn)對文件的“按名存取”。當用戶要求系統(tǒng)保存一個已命名的文件時，文件系統(tǒng)按照一定的格式把此文件存放到文件存儲器的適當?shù)胤?。用戶需要時，系統(tǒng)根據(jù)用戶提供的文件名，又能夠從文件存儲器中找出所需要的文件或文件的某些信息。如果將此稱為文件系統(tǒng)的外特性的話。那么文件系統(tǒng)應具有如下特點：(1)

使用簡單方便。用戶不必考慮文件在文件存儲器中是如何分配的也不必考慮文件存放的物理位置，用戶只要知道文件名和諸如訪問權限等文件特征信息，就可使用文件。存取文件的所有物理操作均由文件系統(tǒng)解決。(2)

文件共享。為了節(jié)省文件存儲空間，更為了多個用戶共同完成對某一文件的操作，文件系統(tǒng)應提供文件共享功能。并且，文件系統(tǒng)對多個用戶要求同時使用一個文件的情況，應提供并發(fā)控制功能，以免造成錯誤。(3)

安全可靠。文件系統(tǒng)應提供各種安全保護措施，防止文件信息受到有意或無意的破壞。例如，有些文件可規(guī)定為“只讀不寫”。如有人企圖修改它，文件系統(tǒng)通過存取控制驗證后拒絕執(zhí)行。另外，用戶可以規(guī)定他的文件只能被他自己和幾個被授權的用戶使用。若事先未獲準的用戶要使用此文件，則文件系統(tǒng)將認為是非法的而對其拒絕。從系統(tǒng)管理角度來看，文件系統(tǒng)主要是實現(xiàn)文件存儲空間的組織、分配以及文件的存儲、檢索、共享、保護等管理。如果將此為文件系統(tǒng)的內(nèi)特性的話，那么文件系統(tǒng)應解決下列主要問題：文件的結構及有關的存取方法、文件的目錄結構和目錄檢索、文件存儲空間的管理、文件的共享、存取控制和系統(tǒng)的可靠性。

2.1.2文件的分類

為了有效、方便地組織和管理文件，常按照某種觀點對文件進行分類。常用的分類法有下述幾種：

1．

按文件性質和用途來分(1)

系統(tǒng)文件—有關操作系統(tǒng)及其他系統(tǒng)程序的信息所組成的文件。這類文件用戶不能直接調用，只能通過操作系統(tǒng)調用為用戶服務；(2)

庫文件—由標準子程序及常用的實用程序等組成的文件。這類文件允許用戶調用，但不允許用戶修改；(3)

用戶文件—由用戶委托系統(tǒng)保存的文件。如源程序、目標程序、原始數(shù)據(jù)、計算結果等組成的文件，這類文件只能由被授權者（包括文件主）進行適當?shù)淖x/寫或執(zhí)行操作.2.按文件的邏輯結構來分（1）記錄式有結構文件；（2）無結構文件。

3.按文件的物理結構來分

（1）連續(xù)文件；

（2）串聯(lián)文件；（3）索引文件；

4.按文件存取方式來分

（1）順序存取的文件；

（2）隨機存取的文件；

（3）直接存取的文件；

（4）按關鍵字存取的文件；

5.按文件的保護級別來分

（1）只讀文件；（2）讀寫文件；

（3）可執(zhí)行文件；（4）不保護文件。

以上從文件的屬性、邏輯結構、物理結構、存取方式、操作保護等不同角度來看待一個文件，反映出文件的特征。還有其他的文件分類法，如按文件保護時間長短，分為臨時文件、永久文件和檔案文件；按文件信息的流向，分為輸入文件、輸出文件和輸入輸出文件等等。不再一一列舉。2.2文件的結構及存取方法

文件結構是指文件的組織形式

研究文件結構有兩種觀點：一種是從用戶（或使用）的觀點來進行研究。它研究的是用戶思維中的抽象文件，也叫邏輯文件。其目的是為用戶提供一種結構清晰、使用簡便的邏輯組織。用戶按此存儲、檢索和加工處理有關文件信息。另一種是從系統(tǒng)（或實現(xiàn)）的觀點來進行研究。它研究的是存儲在物理設備介質上實際文件，即物理文件。其目的是選擇一些性能良好，設備利用率高的物理文件結構。系統(tǒng)按此和外部設備打交道，控制信息的傳輸。文件系統(tǒng)的主要任務之一，就是在邏輯文件結構與相應的物理文件結構之間建立映像關系，實現(xiàn)二者之間的轉換。這樣，物理的文件結構對用戶將是透明的，方便用戶對文件的存取。文件存取方法是由文件的性質和用戶使用文件的情況來決定的，不僅要考慮到文件的邏輯結構，而且要考慮到文件的物理結構。

2.2.1文件的邏輯結構2.2.2文件的物理結構2.2.3文件的存取方法2.2.4文件存儲空間管理2.2.1文件的邏輯結構

由前所述,所謂文件的邏輯結構就是指呈現(xiàn)在用戶面前的文件結構。文件的邏輯結構通常分為兩種：記錄式有結構文件和無結構的流式文件。記錄式文件是記錄的集合，組成它的記錄按次序編號為record0,record1,…recordn。這種記錄稱為邏輯記錄，記錄可以是等長的，也可以是變長的。流式文件是相關信息的有序集合，或者說是有一定意義的字符流。記錄式文件在某些系統(tǒng)中，特別是在數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中使用很方便。但是對于進行文本處理的系統(tǒng)，如源程序文件、中間代碼文本、編輯程序，記錄結構并不是必須的，因為這些文件本來就是順序的字符流或字節(jié)序列，沒有必要把它們硬化分為記錄。

UNIX系統(tǒng)采用的是流式文件結構。順便指出，一些慢速字符設備也可被看作是一個“文件”。這是因為，在這些設備上傳輸?shù)男畔⑹且唤M順序出現(xiàn)的字符序列。嚴格地講，是把這些字符設備傳輸?shù)男畔⒖闯墒且粋€流式文件。正因為如此，按照文件組織和處理方式，UNIX將文件分成普通文件，目錄文件和特殊文件。其中，特殊文件即指字符設備。2.2.2文件的物理結構

文件的物理結構是指文件在外存儲器上如何存放以及與文件邏輯結構的關系。它對文件的存取方法有較大的影響。為了有效地利用外存儲器的存儲空間和便于對文件信息進行處理，通常把文件的存儲空間劃分成若干個物理塊，并以物理塊作為分配和傳送信息的單位。塊長一般是固定的，例如8英寸軟盤常以128Ｂ為一塊，硬磁盤或磁帶常以512或1024Ｂ為一塊。在記錄式文件中，允許一塊中存放一個或幾個記錄，也可以一個記錄占用幾塊。與邏輯文件、文件的邏輯記錄相對應，常把外存儲器上的文件稱為物理文件，把物理塊中的信息稱為物理記錄。磁盤結構下面介紹幾種常用的文件物理結構。（1）連續(xù)文件這是一種最簡單的物理文件結構，一個在邏輯上是連續(xù)的文件信息被存放到連續(xù)的物理塊中。例如，文件A，其長度為2KB，若物理塊的長度為512Ｂ，則需占4塊，它們分別被分配到0，1，2，3四個相鄰的物理中。如圖2.5所示。文件目錄物理塊號0文件長度4文件A說明01234圖2.1連續(xù)文件結構

連續(xù)文件的優(yōu)點是簡單，一旦知道文件存儲的起始塊號和文件長度，就能很快進行存取，速度較快。

缺點是文件的長度不能動態(tài)增加，因為文件的末尾之后可能已分配給別的文件了。另外，文件的最后一個物理塊不一定正好用滿，出現(xiàn)了不能利用的存儲空間“零頭”。連續(xù)文件物理結構常用于長度已固定的系統(tǒng)文件。（2）串聯(lián)文串聯(lián)文件的物理塊是不連續(xù)的，也不必是順序排列的，在每個物理塊的尾部設置了一個指針或稱連接字，指向下一個物理塊。它的第1個物理塊由文件說明項中指出，最末一個物理塊的連接指針為－1，表示文件存儲結束。這種物理結構的文件也常稱為連接文件。如圖2.2所示。文件A說明文件目錄物理塊號1010151537372525-1

