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第六章 文件系统(File System ) 教学目的：计算机系统中使用的大量程序和数据都以文件形式存放在外存。操作系统中增加了文件管理功能即构成文件系统，它负责管理在外存上的文件，并把对文件的存取共享和保护等手段提供给操作系统和用户，这不仅方便了用户，保证了文件的安全性，还有效地提高系统资源的利用率。 教学要求： 掌握文件和文件系统的定义，了解文件系统的类型、文件系统模型和操作系统(Windows/NT 、Linux )对多种文件系统的支持。 掌握文件的逻辑结构，熟悉五种记录文件。 掌握文件控制块和多级目录结构，掌握UNIX树型带勾连的目录结构和可装卸文件系统。熟悉目录查询技术，掌握内存的目录管理表，掌握文件操作与目录管理关系。 掌握基于索引节点的共享方式和利用符号连接的文件共享。 掌握文件的存取控制，熟悉分级安全管理，了解文件的转储和恢复。 （一）文件系统概述 (1)文件和文件系统 1.文件：文件是具有符号名的数据项的集合。文件名是文件的标识符号。文件包括两部分： 文件体：文件本身的信息； 文件说明：文件存储和管理信息；如：文件名、文件内部标识、文件存储地址、访问权限、访问时间等； 2．与文件相关的概念 数据项（field）数据项是描述一个对象的某些属性的字符集，它是数据的基本单位，一个数据项有一个值。 记录（record） 记录是一组相关数据项的集合，用于描述一个对象某方面的属性 文件（file） 文件是具有文件名的一组相关记录的集合 数据库（database） 数据库是相关数据的集合。 3. 文件系统文件系统是操作系统中以文件方式管理计算机软件资源的软件和被管理的文件和数据结构（如目录和索引表等）的集合。从系统角度来看，文件系统是对文件存储器的存储空间进行组织、分配和回收，负责文件的存储、检索、共享和保护。从用户角度来看，文件系统主要是实现“按名取存”，文件系统的用户只要知道所需文件的文件名，就可存取文件中的信息，而无需知道这些文件究竟存放在什么地方。UNIX 文件系统将文件分成四类：普通文件、目录文件、设备文件（特殊文件）和符号连接文件(Symbolic link)，UNIX把所有I/O设备作为特殊文件，对I/O设备操作模仿为对普通文件的存取，这样将文件与设备的I/O尽可能统一起来。UNIX用ls长列表显示时第一个字符表示文件类型：“-”表示普通文件，“d”表示目录文件，“l”表示符号连接文件，c、b、p分别表示字符设备、块设备和FIFO管道的特殊文件。 (2)文件系统的类型 FAT文件系统（MS-DOS文件系统） 　　它是MS-DOS操作系统使用的文件系统，它也能由Windows、linux、SCO UNIX等操作系统访问。文件地址以FAT表结构存放，文件目录32B，文件名为8个基本名加上一个“.”和3个字符扩展名。 扩展文件表系统（vfat） 它是Windows98使用的扩展的DOS文件系统，它在MS-DOS文件系统基础上增加了对长文件名（最多到256B）支持。 NTFS（NT文件系统） 它是Windows NT操作系统使用的文件系统，它具有很强的安全特性和文件系统恢复功能，可以处理巨大的存储媒体，支持多种文件系统。 S51K/S52K（sysv） 它是ATT UNIX S V 操作系统使用的1KB/2KB文件系统。 ext2（二级扩展文件系统） 它是Linux操作系统使用的高性能磁盘文件系统，它是对Minux操作系统中使用的文件系统扩展（ext）的扩展。它支持256字符的文件名，最大可支持到4TB的文件系统大小。 HPFS（高性能文件系统） 它是OS/2操作系统使用的文件系统。 文件系统的类型-1 CD-ROM文件系统(iso9660) 它是符合ISO9660标准的支持CD-ROM的文件系统，它有High sierra CD-ROM和Rock Ridge CD-ROM二种类型。 UDF通用磁盘格式文件系统 UDF(Universal Disk Format)文件系统是依据光学储存技术协会（Optical Storage Technology Association, OSTA）的通用磁盘格式文件系统规格1.02版所制定的。它提供了对 UDF格式媒体的只读访问（例如DVD光盘）。Windows提供对UDF文件系统支持。 (3)操作系统(Windows/NT 、Linux )对多种文件系统的支持 WindowsNT多重文件系统WindowsNT支持FAT文件系统、NTFS、HPFS、CD-ROM文件系统等多种文件系统。 Windows NT执行体内I/O系统分成I/O管理程序、文件系统驱动程序和盘驱动程序三层，不同的文件系统采用不同的文件系统驱动程序，系统用动态连