操作系统简明教程第五章4.pptVIP

5.3 文件目录和文件检索 问题:文件一旦存入,操作系统怎样找到? 文件系统的一个主要功能: 把文件名和文件存储空间的物理地址联系起来. 文件目录: 文件符号名到文件存储空间的物理地址之间的转换机构.;5.3.1 文件控制块 从操作系统的角度来看，文件包含文件控制块FCB（File Contorl Block）和文件体两部分。 文件控制块是一个用于存放文件的标识、说明、定位和控制等信息的数据结构。 FCB的基本内容应该包含系统中用到的文件属性和文件定位信息，由于设计的目标和管理方法的差异，每个系统中的FCB内容和格式不尽相同。;5.3.2 目录结构 文件目录是一张记录系统中文件标识符、存放文件属性及地址的表格，也可以看作文件控制块的集合。 由于目录本身是被查找和修改的对象，现代的操作系统通常把目录表处理成另一种特殊的文件，称为目录文件。 文件系统有关于目录文件的操作称为目录管理。 ;1．目录项和目录文件 在目录管理中，每一个文件控制块FCB称为一个目录项，包含文件名、属性、文件地址等信息。 还有些操作系统的目录项中只含有文件名和指向另一个数据结构的指针，文件属性和物理地址等存放在这个数据结构中。这个数据结构称作索引结点。 目录项的集合构成了目录表，即目录文件。在UNIX系统中就是这样处理的，在用户需要打开文件时，操作系统根据文件名查找目录表，找到符合条件的目录项后从中取得文件属性和磁盘地址，放到内存与打开文件有关的表目中。;2．常用目录结构 1) 单级目录 每个系统可以维护目录表的数目不同，最简单的设计方案是维护一个单独的目录表，其中包含所有用户的文件说明信息，用户通过一张目录表的查找即可确定有无可用的文件，这种目录称为单级目录。;2) 二级目录 对单级目录的一种有效的改进方法是为所有用户建一个目录文件，称为主目录，让每个用户拥有一个单独的目录文件，即用户目录或子目录，将子目录的地址记入主目录中。这种目录称为二级目录。;3) 树型目录 虽然二级目录解决了不同用户的文件同名问题，但对于有较多文件的用户仍然不够满意。为了方便用户???可以将二级目录扩充成多级目录，即允许一个用户创建多个目录，这样就形成了所谓树型目录结构。例如一个用户可以把它的作业、程序、游戏等放在不同的目录中以便于逻辑管理;4) 无环图目录结构 有时多个用户希望在文件系统中存放和使用同一文件，存储该文件的多个拷贝显然是浪费空间，所以文件系统应该具有文件共享的能力，因此引入一种无环图目录结构。这种结构允许目录项指向被共享的子目录或文件;3．路径 使用目录树来组织文件系统时，需要用某种方法指明文件在目录树中的位置。通常有两种方法： 一种方法是绝对路径，即由根目录到文件所经过的所有目录和文件名组成，如在图5-28中, 文件C在DOS系统中可以表示为\TOM\GAME\C，在UNIX系统中则表示为/TOM/GAME/C。 另一种方法为相对路径，即由相对于当前目录的目录名和文件名组成。例如，如果当前目录为/TOM，则文件C表示为GAME/C。一般情况下，相对路径表示起来更加简单和方便。但是，如果要存取一些特殊文件，而不知道当前目录，就必须使用绝对路径。 ;在大多数系统中，每个进程都有自己的工作目录，所以进程开始工作时可能会切换到自己的目录。但是，如果进程退出后不改回原先系统的目录，其它程序可能无法正常运行。所以进程返回时，一般要调用系统过程回到原来的工作目录。 很多操作系统支持两个特殊的目录项“.和“. .”，读作“dot”和“dotdot”。前者表示当前目录，后者指当前目录的父目录。例如在DOS系统中，命令“cd . .”表示进入父目录，从而避免输入较长的绝对路径。;4．文件目录的管理 由于文件是通过目录表查询的，当访问一个文件时，可能会查询多个目录。很多系统采取的方法是将正在使用的那些目录表复制到主存，这样既不占太多的存储空间，又可显著减少查询的时间。 目录文件的打开，需要做的工作是将文件的有关目录表目复制到主存的约定区域，同时建立用户和这个文件的联系，而关闭目录文件的工作是系统将主存中该文件的目录表目删除或重新写回外存; 某个文件的目录表目已经存在于主存中，那么目录查询工作是不必要的。为了维护当前已打开的目录，系统在内存中设有一张“打开文件表”，记录所有被打开文件的文件说明和属性等信息。用户先在“打开文件表”中查询, 对于已经登记的文件, 可免去在外存中的目录查询。而每个用户各有一张用户打开文件表，记录各用户所打开的文件。 ;5.3.3 文件目录检索 当一个用