圖2.2串聯(lián)文件結構

串聯(lián)結構的優(yōu)點是文件可以動態(tài)增長，不要求連續(xù)分配，調整連接指針很容易插入或刪除一個記錄。

缺點是一般只適宜順序存取而不適宜隨機存取，為了得到后面塊信息，必須從頭開始讀取前面所有的塊，才得到后面的塊的物理地址。(3)索引文件索引文件結構是實現(xiàn)不連續(xù)分配的另一種方案。這種結構要求為每個文件建立一張索引表，每一表目指出文件記錄所在的物理塊號，索引表位置則由文件說明項指出。圖2.3給出了索引文件結構的示意圖。1015

3725文件目錄表指針10153725

圖2.3索引文件結構

2.2.3文件的存取方法

通常,根據(jù)存取的順序關系，將文件存取方法分成兩類：順序存取和隨機存取。在記錄式文件中，順序存取是嚴格按記錄的邏輯排列次序存取每個記錄。如果當前取記錄Ri，則下次要讀取記錄自動確定為Ri+1?？梢哉J為,在文件存取過程中總有一個位置指針指向欲讀取的記錄，每讀取一個記錄之后，該指針自動增加一個記錄長度指向下一個記錄。隨機存取時必須方法允許存取文件中的任一個記錄，而不管上次存取了哪一各記錄。因此，隨機存取是必須給出記錄號，或者先移動文件讀寫指針指向欲存取的記錄。

在無結構的流式文件中，順序存取和隨機存取都有類似上述的情況，只不過每次存取之前必須指明要讀/寫的字符（或字節(jié)）數(shù)目。順序存取時，每次讀寫完畢，位置指針自動地加上讀/寫信息的長度，然后由此指針開始讀/寫下一段文件信息。除了這兩種最常用的存取方法之外，還有一些其他的存取方法。例如，在數(shù)據(jù)系統(tǒng)中，可根據(jù)記錄中的某個記錄項的內(nèi)容（通常稱為鍵或關鍵字）來編址，從而通過一個或多個鍵，而不是根據(jù)記錄的編號或地址來存取一個記錄。這種方法稱為“按鍵存取”。文件存取方法密切地依賴于文件的物理結構和文件存儲設備的特性。目前，文件存儲設備主要是磁帶和磁盤。關。但實際是，磁盤讀寫之前，磁頭要移到指定磁道，指定扇區(qū)要旋轉到磁頭之下，這些時間或多少都與讀寫之前的磁頭的當前位置有關。只是相對于磁帶來說，磁盤上找到所需記錄位置的時間是很短的，大體上也是相同的。軟磁盤價格便宜，便于裝卸和攜帶，主要作為微型機的文件存儲器，也可作為脫機存檔設備。硬磁盤容量大、速度快，是大、中、小型機和高檔微型機的主要文件存儲器。文件的物理結構與設備特性、存取方法之間的關系概括于表2.1中

存儲設備

磁盤

磁帶

文件結構

連續(xù)

串聯(lián)

索引

連續(xù)

存取方法

順序、隨機

順序

順序、隨機

順序

表2.1存儲設備、文件結構和存取方法之間的關系

2.2.4文件存儲空間管理

文件系統(tǒng)的任務之一，是要掌握文件存儲器的空閑空間情況，以便及時分配給申請者。這如同旅店經(jīng)理及時掌握旅店空閑的情況，以便隨時接待旅客，高效地周轉客房?？臻e空間的管理，一般有如下三種辦法。（1）空閑塊映象圖將文件存儲器上的所有空閑塊，按索引文件的方式組織，將此索引表稱為空閑塊登記表或稱空閑映象圖。當為文件分配存儲空間時，就從索引表中照出空閑的塊號予以分配，并將塊號從索引表中刪除掉。當刪除文件釋放文件存儲空間時，每會收一塊，就在索引表有關一欄中填入新的空閑號。這種管理方式簡單，但此空閑塊登記表要占用較大存儲空間。1．（2）

空閑塊鏈將文件存儲空閑空間按串聯(lián)文件的方式組織，形成一個空閑塊鏈。當需要分配空閑塊時，則從空閑塊鏈的鏈首摘取所需的若干塊，鏈首指針相應后移。當刪除文件釋放文件存儲塊時，則把這些塊掛接到空閑塊的鏈尾上。

UNIX操作系統(tǒng)對空閑文件存儲塊的管理采用空閑塊鏈和空閑塊映象圖相結合的方法，即組鏈方式。它以50個空閑塊為一組，每組中各塊的塊號登記在這一組的第1個空閑塊內(nèi)。同時各組的第一個空閑塊又構成鏈表隊列。第一組的塊數(shù)可能不足50個，它的組內(nèi)塊數(shù)和各塊號登記在本文件的專用塊內(nèi)。系統(tǒng)初啟時，專用塊復制到內(nèi)存。申請一空閑塊時，首先分配專用塊中登記空閑塊，全部分配完，再摘取空閑塊組鏈中的下一組，其塊號復制到內(nèi)存后再分配。（3）

位示圖位示圖亦盤圖之稱，用它來反映磁盤文件存儲器中存儲塊的使用情況。這是由若干字節(jié)組成的一張表，每一位對應一個物理塊。每位為“0”或“1”分別表示對應的物理塊是空閑或已分配。如圖2.5所示。一般位示圖放于內(nèi)存，對文件存儲塊的分配和釋放，通過對相應位置

“1”或置“0”即可，操作速度較快。位示圖在許多操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)中都有應用，如CP/M,PDP-11的DOS,NOVA機的RDOS等。

位字節(jié)012345670110011011001110102……

圖2.4位示圖

2.3文件目錄

編目管理各種信息是日常生活中屢見不鮮的。最為人們所熟悉的是圖書館的藏書要編目，以便于圖書的管理和借閱。就是一本書也要有篇、章、節(jié)的目錄以便于閱讀。計算機系統(tǒng)中的文件同樣需要編目，以便于“按名存取”文件。文件系統(tǒng)的基本功能之一就是負責編排、維護和檢索文件目錄。下面先介紹幾種常用的文件目錄結構，再介紹有關文件檢索的基本操作方式。2.3.1單級和二級目錄2.3.2無2.3.3文件目錄檢索2.3.1單級和二級目錄

文件系統(tǒng)要實現(xiàn)對文件的“按名存取”，關鍵是要使文件符號名與文件的物理地址建立聯(lián)系。系統(tǒng)中的每個文件至少都應有一個目錄項。每個目錄項起碼要包含有文件的符號名和文件在存儲介質上的物理地址信息。另外，還包含有關文件的結構信息、存取控制信息以及管理信息等內(nèi)容。例如，文件的邏輯結構——記錄文件還是流式文件，記錄是定長還是變長，記錄長度，記錄數(shù)；文件的物理結構——連續(xù)文件、串聯(lián)文件或索引文件；文件主及其他用戶的存取權限、文件保密字或口令、存取方法等；文件建立日期、文件最近修改的時間、文件保留的要求時間；記帳信息等等。系統(tǒng)不同，管理要求不同，文件目錄項的內(nèi)容也不盡相同。但一般而言，文件目錄至少包括文件名、文件在文件存儲器中的位置和文件屬性三種信息。文件目錄有單級目錄、二級目錄和多級目錄之分。先介紹前面兩種簡單結構。1．單級目錄最簡單的文件目錄結構就是在系統(tǒng)中建立一張線性表，每個文件在表中占一項。目錄表存于文件存儲介質的固定區(qū)域上，系統(tǒng)初啟時或需要時調人內(nèi)存，通過它進行文件的建立、檢索和刪除操作，當用戶要求存取某個文件時，系統(tǒng)即可順序查找這個目錄表，找到文件名相符項即停止查找。通過訪問權限驗證后，就可根據(jù)目錄項中給出的文件物理地址對文件實施存取操作。建立文件時，只要在目錄表中申請一個空閑項，并填入文件名及有關信息即可。刪除文件時，只要把相應目錄項標記為空閑項。這中單級目錄結構雖然簡單，但不允許文件重名，這就要求用戶每建立一個文件時都必須考慮到系統(tǒng)現(xiàn)已使用的所有文件名，顯然是很不方便。另外，當系統(tǒng)中的文件較多時，查找目錄的時間就較長，因此，這種目錄結構只在低檔微機上的操作系統(tǒng)中使用，比如CP/M操作系統(tǒng)。單級目錄2．二級目錄解決允許文件重名的一個辦法是采用二級目錄結構，即把系統(tǒng)中的目錄分成一個主目錄表和多個次目錄表。在用戶系統(tǒng)中，一般是每個用戶擁有一個屬于自己的次目錄表UFD，由主目錄表MFD的目錄項說明各UFD的名稱、大小及物理位置。當用戶要存取一個文件時，他不僅要提供文件名，而且要提供用戶名，即文件所在的次目錄表名。當建立文件時，系統(tǒng)先查找主目錄表，若主目錄表中無相應用戶名，則在MFD中申請一個空閑項，然后再分配存放次目錄表的空間，新建立的文件目錄再登記在其中。如果MFD中有些用戶項，則直接在相應次目錄表中申請一個空閑項，并登記上新建的文件。當刪除文件時，系統(tǒng)要在次目錄表中刪去相應目錄項，若此次目錄表全邊為空閑項時才刪除MFD中相應用戶名項。這種結構解決了文件重名問題。3.多級目錄

