第七课 文件系统.pptVIP

第七章 文件系统 7.1 文件与文件系统 文件 具有符号名而且在逻辑上具有完整意义的信息项的序列。 文件系统 文件与管理文件的程序集合。 UNIX文件分类 UNIX文件分类 普通文件 内容可以是程序、数据、图象等，保存在磁盘块中 目录文件 (文件名，文件号)序列，保存在磁盘块中 特殊文件 设备 设备作为文件管理 7.2 文件的访问方式 顺序访问 从文件起始位置开始顺序访问 从文件中间某处开始顺序访问 随机访问 按记录编号随机访问 按关键字(key)随机访问 7.3 文件的组织 逻辑组织 用户看到的文件组织形式 记录式文件：记录的序列 等长记录 不等长记录 流式文件：字节的序列 物理组织 逻辑组织到磁盘块的映射 文件：记录(字节)序列 磁盘：块(block)序列 7.3.2 文件的物理组织 考虑因素 记录格式 等长或不等长, 流式不必考虑 空间开销 除保存文件内容之外的存储开销 访问速度 随机访问速度 长度变化 动态增长 7.4 文件目录 文件控制块与目录项 文件控制块(FCB) 文件存在的标志，其中保存系统管理文件需要的全部信息 目录项 目录文件中的一项，内容为FCB 文件目录与目录文件 文件目录 用于检索文件的目录 目录文件 内容为目录项的文件 Multi-Level Directory(UNIX) 特点: Efficient searching Grouping Capability Current directory (working directory) cd /root/usr/users/wang/d1 type f1 文件目录的查找 查找路径 由根目录开始查找 由当前目录开始查找 查找算法 顺序查找（UNIX） hash查找 对分查找（要求文件名排序） 文件目录的改进 FCB 次部：(文件名, 文件号) (UNIX 16 bytes) 保存在目录文件中 主部：(其它, 链接记数) (UNIX 32 bytes) 保存在外存inode区域 改进的好处 可以提高查找速度(顺序查找) 可以实现文件链接(link) 7.5 文件的共享 共享目的 节省存储空间 进程相互通讯 文件共享模式 不同时使用 根据共享说明 同时使用 根据共享说明和(relaxed)R/W规则 文件的共享 文件共享的实现 公共目录 共享说明 连接 7.6 文件的保护、必威体育官网网址与安全 保护 防止用户对文件进行非授权的访问 必威体育官网网址 防止文件内容泄露 安全 防止文件被破坏 自然因素 人为因素 7.6.1文件的保护(Protection) File owner/creator should be able to control: what can be done by whom Types of access Read Write Execute Append Delete List 7.6.2 文件必威体育官网网址 口令 创建文件时用户规定一个口令，系统将其记在FCB中 访问文件要求给出口令，并与FCB中口令比较 密码 保存时加密(key) 读取时解密(key) 7.6.3 文件系统的安全 Backup 定期将磁盘上文件复制到磁带上 发生故障时由磁带恢复(limited recovery) 实现方法 海量转储:定期将磁盘上文件全部复制到磁带上 增量转储:每次只复制修改部分 磁盘整理 利用转储和恢复可以对磁盘进行整理(使文件物理块连续，空闲盘块连续) 7.7 文件系统的实现 内存所需表目(UNIX) 用户打开文件表 u_ofile (每个进程一个) file (整个系统一个) 系统打开文件表 Inode (整个系统一个) 外存空间的管理 空闲块表 字位映像图(Linux) 成组连接 (UNIX approach) 7.8 文件系统界面(UNIX系统调用) Creat open Close seek Read write Link unlink * * 信息项 信息项 … 信息项 … 信息项 读(写)指针 变换关系 顺序结构： 一个文件占有若干连续的磁盘块。 优点：速度快，节省空间 缺点：长度变化困难 … 块18 块19 块20 块21 块22 ... 磁盘空间 … 首块=18 块数=5 ... FCB 链接结构： 一文件可存于不连续块中，块间以指针相连。 优点：节省空间，长度变化容易。 缺点：随机访问速度慢。 … 块18 ... 块80 ... 块92 ... 磁盘空间 … 首块=18 块数=3 ... FCB 索引结构： 一文件可存于不连续块中，块号记在索引块中。 优点：速度