操作系統(tǒng)簡明教程PPT第5章.ppt

1、,1,第5章 文 件 系 統(tǒng),2,本章討論的主要問題,信息文件是計算機的重要軟件資源，對信息的組織、存取和保存，是由文件系統(tǒng)實現的。文件系統(tǒng)是OS的重要組成部分。本章主要討論以下問題：,信息的組織形式 文件的結構 信息的存取 目錄結構 信息的存儲 磁盤的存儲管理 信息的共享與保護 文件的共享與保護 文件系統(tǒng)的構成,3,本章內容: 5.1 文件系統(tǒng)概述 5.2 文件結構和文件存取 5.3 文件目錄和目錄檢索 5.4 文件共享與保護的實現 5.5 文件系統(tǒng)的用戶接口,4,5.1 文件系統(tǒng)概述 軟件資源的管理 軟件資源包括： 各種系統(tǒng)程序、應用程序、用戶程序與數據 存放位置及特點： 如何解決存取位置

2、的問題： 文件管理系統(tǒng)：操作系統(tǒng)中專門管理文件資源的軟件。主要目的：給用戶提供方便的存儲、檢索、共享和保護的手段。,5,5.1.1 文件 文件系統(tǒng)功能的實現基礎： 把軟件組織成若干個邏輯單位 這些邏輯單位稱為文件。 文件：一個具有符號名的一組相關聯的字符的有序序列。 具有一定邏輯意義的相互關聯的信息（程序和數據等）的集合 文件組成的基本單位：有序邏輯記錄、無記錄無結構的相關聯元素、慢速字符設備,6,文件的一些重要特性： 1文件名 文件標識符、名字，區(qū)別不同文件的標識符號 文件名是便于信息保存和讀取的重要機制 必須有文件的命名規(guī)則 文件名長度及大小寫規(guī)定 兩部分結構： 擴展名的作用：,7,2文件

3、屬性 給文件賦予的其它特征信息 包括文件當前的狀態(tài)和使用標志，有些系統(tǒng)將它們和文件名一起放在特殊的數據結構中以便查詢。,8,DOS的文件屬性 每個文件都有一個記錄文件名及所有屬性的數據結構，稱為目錄項，由32個字節(jié)組成,9,文件的類型 從系統(tǒng)角度來看： 正規(guī)文件 目錄文件 設備文件（字符設備文件和塊設備文件） 正規(guī)文件從內容來看： ASCII碼文件 二進制文件,10,正規(guī)文件的更多的分類： (1) 按用途可以分為： 系統(tǒng)文件、庫文件與用戶文件。 (2) 從系統(tǒng)保護角度分為 ： 只讀文件、讀寫文件、不保護文件。 (3) 按文件物理結構分為： 連續(xù)文件、串聯文件、索引文件、Hash文件 (4) 按

4、存放時間分為： 臨時文件、永久文件、檔案文件。 (5) 按文件內部信息的結構分為： 流式文件、記錄文件。（程序、文本文件、數據庫文件）,11,5.1.2 文件系統(tǒng) 1文件系統(tǒng)的概念 是指操作系統(tǒng)中涉及到文件管理的那部分軟件、管理時用到的數據結構及其被管理的文件。 用戶的角度看，文件系統(tǒng)的主要功能： “按名存取”,12,從系統(tǒng)的角度看： 文件系統(tǒng)是對文件存儲器的存儲空間進行組織、分配、回收，負責文件的存儲并對存入的文件實施保護、檢索的系統(tǒng)。 具體地說，文件系統(tǒng)負責為用戶建立文件，存入、讀取、修改、轉儲文件，控制對文件的存取，當用戶不再使用時撤消文件。 由此可見，文件系統(tǒng)是以對用戶“透明”的方式實

5、現對信息管理的一種有力的手段。,13,2文件系統(tǒng)的功能 首要任務：解決對文件存儲器空間的有效管理問題，通常文件存儲器上的物理空間是以物理塊為單位進行分配的，這是構成文件組織形式的主要依據。 第二個任務：文件的命名和共享問題，即解決文件命名的沖突、重名及實現對文件共享的需要。 第三個任務：提供合適的存取方法，以適合不同的應用。僅提供存取方式和保護，至于它們之間的結構關系并不關心，也無力對它們進行解釋。,14,具體，文件系統(tǒng)應該實現如下功能： (1) 通過各種數據結構記錄系統(tǒng)中的全部信息，包括信息的名字、位置和存取權限等。 (2) 使用戶可以方便靈活地進行信息存取，完全實現按名存取，透明操作。 (

6、3) 提供安全可靠的保護措施，以避免各種故障或偶然性事故而產生的破壞行為，并防止授權或未授權的用戶有意或無意地進行破壞性操作。 (4) 防止用戶信息失竊，采取對文件進行加密等措施，為用戶提供保密手段。 (5) 協調相關用戶共同完成某項任務，文件系統(tǒng)為用戶提供共享功能。,15,文件系統(tǒng)的三層結構,16,文件系統(tǒng)模型,17,文件管理五大功能： 完成文件存儲空間的管理。 實現文件名到物理地址的映射。 實現文件和目錄的操作管理。 提供文件的共享和保護。 提供用戶的接口。,18,5.2 文件結構和文件存取 文件結構文件中信息的組織形式。 從用戶角度看邏輯結構 從系統(tǒng)角度看物理結構 5.2.1 文件邏輯結

7、構及文件存取 1邏輯結構（用戶觀點） 是否讓操作系統(tǒng)知道具體的文件結構？ 操作系統(tǒng)內部一般將文件視為無結構或簡單結構的信息流，不對文件的信息項做任何解釋。具體的信息處理由相應的應用程序提供。,19,文件的三種邏輯結構,(1) 流式結構,(2) 記錄式結構,(3) 記錄樹結構,20,2文件的存取 根據文件存取的次序通?？蓜澐譃閮纱箢悾喉樞虼嫒『椭苯哟嫒?。 順序存取是嚴格按記錄或字節(jié)排列的順序依次存取。 直接存取也稱隨機存取，允許隨意存取文件的任何記錄或字節(jié)，而不管上一次存取到哪一條記錄或哪一個字節(jié)。,21,1) 順序存取 按照記錄的順序依次存取。 一般分為固定長度記錄的順序存取和可變長度記錄的順

8、序存取。 記錄指針順序移動即可完成操作 讀指針和寫指針,22,每次讀寫后： rptr = rptr + L; wptr = wptr + L ;,則每次讀寫后： rptr = rptr + Li + 1 ; wptr = wptr + Li + 1 ;,預先緩沖技術,23,2) 直接存取 一般通過直接計算或利用指針確定記錄的位置，可分為固定長度記錄的直接存取和可變長度記錄的直接存取。 如圖5-2(a)所示，當記錄為固定長時，如果用戶提出存取某記錄，該記錄的邏輯地址是 LA= iL 其中i為記錄號， L為記錄的長度，存放于專用單元中。,24,如果記錄本身是可變長的， 利用索引表可以提高存取速度。 不能采用預先緩沖技術。一種可以提高效率的方法是系統(tǒng)保存被請求的“上一個”記錄號和地址。,25,3)