為了更清楚反映系統(tǒng)中眾多文件的不同用途，也為了更方便查找文件，可把二級目錄的層次關系加以推廣，而形成多級目錄．在這種多級目錄結構中，每一級目錄中的目錄項可以描述一個文件，也可以描述另一個目錄，從而形成層次結構．多級，目錄結構目錄結構通常采用樹形結構，圖２.5給出的是Windows系統(tǒng)的樹形目錄結構．多級目錄

Windows系統(tǒng)的樹形目錄結構中，指定一個文件要由根目錄至該文件的通路上所以目錄名，以及該文件的名字按順序組成的路徑名來說明，這些名字之間“\”符分開，根目錄也用“\”表示．比如，文件doc1的路徑名是c:\root\usr\usr2\usr21\doc1（1）

不同目錄下的文件可以重名，可以實現(xiàn)不同用戶共享同一文件因為多級目錄是二級目錄的擴充，此優(yōu)點是不言而喻的。（2）可以貼切地反映系統(tǒng)內(nèi)文件的分類情況。例如，\fox目錄下面是foxbase的有關文件，\f77下面是最常用的fortran77語言等等；\usr下是各用戶自己建立的目錄；等等。顯然，這樣分類、分層建立目錄，便于用戶查找和使用。（3）利用層次結構關系，便于制定保護文件的存取權限，有利于文件的保密。樹型目錄結構的主要缺點是，查找文件時要逐層搜索，影響速度。

圖２.5Windows系統(tǒng)的樹形目錄結構

2.3.3文件目錄檢索

“按名存取”文件就是系統(tǒng)根據(jù)用戶提供的文件路徑名來搜索各級目錄，最后找到該文件的目錄項，從而確定文件在文件存儲器中的位置。查找的方法很多，這些方法在方便性、速度、算法及實現(xiàn)上有較大的差別，這里只簡要介紹常用的順序查找法。對于采用單級目錄結構的文件系統(tǒng)，順序查找只要以文件名為關鍵字，依次和目錄表中各目錄項的名字字段相比較，符合的目錄項即為所求。對于二級目錄結構的順序查找，顯然依據(jù)用戶提供的用戶名\文件名要先在主目錄表中找到該用戶名的次目錄表（位置），再在次目錄表查找相符的文件，即要進行兩次搜索。對于采用樹形多級目錄結構的文件系統(tǒng)，順序查找法要依據(jù)用戶提供的文件路徑名，從根目錄開始，依次以路徑名中提供的各目錄名，逐層搜索各目錄表，最后找到相符文件名的目錄項。在Windows系統(tǒng)中，把各級目錄表專門列為一類文件，即目錄文件。目錄文件在文件系統(tǒng)的層次結構中處于根目錄和普通文件之間，起著承上啟下的作用，從而使整個樹形層次結構得以一層一層地建立起來。下面以c:\root\usr\usr2\usr21\doc1為例，參照圖2.6，來具體說明樹形目錄結構中的順序查找過程：（1）從文件存儲器特定位置開始，或由系統(tǒng)一個專門指針rootdir指向的位置開始，取得根目錄文件的長度和物理塊號。將第一塊內(nèi)容讀到內(nèi)存緩沖區(qū)，用子目錄名USR與緩沖區(qū)中各子目錄項的名字字段比較,如都不相符,再讀第二塊,繼續(xù)比較,直到找到相符項。

(2)查到相符名字的子目錄項后,根據(jù)目錄項登記的USR目錄文件長度和物理塊號,將USR目錄文件入內(nèi)存緩沖區(qū),用子目錄名USE2與緩沖區(qū)中各子目錄項的名字字段相比較.同上所述,直到找到USE2子目錄項.(3)由查到的USE2子目錄項,同前所述,讀USE2目錄文件,找其中的USE21子目錄項.圖２.6Windows系統(tǒng)的文件檢索

2.4文件的使用

以上各節(jié)介紹了文件的組織結構、文件存儲空間管理、文件的存取方法和文件的目錄結構等內(nèi)容，主要目標是實現(xiàn)文件的“按名存取”。本節(jié)則從用戶使用文件的角度來討論文件系統(tǒng)，主要討論實現(xiàn)文件的共享和保護、保密等問題。2.4.1

文件操作的系統(tǒng)調用2.4.2文件共享、保護和保密2.4.1文件操作的系統(tǒng)調用

用戶把自己的程序、數(shù)據(jù)以文件形式交給文件系統(tǒng)，保存在外存儲器中，以后用戶可隨時使用該文件。一個文件系統(tǒng)要向用戶提供若干條系統(tǒng)調用（或稱廣義指令）來支持用戶在程序中方便地使用文件。一般，至少要能提供下述6種系統(tǒng)調用：建立文件、打開文件、讀文件、寫文件、關閉文件和撤消文件。1.建立文件格式:creat(文件名，文件屬性，設備號)

當用戶需要把一批信息作為一個文件保存于文件存儲器（例如磁盤）上時，他要發(fā)出此系統(tǒng)調用，先建立文件。系統(tǒng)響用這個請求。所要完成的主要任務是，向文件系統(tǒng)在指定的設備上申請一個空閑目錄項，然后把指定的文件名以及用戶對新文件的屬性要求、建立的日期等信息填入此目錄項的有關字段中。如果無空閑目錄，則系統(tǒng)給出目錄區(qū)已滿的出錯信息。一般不允許新建文件的文件名與同一目錄區(qū)中的原有文件重名；否則，有的系統(tǒng)會以出錯返回，有的系統(tǒng)會將原有文件的長度截斷為零。

2.

寫文件格式：write(文件名,address,n)

此系統(tǒng)調用的任務是把內(nèi)存中由address地址開始的n個字節(jié)或n個記錄的信息寫到由文件名指定的文件中去。有的系統(tǒng)寫文件不在使用文件名而以文件描述符或文件句柄替代。

3．

讀文件格式：read(文件名,address,n)

此系統(tǒng)調用的任務是讀取指定文件的n個字節(jié)或n個記錄，寫入到address地址開始的內(nèi)存區(qū)域中。同樣，讀文件時有的系統(tǒng)已不在使用文件名，而是以一個號碼，即文件描述符或文件句柄替代之。

4．

關閉文件格式：close(文件名)

文件使用完畢，就應該執(zhí)行close系統(tǒng)調用把它關閉。關閉文件的主要任務是撤消該文件在打開文件表中的相應表目。若在2.4.2文件共享、保護和保密

文件共享是指不同的用戶或進程共同使用一個文件。文件保護是指防止文件主或其他用戶非法操作對文件可能造成的破壞。文件的保密是指不允許未經(jīng)文件主授權的用戶去讀文件主的文件。這三個問題是密切相關的，都涉及到每個用戶對每個文件的使用權限。1.文件共享文件共享是不同用戶或不同進程為了共同完成某一任務所必須的，而且還可以節(jié)省大量的外存空間，減少由于文件復制而增加的訪問外存次數(shù)。借助文件共享手段，只需要文件的一個外存原本，一個內(nèi)存副本，對不同的用戶可分配不同的存取權限，然后對內(nèi)存副本進行權限之內(nèi)的存取操作即可。文件共享的形式較多，實現(xiàn)手段也有所差異，但基本思想都是以某種途徑使各用戶（或各進程）都能取到共享文件在外存中的物理地址，從而對同一文件實施存取操作。UNIX系統(tǒng)中，把文件共享分成靜態(tài)共享和動態(tài)共享兩類。

