chapter6_文件管理.ppt

课程主要内容 操作系统引论（1章） 进程管理（2-3章） 存储管理（4章） 设备管理（5章） 文件管理（6章） 操作系统接口（7章） 系统安全性（9章） *分布式操作系统 文件系统的引入（1） 所有的计算机应用程序都需要存储和检索信息。进程运行时，可在它自己的地址空间存储一定量的信息，但存储容量受虚拟地址空间大小的限制。 对于某些应用程序，它自己的地址空间已经足够用了，但对于其他一些应用程序，例如航空订票系统、银行系统或公司记帐系统，这些存储空间又显得太小了。 文件系统的引入（2） 在进程的地址空间保存信息的第二个问题是：进程终止时，它保存的信息也随之丢失。对于很多应用（如数据库）而言，有关信息必须能保存几星期、几个月，甚至永久保留。在使用信息的进程的终止时，这些信息是不可以消失的。甚至，即使是系统崩溃致使进程消亡了，这些信息也该保存下来。 第三个问题：经常需要多个进程同时存取同一信息（或者其中部分信息）。如果只在一个进程的地址空间里保存在线电话簿，那么只有该进程才可以对它进行存取，也就是说一次只能查找一个电话号码。解决这个问题的方法是使信息本身独立于任一进程。 文件系统的引入（3） 因此，长期存储信息有三个基本要求： （1）能够存储大量信息； （2）使用信息的进程终止时，信息仍旧存在； （3）必须能使多个进程并发存取有关信息。 解决所有这些问题的通常做法是：把信息以一种单元的形式，也就是所谓的文件，存储在磁盘或其他外部介质上。进程在需要时可以读取这些信息或写入新的信息。存储在文件中的信息必须是永久性的，也即信息不会因为创建和终止进程而受到影响。只有在文件的所有者显式地删除文件时，文件才会消失。 第6章 文件系统 文件系统的功能/需解决的问题 从操作系统角度看：文件目录怎样实现，怎样管理存储空间，文件存储位置，磁盘实际运作方式(与设备管理的接口)等等 从用户角度看：文件系统如何呈现在其面前：一个文件由什么组成，如何命名，如何保护文件，可以进行何种操作等等 第6章 文件系统 文件和文件系统 文件逻辑结构 外存分配方式 目录管理 文件存储空间的管理 文件共享与文件保护 数据一致性控制 **UNIX系统的文件管理 6.1 文件和文件系统 文件、记录和数据项（数据的组成） 文件类型和文件系统模型 文件操作 一、数据的组成 数据项 基本数据项（最小的逻辑数据单位） 组合数据项 记录 是一组相关数据项的集合 文件 文件 文件 是指记录在外存上的具有文件名的一组相关信息的集合。可分为有结构文件和无结构文件两种。有结构文件是由若干个相关记录组成，而无结构文件则被看成一个字符流。 文件属性 文件名、文件类型、文件长度、文件的物理位置、文件的建立日期以及用户对该文件的存取权限等 文件表示的范围/包含的内容 源程序、二进制代码、文本文档、数据、表格、声音和图像等。 文件的特点 文件具有保存性 文件是按名存取 文件的内容是一组信息的集合 文件、记录和数据项间的层次关系 二、文件类型 ---文件名.扩展名 按用途分 系统文件 用户文件 库文件 按数据形式分 源文件 目标文件 可执行文件 按存取控制属性 只读文件 读写文件 只执行文件 不保护文件 三、文件系统模型 四、文件操作 四、文件操作 文件的“打开”和“关闭”操作 “打开”：系统将文件的属性（目录信息）从外存复制到内存打开文件表中，并返回该表目的编号给用户，建立了用户与文件间的联系。以后若再访问此文件，则利用编号直接在内存中检索，从而节省大量的检索开销，提高了文件的操作速度。 “关闭”：当用户不再需要对该文件的操作时，系统利用关闭文件将文件的属性从内存打开表中删除，从而切断用户与文件间的联系。 6.2 文件逻辑结构 对任一文件存在着两种形式的结构： 文件的逻辑结构（文件组织） 从用户观点出发，所观察到的文件组织形式，是用户可以直接处理的数据及其结构，它独立于物理特性。 *文件的物理结构（文件的存储结构） 是指文件在外存上的存储组织形式，与存储介质的存储性能有关。（分为顺序、链接及索引结构） 注：文件的逻辑结构和物理结构都将影响文件的检索速度。 6.2 文件逻辑结构 对文件的逻辑结构提出的要求： 提高检索速度；便于修改；降低文件存储费用。 文件逻辑结构的类型 顺序文件 索引文件 索引顺序文件 一、文件逻辑结构的类型 有结构的记录式文件 文件构成：由一个以上的记录构成。 记录长度：分为定长和变长。 分类（按记录的组织）：顺序文件、索引文件、索引顺序文件 无结构的流式文件 文件构成：由字符流构成。 长度：字节为单位 访问：读写指针 注：Unix中所有文件视为流式文件 二、顺序文件 逻辑记录的排序 串结构：记录顺序与关键字无关，按存入时间的先后排列。 顺序结构：记录顺序按关键字排列。 对顺序