所謂靜態(tài)共享，是指在文件目錄一級上實現(xiàn)連接。不同用戶下的兩個文件目錄項（文件可以同名或不同名）中的文件物理地址字段同一內(nèi)容，即都指向Editor文件位置。實現(xiàn)這種文件目錄級的連接，對UNIX系統(tǒng)來說特別方便，因為它的文件目錄項只有文件名和I節(jié)點號兩個字段，只要使不同文件目錄項中的I節(jié)點號為同一即可。UNIX專為此提供了文件連接的系統(tǒng)調用：link（原文件名字符串指針，新文件名字符串指針）和解除連接的系統(tǒng)調用：unlink(文件名字符串指針)。Link系統(tǒng)調用完成的主要任務是，把原有的文件目錄項中的I節(jié)點號寫入到新建文件目錄項中，并將此I節(jié)點數(shù)據(jù)塊中的連接計數(shù)I-nlink加“1”。由于連接是在文件目錄一級上實現(xiàn)的，只要不解除連接，這種共享關系就一直存在下去，與系統(tǒng)是否使用這一文件無關，因此稱為靜態(tài)共享。這種靜態(tài)共享使共享者對文件享受的權力與文件主是一樣的，因此也稱為無限制共享。所謂動態(tài)共享，是指文件共享關系是在文件打開時才建立的，即系統(tǒng)中不同的用戶或進程打開的是同一文件，某個進程關閉了這個文件則它不再參與這個文件的共享。在UNIX系統(tǒng)中，共享同一個文件各進程，在其各個PCB中的用戶打開文件

用

戶

存

取

權

Wang

Lee

Zhang

……文件A.cRWEEE

B.ForRW//

C.pasR/RWE

…

表2.2文件存取矩陣示意

當用戶和文件很多時，存取控制矩陣將很大，從而內(nèi)存空間和矩陣掃描時間開銷都很大。另一種方法是采用存取控制表ACL，它以文件為單位，只列出可使用該文件的用戶名及其存取權限，如表2.3所示。這樣，一些空項不在被列入，表的規(guī)模變得更緊湊，而且一個文件的ACL信息可以存放在該文件的目錄項。參見表2.3。

文

件

名

用

戶

名

存

取

權

A.cWangRWELeeEZhangEB.ForWangRW

C.pasWangRZhangRWE表2.3存取控制表

2.5windowsserver2008文件系統(tǒng)

沒有哪種操作系統(tǒng)象windowsserver2008一樣，可以提供幾種可選用的文件系統(tǒng)。windowsserver2008除了兼容DOSFAT（文件分配表，F(xiàn)ileAllocationTable）文件系統(tǒng)和OS/2的HPFS（HighPerformanceFileSystem,高性能文件系統(tǒng)）文件系統(tǒng)外，它還支持FAT的高級版本以及NTFS（NTFileSystem,NT文件系統(tǒng)）文件系統(tǒng)，而且NTFS提供了比以前文件系統(tǒng)更好的性能，更高的安全性和可靠性。

windows2008是Windows2003的升級版本，包括windows2008Profession和windows2008Server兩個版本。其Server版本繼承了Windows2008的所有服務器管理特性，增加并改進了一些網(wǎng)絡服務，因而成為當前最流行的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)之一。

windowsserver2008是一種64位網(wǎng)絡操作系統(tǒng)，是面向分布式圖形應用程序的完整的平臺系統(tǒng)。windowsserver2008具有工作站和小型網(wǎng)絡操作系統(tǒng)具有的所有功能。主要包括：文件及文件管理系統(tǒng)、具有優(yōu)先級的多任務/多線程環(huán)境、支持對稱的多機處理系統(tǒng)、擁有兼容于分布計算的環(huán)境。由于WindowsNT具有良好的用戶界面，并且操作方便，所以世界各著名軟硬件生產(chǎn)廠商都宣布支持windowsserver2008。文件是整個計算機系統(tǒng)最重要的一部分，在windowsserver2008操作系統(tǒng)中，文件結構可以分為文件和文件夾。利用windowsserver2008強大的文件管理功能以及NTFS文件系統(tǒng)所提供的安全性能，用戶可以十分方便地在計算機或者網(wǎng)絡上處理、使用、組織、共享和保護文件及文件夾。2.5.1FAT文件系統(tǒng)2.5.2NTFS文件系統(tǒng)2.5.3管理文件與文件夾的訪問許可2.5.1FAT文件系統(tǒng)

運行Windows2000Server的計算機的磁盤分區(qū)可以使用三種類型的文件系統(tǒng)：FAT、FAT32和NTFS。下面將對FAT(包括FAT和FAT32)和NTFS這兩類文件系統(tǒng)進行比較，以使用戶了解NTFS的諸多優(yōu)點和特性。

FAT（FileAllocationTable）指的是文件分配表，包括FAT和FAT32兩種。FAT是一種適合小卷集、對系統(tǒng)安全性要求不高、需要雙重引導的用戶應選擇使用的文件系統(tǒng)。FAT16是用戶早期使用的DOS、Windows95使用的文件系統(tǒng)，現(xiàn)在常用的Windows98/2000/XP等系統(tǒng)均支持FAT16文件系統(tǒng)。它最大可以管理2GB的分區(qū)，但每個分區(qū)最多只能有65525個簇（簇是磁盤空間的配置單位）。隨著硬盤或分區(qū)容量的增大，每個簇所占的空間將越來越大，從而導致硬盤空間的浪費。

FAT32是FAT16的增強版，隨著大容量硬盤的出現(xiàn)，從Windows98開始流行，它可以支持大到2TB（2048G）的分區(qū)。FAT32使用的簇比FAT16小，從而有效地節(jié)約了硬盤空間。FAT文件系統(tǒng)是一種最初用于小型磁盤和簡單文件夾結構的簡單文件系統(tǒng)，它的主要特點是向后兼容，最大的優(yōu)點就在它適用于所有的windows操作系統(tǒng)。另外，F(xiàn)AT文件系統(tǒng)在容量較小的卷上使用比較好，因為FAT啟動只使用非常少的開銷。FAT在容量低于512MB的卷上工作時最好，當卷容量超過1.024GB時，效率就顯得很低。而對于400MB—500MB以下的卷，F(xiàn)AT文件系統(tǒng)相對于NTFS文件系統(tǒng)來說是一個比較好的選擇，這是因為NTFS文件系統(tǒng)需要引入額外磁盤的空間開銷。所以對于使用一般操作系統(tǒng)的用戶來說，F(xiàn)AT是一種合適的文件管理系統(tǒng)。不過對于使用Windows2000Server的用戶來說，F(xiàn)AT文件系統(tǒng)則不能滿足用戶的要求。

Windows操作系統(tǒng)在很大程度上依靠文件系統(tǒng)的安全性來實現(xiàn)自身的安全性。沒有文件系統(tǒng)的安全防范，就沒有辦法阻止他人不適當?shù)貏h除文件或訪問某些敏感信息。從根本上說，沒有文件系統(tǒng)的安全，系統(tǒng)就沒有安全保障。因此，對于安全性要求較高的用戶來講，F(xiàn)AT就不太合適。2.5.2NTFS文件系統(tǒng)

NTFS（英文全稱為NewTechnologyFileSystem）是windowsserver2008推薦使用的高性能文件系統(tǒng)，它支持許多新的文件安全、存儲和容錯功能，而這些功能也正是FAT文件系統(tǒng)所缺少的。1．NTFS簡介

WindowsSever文件系統(tǒng)NTFS提供了FAT文件系統(tǒng)所沒有的安全性、可靠性和兼容性。其設計目標就是在大容量的硬盤上能夠很快地執(zhí)行讀、寫和搜索等標準的文件操作，甚至包括像文件系統(tǒng)恢復這樣的高級操作。NTFS文件系統(tǒng)包括了文件服務器和高端個人計算機所需的安全特性。它還支持對于關鍵數(shù)據(jù)、十分重要的數(shù)據(jù)訪問控制和私有權限。除了可以賦予計算機中的共享文件夾特定權限外，NTFS文件和文件夾無論共享與否都可以賦予權限，NTFS是惟一允許為單個文件指定權限的文件系統(tǒng)。但是，當用戶從NTFS卷移動或復制文件到FAT卷時，NTFS文件系統(tǒng)權限和其他特有屬性將會丟失。NTFS文件系統(tǒng)設計簡單卻功能強大。從本質上來講，卷中的一切都是文件，文件中的一切都是屬性，從數(shù)據(jù)屬性到安全屬性，再到文件名屬性。NTFS卷中的每個扇區(qū)都分配給了某個文件，甚至文件系統(tǒng)的超數(shù)據(jù)（描述文件系統(tǒng)自身的信息）也是文件的一部分。2．NTFS文件系統(tǒng)的優(yōu)點

NTFS文件系統(tǒng)是windowsserver2008所推薦的文件系統(tǒng)。它具有FAT文件系統(tǒng)的所有基本功能，并且提供如FAT文件系統(tǒng)所沒有的優(yōu)點。（1）更為安全的文件保障，提供文件加密，能夠大大提高信息的安全性。（2）更好的磁盤壓縮功能；（3）支持最大達2TB的大硬盤，并且隨著磁盤容量的增大，NTFS的性能不像FAT那樣隨之降低；2.5.3管理文件與文件夾的訪問許可

windowsserver2008以用戶和組賬戶為基礎來實現(xiàn)文件系統(tǒng)的許可權。每個文件、文件夾都有一個稱作訪問控制清單（accesscontrollist）的許可清單，該清單列舉出哪些用戶或組對該資源有哪種類型的訪問權限。訪問控制清單中的各項稱為訪問控制項。在FAT中，文件和文件夾的屬性不夠豐富，因此不能實現(xiàn)在文件或文件夾基礎上的安全防護。文件訪問許可權只能用于NTFS卷。1、

NTFS文件權限的類型

（1）讀取此權限可以讀取文件內(nèi)的數(shù)據(jù)、查看文件的屬性、查看文件的所有者、查看文件的權限。（2）寫入此權限可以覆蓋文件、改變文件的屬性、查看文件的屬性、查看文件的所有者、查看文件的權限。

（3）讀取及運行除了具有“讀取”的所有權限，還具有運行應用程序的權限。（4）修改此權限除了擁有“寫入”、“讀取及運行”的所有的權限外，還具有更改文件內(nèi)的數(shù)據(jù)、刪除文件、改變文件名等。（5）完全控制擁有所有的NTFS文件的權限，也就是擁有上面所提到的所有權限，此外，還擁有“修改權限”和“取得所有”

。2、

設置安全的訪問許可權

windowsserver2008中安全策略主要包括以下幾種：（1）對服務器上的所有文件，實施強有力的基于許可的安全措施。（2）對中低安全性的安裝，除系統(tǒng)卷和引導卷外，所有驅動器上均實施域用戶（DomainUser）管理，避免使用缺省的每windowsserver2008按以下方式確定訪問權。（1）權限的累加性。用戶對每個資源的有效權限是其所有權限的總和，即權限相加，把所有的權限加在一起為該用戶的權限。（2）對資源的拒絕（NoAccess）權限會覆蓋掉所有其他的權限。例如，當用戶對某一個資源的權限被設為拒絕訪問，則用戶的最后權限是無法訪問該資源，其他的權限不再起作用。（3）文件權限會覆蓋掉文件夾權限。當用戶或組對某個文件夾以及該文件夾下的文件有不同的訪問權限時，用戶對文件的最終權限是用戶被賦予訪問該文件的權限。例如，共享文件夾允許完全控制而文件允許只讀，則該文件為只讀。4、

查看文件與文件夾的訪問許可權如果用戶需要查看文件或文件夾的屬性，可以通過選定文件或文件夾的圖標，單擊鼠標右鍵打開快捷菜單，然后選擇“屬性”命令。在打開的文件或文件夾的屬性對話框中單擊“安全”標簽，打開如圖2-7所示的“安全”選項卡。在“名稱”列表框中，列出了對選定的文件或文件夾具有訪問許可權限的組和用戶。當選定了某個組或用戶后，該組或用戶所具有的各種訪問權限將顯示在“權限”列表柜中。這里我們選中的是Guests組，從圖中可以看到，該組的所有用戶具有對文件或文件夾的“讀取及運行”、“列出文件夾目錄”、“讀取”權限。圖2-7查看文件或文件夾的訪問許可權

沒有列出來的用戶也可能具有對文件或文件夾的訪問許可權，因為用戶可能屬于該選項中列出的某個組。因此，最好不要把對文件的訪問許可權分配給各個用戶，最好先創(chuàng)建組，把許可權分配給組，然后把用戶添加到組中。這樣需要更改的時候只需要更改整個組的訪問許可權，而不必逐個修改每個用戶。5更改文件或文件夾的訪問許可權當用戶需要更改文件或文件夾的的權限時，必須具有對它的更改權限或擁有權。用戶可以在如圖2-7所示的對話框中，選擇需要設置的用戶或組，簡單地選定或取消對應權限后面的復選框即可。在打開的文件或文件夾的“屬性”對話框里，電擊“安全”標簽下單擊“高級”按鈕，可以打開如圖2-8所示的訪問控制對話框。在此，用戶可以進一步設置一些額外的高級訪問權限。圖2-8設置文件或文件夾的高級訪問權限

單擊“查看/編輯”，將打開選定對象的權限項目對話框，如圖2-8所示。此時，用戶可以通過“應用到”下拉列表框選擇需設定用戶或組，并對選定對象的訪問權限進行更加全面的設置。圖2-9為用戶或組設置額外的高級訪問權限

6、

添加與管理共享文件夾資源共享是網(wǎng)絡最重要的特性，通過共享文件夾可以使用戶方便地進行文件交換。當然，簡單地設置共享文件夾可能回帶來安全隱患，因此，必須設置好對應文件夾的訪問權限。（1）

添加共享文件夾在Windows2000Server中，可以通過以下方法設置共享文件夾。步驟一，打開“開始”菜單，選擇“程序”/“管理工具”/“計算機管理”命令后，打開“計算機管理”窗口，然后點擊“共享文件夾”/“共享”子節(jié)點，打開如圖2-10所示窗口。

步驟二，在窗口的右邊顯示出了計算機中所有共享文件夾的信息。如果要建立新的共享文件夾，可通過選擇主菜單“操作”中的“新文件共享”子菜單，或者在右側窗口單擊鼠標右鍵選擇“共享”菜單，打開如圖2-10所示對話框。輸入要共享的文件夾、共享名、共享描述，在共享描述中可輸入一些該資源的描述性信息，以方便用戶了解其內(nèi)容。步驟三，點擊“下一步”，打開如圖2-11所示“創(chuàng)建共享文件夾”對話框。用戶可以根據(jù)自己的需要設置網(wǎng)絡用戶的訪問權限。或者選擇“自定義”自己定義網(wǎng)絡用戶的訪問權限。點擊“完成”，即完成共享文件夾的設置。圖2-10計算機管理窗口

圖2-11創(chuàng)建共享文件夾

圖2-12創(chuàng)建共享文件夾

圖2-13文件夾的共享選項

圖2-14文件夾的共享許可權限

在此，用戶可以更改各用戶或組的訪問權限，如可以為Guest增加“更改”權限。點擊“增加”按鈕，系統(tǒng)會列出域中用戶和組列表對話框，如圖2-15所示，從中可以選擇需要加入的用戶或組，并設置相應權限（完全控制、更改、讀取等）。需要注意的是，共享權限的設定與文件夾訪問許可的一致性。例如，在共享某一文件夾，設定該文件夾共享權限為Everyone組可以讀取、寫入數(shù)據(jù)，但若該文件夾訪問許可未設置Everyone有任何權利，或只有讀取權限，則按5.2.3中所述訪問許可沖突決定訪問權限，對應地Everyone不能訪問該共享目錄，或只能讀取該共享目錄。在windowsserver2008構架的域環(huán)境中，以不同的域用戶身份或主機方式，登錄服務器，創(chuàng)建文件；或者用戶在某一文件夾內(nèi)創(chuàng)建子文件夾時，該文件夾的訪問許可繼承父系權限，該文件夾的訪問許可可能會有很大區(qū)別。設置共享時需要檢查共享權限與文件夾訪問許可的一致性。

圖2-15增加用戶、組對話框

（2）

停止共享文件夾當用戶不想共享某個文件夾時，可以停止對其的共享。在停止共享之前，應該確定已經(jīng)沒有用戶與該文件夾連接，否則該用戶的數(shù)據(jù)有可能丟失。停止對文件夾的共享操作如下。（1）在“計算機管理”窗口中，選擇要停止共享的文件夾；（2）點擊右鍵，選擇“停止共享”；（3）在彈出的對話框里，點擊“確定”按鈕即可。也可以通過如下的方法停止對文件夾的共享，步驟如下：（1）雙擊“我的電腦”圖標，選定已經(jīng)設為共享的文件夾；（2）右擊該文件夾，選擇“共享”命令，打開共享“選項卡”；（3）單擊“不共享該文件夾”，點擊“確定”按鈕即可。（3）

修改共享文件夾的屬性在工作中有時需要更改共享文件夾的屬性，如更改共享的用戶個數(shù)、權限等。可以按照以下步驟進行，在如“計算機管理”窗口的右側窗口中，選擇要修改屬性的共享文件夾，這里以文件夾“Public”為例說明操作過程。（1）選擇“Public”共享文件夾，點擊右鍵，選擇“屬性”，打開如圖2-16所示對話框；（2）在“常規(guī)”對話框里，可以設置允許多少用戶同時訪問該共享文件夾以及緩存設置，用戶可根據(jù)自己的需要進行設置。（3）同時也可以通過選擇“共享權限”、“安全”選項卡，修改組和用戶的共享訪問許可，或該文件/文件夾訪問許可的設置。（4）點擊“確定”按鈕即可使配置生效。同樣也可以找到該文件夾，鼠標右鍵激活快捷菜單，選擇“共享”菜單項，彈出“屬性”對話框，修改相應設置。圖2-16“Public”對話框

7映射網(wǎng)絡驅動器為了使用方便，可以將經(jīng)常使用的共享文件夾映射為驅動器，方法如下：（1）右擊“我的電腦”，選擇“映射網(wǎng)絡驅動器”，打開如圖2-17所示對話框；

圖2-17映射網(wǎng)絡驅動器對話框

（2）在“驅動器”下拉列表框中，選擇一個本機沒有的盤符作為共享文件夾的映射驅動器符號。輸入要共享的文件夾名及路徑；或者點擊“瀏覽”按鈕打開如圖2-18所示的“瀏覽文件夾”對話框，選擇要映射的文件夾；圖2-18瀏覽選擇要共享的文件夾

（3）如果需要下次登錄時自動建立同共享文件夾的連接，選定“登陸時重新連接”復選框；（4）單擊“完成”，即可完成對共享文件夾到本機的映射。打開“我的電腦”，將發(fā)現(xiàn)本機多了一個驅動器符，通過該驅動器符可以訪問該共享文件夾，如同訪問本機的物理磁盤一樣。如圖2-19所示，“H”驅動器實際上是共享文件夾到本機的一個映射。圖2-19通過映射的驅動器訪問共享文件夾

8、斷開網(wǎng)絡驅動器

當不再需要網(wǎng)絡驅動器時，可以將其斷開，步驟如下：（1）右擊“我的電腦”，選擇“斷開網(wǎng)絡驅動器”，出現(xiàn)如圖2-20所示對話框。（2）選擇要斷開的網(wǎng)絡驅動器，點擊“確定”即可。

圖5-20斷開網(wǎng)絡驅動器

2.6磁盤管理員2.6.1磁盤管理的控制臺2.6.2創(chuàng)建主磁盤分區(qū)2.6.3創(chuàng)建擴展磁盤分區(qū)2.6.4指定“活動”的磁盤分區(qū)2.6.5對已創(chuàng)建磁盤分區(qū)的幾個操作2.6.1磁盤管理的控制臺

在windowsserver2008安裝過程中，配置NT文件系統(tǒng)的第一步就是選擇創(chuàng)建分區(qū)，還是刪除分區(qū)，或是格式化分區(qū)。windowsserver2008的DiskAdministrator（磁盤管理員）程序是NT安裝完后管理物理硬盤和邏輯硬盤的基本程序。僅有NTServer中的Administraor（管理員）組成員才能夠使用DiskAdministrator程序。利用DiskAdministrator可以增加物理驅動器，修改已有的驅動器以及實現(xiàn)容錯。從某種意義上來說，DiskAdministrator是DOS的FDISK程序的圖形化版本。

Windows2000的磁盤管理支持基本和動態(tài)磁盤（Basicanddynamicstorage）。任何一臺添加到Windows2000計算機內(nèi)的硬盤，都屬于基本磁盤。對于一個基本磁盤，可完成以下操作：（1）創(chuàng)建或刪除主份區(qū)、擴展分區(qū)。（2）在一個擴展分區(qū)創(chuàng)建邏輯分區(qū)。（3）格式化分區(qū)并標記活動。（4）刪除卷設置、帶設置、鏡像設置和帶奇偶校驗的帶設置。（5）從鏡像設置中斷開一個鏡像。（6）修復鏡像設置和帶奇偶校驗的帶設置?；敬疟P也包括使用WindowsNT4.0或以前版本創(chuàng)建的跨卷（卷設置）、鏡像卷（鏡像設置）、帶卷（帶設置）和RAID-5卷（帶奇偶檢測的帶設置）?？梢允褂肕S-DOS訪問基本磁盤。動態(tài)磁盤是含有使用磁盤管理創(chuàng)建動態(tài)卷的物理磁盤，對一個動態(tài)磁盤，可完成以下操作：

（1）創(chuàng)建和刪除簡單、跨卷、帶、鏡像和RAID-5的卷；（2）擴展一個簡單、跨卷的卷；（3）從一個鏡像卷刪除一個景象，或者將卷分為兩個卷；（4）修復鏡像和RAID-5卷；（5）重新激活一個丟失卷或一個脫機卷。動態(tài)磁盤不能含有分區(qū)和邏輯驅動器，也不能使用MS-DOS訪問。

Windows在一個磁盤系統(tǒng)中提供了基本和動態(tài)存儲。然而，包含多個磁盤的卷必須使用同樣類型的存儲。當安裝Windows時，磁盤系統(tǒng)被初始化用作基本存儲。使用更新向導可將它轉變?yōu)閯討B(tài)的。當更新為動態(tài)存儲時，需要將現(xiàn)有的分區(qū)轉換為卷。表2-4顯示了用戶應如何將分區(qū)轉換為卷。

基本磁盤組織動態(tài)磁盤組織分區(qū)卷系統(tǒng)和啟動分區(qū)系統(tǒng)和啟動卷活動分區(qū)活動卷擴展分區(qū)卷和未分配空間邏輯驅動器簡單卷卷標設置跨卷帶設置帶卷鏡像設置鏡像卷表2-4分區(qū)轉換為卷

（1）分區(qū)：是物理磁盤的一部分，其作用如同一個物理分隔單元。分區(qū)通常指主分區(qū)或擴展分區(qū)。（2）主分區(qū)：是標記為由操作系統(tǒng)使用的一部分物理磁盤。一個磁盤最多可有4個主分區(qū)（或者如果有1個擴展分區(qū)，則最多有3個主分區(qū)）。（3）擴展分區(qū)：是從硬盤的可用空間上創(chuàng)建的分區(qū)，而且可以將其再劃分為邏輯驅動器。每個物理磁盤上的4個分區(qū)只允許使用其中之一作為擴展分區(qū)。創(chuàng)建擴展分區(qū)不需要有主分區(qū)。（4）卷：是格式化后由文件系統(tǒng)使用的分區(qū)或分區(qū)集合?？梢詾閃indows2000的卷指定驅動器名，并使用它組織目錄和文件。（5）卷集：是作為一個邏輯驅動器出現(xiàn)的分區(qū)組合。系統(tǒng)分區(qū)包含特定于硬件的文件（Ntldr、Osloader、Boot.ini和N），這些文件用于加載Windows2000。（6）磁盤分區(qū)：就是將硬盤分割成幾個部份，而每一個部份都可以單獨使用。用戶可以創(chuàng)建一個分區(qū)用來儲存信息（例如備份數(shù)據(jù)），或者和另一個操作系統(tǒng)雙重啟動。當用戶在硬盤上創(chuàng)建分區(qū)時，磁盤被分割成一個或多個可用不同文件系統(tǒng)（例如FAT或NTFS）格式的區(qū)域。（7）引導分區(qū)：包含Windows2000操作系統(tǒng)文件，這些文件位于%Systemroot%和%Systemroot%\System32目錄中。在Windows2000中，幾乎所有的磁盤管理操作都是通過基于圖形界面的“磁盤管理”控制臺來完成的。啟動“磁盤管理”應用程序，選擇“開始”/“程序”/“管理工具”/“計算機管理”，或者鼠標右擊“我的電腦”，在彈出的快捷菜單中選擇“管理”，打開如圖2-20所示的“計算機管理”控制臺窗口。圖2-20計算機管理控制臺展開“存儲”選項，單擊“磁盤管理”，窗口右半部有兩個窗格稱為“頂端”、“底端”，都可以顯示磁盤信息。如圖2-21左側“底端”窗口中以圖型方式顯示了當前計算機系統(tǒng)安裝了三個物理磁盤，各個磁盤的物理大小，以及當前分區(qū)的結果與狀態(tài)?！绊敹恕币粤斜淼姆绞斤@示了磁盤的屬性、狀態(tài)、類型、容量、空閑等詳細信息。選擇如圖2-21所示的“查看”菜單的“頂端”、“底端”，可修改顯示磁盤的方式：磁盤列表、卷列表、圖形視圖等。圖2-21設置查看屬性

單擊“查看”菜單的“設置”選項，打開如圖2-22所示的視圖設置對話框，其中“圖例”屬性頁用來設置顯示的顏色，如圖2-23所示的“比例”屬性頁用來設置顯示的比例。屬性頁用來設置顯示的顏色，如圖2-23所示的“比例”屬性頁用來設置顯示的比例。圖中的Volumes（卷）選項即可。用這種方式列表時，不列出未分區(qū)的空間，并顯示服務器存儲設備的邏輯顯示窗口。如果選項View菜單中的DiskConfiguration選項，就可查看存儲介質的物理顯示窗口。

圖2-22視圖外觀屬性設置對話框

圖2-23視圖比例屬性設置對話框

2.6.2創(chuàng)建主磁盤分區(qū)

一臺基本磁盤內(nèi)最多可以有4個主磁盤分區(qū)。創(chuàng)建主磁盤分區(qū)的步驟如下：1．啟動“磁盤管理”。2．選取一塊未指派的磁盤空間，如圖2-24所示，這里我們選擇“磁盤1”。3．用鼠標右擊該空間，在彈出的菜單中選擇“創(chuàng)建磁盤分區(qū)”，在出現(xiàn)“歡迎使用創(chuàng)建磁盤分區(qū)向導”對話框時，單擊“下一步”按鈕。4．在如圖2-25所示的“選擇分區(qū)類型”對話框中，選擇“主磁盤分區(qū)”，單擊“下一步”按鈕。5．在圖2-26所示的“指定分區(qū)大小”對話框中，輸入該主磁盤分區(qū)的容量，此例子我們輸入“600M”。完成后單擊“下一步”按鈕。6．在圖2-27所示的“指派驅動器號和路徑”對話框中，完成其中的單選框選擇，單擊“下一步”按鈕。圖2-24選擇未指派的空間

圖2-25選擇分區(qū)類型

圖2-26指定分區(qū)大小

其中每個單選框的含義如下：指派驅動器號：指定一個磁盤驅動器號來代表該磁盤分區(qū)，例如E:、F:。將這個卷裝入一個支持驅動器路徑的空文件夾中：例如，利用E:\backup來代表該磁盤分區(qū)，則以后所有要存儲到E:\backup的文件，都會被存儲到該磁盤分區(qū)內(nèi)，而不是E:盤的backup文件夾。注意該文件夾必須是空的文件夾，也就是其中不可已有任何文件，并且該文件夾必須是位于NTFS卷內(nèi)。這個功能特別適用于26個磁盤驅動器號（A:到Z:）不夠使用時。不指派驅動器號或路徑：如果在創(chuàng)建分區(qū)時選擇此項，則可以在創(chuàng)建完分區(qū)以后再指定磁盤驅動器代號或者利用一個空文件夾來代表此磁盤分區(qū)。選擇相應分區(qū)，鼠標右鍵點擊選擇“更改驅動器名和路徑”，可完成修改工作。這里，選擇指派一個驅動器號E來代表該主磁盤分區(qū)。

圖2-27指派驅動器號和路徑

圖2-28格式化分區(qū)

7．在如圖2-28所示的“格式化分區(qū)”對話框中，可以選擇是否格式化該分區(qū)，若選擇格式化該分區(qū)，則需要設置如下內(nèi)容：使用的文件系統(tǒng)：可選擇FAT、FAT32或NTFS。分配單位大小：一般建議選用默認值，系統(tǒng)會根據(jù)該分區(qū)的大小自動設置。卷標：為該磁盤分區(qū)設置一個名稱。執(zhí)行快速格式化：選此選項時，系統(tǒng)只是重新創(chuàng)建FAT、FAT32或NTFS格式，不去檢查是否有壞扇區(qū)，同時磁盤內(nèi)原有文件不會真正的被刪除。啟動文件及文件夾壓縮：選此選項，可將該磁盤設為“壓縮磁盤”，以后添加到該磁盤分區(qū)中的文件及文件夾都會被自動壓縮。8．上述所有內(nèi)容設置完成，系統(tǒng)進入安裝向導最后“完成”對話框，并列出用戶所設置的所有參數(shù)。單擊“完成”按鈕，系統(tǒng)開始格式化該分區(qū)。2.6.3創(chuàng)建擴展磁盤分區(qū)

在基本磁盤還沒有使用（未指派）的空間中，可以創(chuàng)建擴展磁盤分區(qū)，但是在一臺基本磁盤中只能創(chuàng)建一個擴展磁盤分區(qū)。擴展分區(qū)創(chuàng)建好后，可以在該分區(qū)中創(chuàng)建邏輯磁盤驅動器，并給每個邏輯磁盤驅動器指派驅動器號。創(chuàng)建擴展磁盤分區(qū)，可參照如下步驟：1．在磁盤管理控制臺中，選取一塊未指派的空間，這里選擇磁盤1上的未指派空間。2．鼠標右鍵單擊該空間，在彈出菜單中選擇“創(chuàng)建磁盤分區(qū)”，打開“創(chuàng)建磁盤分區(qū)向導”，單擊“下一步”按鈕，打開對話框，選擇“擴展磁盤分區(qū)”。單擊“下一步”按鈕。完成上述對“磁盤1”創(chuàng)建600M主分區(qū)、500M擴展分區(qū)后的磁盤分區(qū)圖示。創(chuàng)建完成擴展磁盤分區(qū)后，就可以將該分區(qū)切割成一段或數(shù)段，每一段就是一個邏輯驅動器，給邏輯驅動器指派驅動器號并按一定格式格式化后，該邏輯驅動器就可用來存儲數(shù)據(jù)了。創(chuàng)建邏輯驅動器步驟如下：1．鼠標右鍵擴展磁盤分區(qū)，在彈出菜單中選擇的“創(chuàng)建邏輯驅動器”，系統(tǒng)彈出“歡迎使用創(chuàng)建磁盤分區(qū)向導”對話框中，單擊“下一步”按鈕。2．出現(xiàn)“選擇分區(qū)類型”對話框時，選擇“邏輯驅動器”單選項，單擊“下一步”按鈕。3．打開

“指定分區(qū)大小”對話框，輸入該邏輯驅動器的容量后，單擊“下一步”按鈕。4．在

“指派驅動器號和路徑”對話框中，指定一個驅動器代號代表該邏輯分區(qū)，單擊“下一步”。圖2-29創(chuàng)建主磁盤分區(qū)、擴展磁盤分區(qū)

3．在對話框中，輸入該擴展磁盤分區(qū)的容量后，單擊“下一步”按鈕。4．在“完成創(chuàng)建磁盤分區(qū)向導”對話框中列出上述設置信息，確認無誤后，單擊“完成”按鈕。5．在如圖2-29所示的“格式化分區(qū)”對話框中，設置適當?shù)母袷交x項值之后，單擊“下一步”按鈕。6．彈出“完成創(chuàng)建磁盤分區(qū)向導”對話框，列出剛剛設定的參數(shù)值，確認無誤后單擊“完成”按鈕。7．此時系統(tǒng)開始對該邏輯驅動器進行格式化，完成即新建邏輯分區(qū)創(chuàng)建完成。2.6.4指定“活動”的磁盤分區(qū)

如果計算機中安裝了多套無法直接相互訪問的不同操作系統(tǒng)時，如Windows2000、UNIX等，則計算機在啟動時會啟動哪個操作系統(tǒng)呢？答案是被設為“活動”的磁盤分區(qū)內(nèi)的操作系統(tǒng)。假設當前第一個磁盤分區(qū)中安裝的是Windows2000，第二個磁盤分區(qū)中安裝的為UNIX，如果第一個磁盤分區(qū)被設為“活動”，則計算機啟動時就會啟動Windows2000。若要下一次啟動時啟動UNIX，只需將“活動”的磁盤分區(qū)改為第二個磁盤分區(qū)即可。由于用來啟動操作系統(tǒng)的磁盤分區(qū)必須是主磁盤分區(qū)，因此，只能將主磁盤分區(qū)設為“活動”的磁盤分區(qū)。要指定“活動”的磁盤分區(qū)，通過鼠標右擊要修改的主磁盤分區(qū)，選擇“將磁盤分區(qū)標為活動”菜單項即可。2.6.5對已創(chuàng)建磁盤的幾個操作

對已經(jīng)創(chuàng)建好的磁盤分區(qū)可以進行多種維護工作，下面介紹幾個常用的操作。1．格式化如果創(chuàng)建磁盤分區(qū)時沒有進行格式化，則可通過鼠標右鍵單擊該磁盤分區(qū)，在彈出菜單中選擇的“格式化”，出現(xiàn)如圖2-211所示的對話框，做相應設置，單擊“開始”即可。如果要格式化的磁盤分區(qū)中包含數(shù)據(jù)，則格式化之后該分區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)都將被毀掉。另外，不能直接對系統(tǒng)磁盤分區(qū)和引導磁盤分區(qū)格式化。2．加卷標鼠標右擊磁盤分區(qū)，選擇菜單中的“屬性”，然后在“常規(guī)”選項卡中的“卷標”文本框處設置即可。

圖2-30格式化磁盤分區(qū)

圖2-31更改驅動器號和路徑

圖2-32編輯驅動器號和路徑

另外，系統(tǒng)磁盤分區(qū)與引導磁盤分區(qū)的磁盤驅動器號是無法更改的。對其他的磁盤分區(qū)最好也不要任意更改磁盤驅動器號，因為有些應用程序會直接參照驅動器號來訪問磁盤內(nèi)的數(shù)據(jù)，如果更改了磁盤驅動器號，可能造成這些應用程序無法正常運行。5．刪除磁盤分區(qū)要刪除磁盤分區(qū)，只要鼠標右擊該磁盤分區(qū)，選擇“刪除磁盤分區(qū)”，系統(tǒng)提示確認對話框，若真的刪除分區(qū)，單擊“是”即可。

2.7磁盤卷

Windows2000動態(tài)磁盤可支持多種特殊的動態(tài)卷，包括簡單卷、跨區(qū)卷、帶區(qū)卷、鏡像卷和RAID-5卷。它們有的可以提高訪問效率，有的可以提供容錯功能，有的可以擴大磁盤的使用空間。2.7.1升級為動態(tài)磁盤2.7.2簡單卷2.7.3擴展簡單卷2.7.4跨區(qū)卷2.7.5帶區(qū)卷2.7.6鏡像卷2.7.7RAID-5卷

2.7.1升級為動態(tài)磁盤

要創(chuàng)建上述這些動態(tài)卷，必須先保證磁盤是動態(tài)磁盤，如果磁盤是基本磁盤，則可先將其升級為動態(tài)磁盤。如果磁盤在升級之前已經(jīng)創(chuàng)建了磁盤分區(qū)，則升級之后原來的磁盤分區(qū)會發(fā)生如表4-2所示的變化。將基本磁盤升級到動態(tài)磁盤，可參照如下步驟：1．關閉所有正在運行的應用程序，打開“計算機管理”窗口中的“磁盤管理”。用鼠標右鍵單擊要升級的基本磁盤，在彈出菜單中選擇“升級到動態(tài)磁盤”。2．如圖2-33所示的對話框中，可以選擇多個磁盤一起升級。選好之后，單擊“確定”按鈕。打開如圖2-34所示的對話框，單擊“升級”按鈕即可。3．升級完成后在管理窗口中可以看到磁盤的類型改為動態(tài)。注意：如果升級的基本磁盤中包括有系統(tǒng)磁盤分區(qū)或引導磁盤分區(qū)，則升級之后需要重新啟動計算機。

原磁盤分區(qū)變?yōu)橹鞔疟P分區(qū)簡單卷擴展磁盤分區(qū)簡單卷鏡像集鏡像卷帶區(qū)集帶區(qū)卷奇偶校驗的帶區(qū)集RAID-5卷卷集跨區(qū)卷表2-5基本磁盤升級為動態(tài)磁盤后各卷的變化

圖2-33選擇要升級的基本磁盤

圖2-34磁盤升級對話框

2.7.2簡單卷

簡單卷是動態(tài)卷中的最基本單位，它的地位與基本磁盤中的主磁盤分區(qū)相當。可以從一個動態(tài)磁盤內(nèi)選擇未指派空間來創(chuàng)建簡單卷，并且在必要的時候可以將該簡單卷擴大，不過簡單卷的空間必須是在同一個物理磁盤上，無法跨越到另一個磁盤。簡單卷可以被格式化為FAT、FAT32或NTFS文件系統(tǒng)，但是，如果要擴展簡單卷，即要動態(tài)地擴大簡單卷的容量，則必須將其格式化為NTFS的格式?？蓞⒄杖缦虏襟E創(chuàng)建簡單卷：1．啟動“計算機管理”控制臺，選擇“磁盤管理”，鼠標右鍵單擊一塊未指派的空間，在彈出菜單中選擇“創(chuàng)建卷”。2．在彈出的“歡迎使用創(chuàng)建卷向導”對話框中，單擊“下一步”按鈕。打開如圖2-35所示的對話框，選擇“簡單卷”，單擊“下一步”按鈕。3．在對話框中設置簡單卷的大小，或者選擇在另外一臺磁盤上創(chuàng)建簡單卷，設置好后，單擊“下一步”按鈕。4．出現(xiàn)

“指派驅動器和路徑”對話框中，指定一個磁盤驅動器號來代表該簡單卷，而后單擊“下一步”。5．在“卷區(qū)格式化”對話框，進行選擇文件系統(tǒng)、設置卷標等設置，完成后單擊“下一步”按鈕。6．出現(xiàn)“完成創(chuàng)建卷向導”對話框時，單擊“完成”按鈕。系統(tǒng)開始對該卷進行格式化，完成之后的在管理窗口中的磁盤列表中可以看到屬性的變化。圖2-35選擇卷類型

圖2-36選擇磁盤

2.7.3擴展簡單卷

對于NTFS格式的簡單卷，其容量可以擴展（FAT、FAT32不具備此功能）?？梢詫⑵渌奈粗概傻目臻g合并到簡單卷中。但這些未指派空間局限于本磁盤上，若選用了其他磁盤上的空間，則擴展之后就變成了跨區(qū)卷。擴展簡單卷的操作可參照如下步驟：1．打開“計算機管理”控制臺，選擇“磁盤管理”，右擊要擴展的簡單卷，在彈出菜單中選擇“擴展卷”。2．打開“擴展卷向導”對話框，單擊“下一步”按鈕，打開選擇磁盤對話框，這里可以選擇要擴展的空間來自哪個磁盤，設置擴展的磁盤空間大小，設置好后，單擊“下一步”。3．出現(xiàn)“完成卷擴展向導”對話框，單擊“完成”按鈕。在管理控制臺中可以看出磁盤的空間變化。2.7.4跨區(qū)卷

跨區(qū)卷是幾個（大于一個）位于不同物理磁盤的未指派空間組合成的一個邏輯卷?？梢杂脕韺討B(tài)磁盤內(nèi)多個剩余的、容量較小的未指派空間，組合成為一個容量較大的卷，以有效的利用磁盤空間。組成跨區(qū)卷的每個成員的容量大小可以不相同，但不能包含系統(tǒng)卷與啟動卷。與簡單卷相同的是，NTFS格式的跨區(qū)卷可以擴展容量，F(xiàn)AT和FAT32格式的不具備此功能。創(chuàng)建一個跨區(qū)卷可參照如下步驟：1．打開“計算機管理”控制臺，選擇“磁盤管理”，鼠標右鍵單擊幾個磁盤中未指派空間中的任何一個，在彈出菜單中選擇“創(chuàng)建卷”，打開“創(chuàng)建卷向導”，單擊“下一步”。出現(xiàn)如圖2-216所示的“選擇卷類型”的對話框，選擇“跨區(qū)卷”，單擊“下一步”。2．在“選擇磁盤”對話框中，選擇加入跨區(qū)卷的磁盤，并設置好每個磁盤加入多大的空間。單擊“下一步”。3．類似于創(chuàng)建簡單卷，接著要設置驅動器號和路徑以及格式化設置。添加完成在管理窗口的卷列表中可以看到相應卷的“布局”為“跨區(qū)”，如圖2-37所示，H:卷為“跨區(qū)”、“動態(tài)”、“NTFS”卷。圖2-37創(chuàng)建跨區(qū)卷H:

2.7.5帶區(qū)卷

與跨區(qū)卷類似，帶區(qū)卷也是數(shù)個（大于一個）分別位于不同磁盤的未指派空間所組合成的一個邏輯卷。不同的示，帶區(qū)卷的每個成員的容量大小相同，并且數(shù)據(jù)寫入是以64KB為單位平均寫到每個磁盤內(nèi)。單純從速度方面考慮，帶區(qū)卷是Windows2000所有磁盤管理功能中，運行速度最快的卷。帶區(qū)卷功能類似于磁盤陣列RAID0（條帶化存儲，存取速度快，但不具有容錯能力）標準。帶區(qū)卷不具有擴展容量的功能。創(chuàng)建帶區(qū)卷的過程與創(chuàng)建跨區(qū)卷的過