计算机操作系统ch08.ppt

计算机操作系统 Operating System of Computer 第八章 文件系统 主要内容： 文件和文件系统 文件逻辑结构 目录管理 文件共享 文件保护 知识点及要求： 掌握文件系统的基本概念和实现过程。要求掌握文件的逻辑结构。 掌握文件目录 。 了解文件系统的概念、文件的使用、文件系统的层次模型。 8.1 文件和文件系统 8.1.1 引言 在早期计算机系统中，人们直接用物理地址存放信息。存放信息时，要求用户指出并记住信息存放在哪个设备的哪些磁道、哪些扇区上。 在多用户的环境中这几乎是不可能的，更是不能忍受的。 实际上对用户来说，关心的不是信息的具体存放位置，而是存取方法的方便、可靠。不是信息的物理结构而是信息的逻辑结构。 因此，引入文件和文件系统的概念，它是操作系统的重要组成部分。 8.1.2 文件 1.文件的定义 文件是计算机系统中信息存放的一种组织形式，目前尚无严格的定义，下面给出两种有代表性的解释: 文件是赋名的信息 (数据)项的集合。 文件是赋名有关联的信息单位 (记录)的集合。 这两种解释定义了两种文件形式： 前者说明文件是由字节组成，这是一种无结构的文件，或称流式文件。目前UNIX操作系统，MS-DOS系统均采用这种文件形式。 后者说明文件是由记录组成。而记录则是由一组相关信息项组成。例如每个学生的登记表可视为一个记录，它包括学生姓名，出生年月，性别，籍贯等信息项。所有学生登记表组成一个学生文件。 在现代计算机操作系统中，为方便用户，把设备也作为文件来统一管理，从某种意义上说已拓宽了文件的含义。 一般情况下，一个文件是一组逻辑上具有完整意义的信息集合，并赋以一个文件名。文件名是一个字符串。 2.文件的分类 1）以文件的用途分类 系统文件: 指用操作系统的执行程序和数据组成的文件，这种文件不对用户开放，仅供系统使用。 库文件：是指系统为用户提供的各种标准函数，标准过程和实用程序等。用户只能使用这些文件，而无权对其进行修改。 用户文件: 由用户的信息组成的文件，如源程序文件，数据文件等。这种文件的使用和修改权均属于用户。 2）从按文件的操作保护分类 只读文件: 只允许进行读操作。 读写文件: 允许进行读写操作。 不保护文件: 不作任何操作限制。 3）按文件的性质分类 普通文件: 指一般的用户文件和系统文件。 目录文件: 指由文件目录项组成的文件。 特别文件: 有的系统把设备作为文件统一管理和使用，并为区别起见，把设备称为特别文件。 UNIX操作系统把文件分成普通文件、目录文件和特别文件。? 3.文件属性 用一组信息指定文件的类型、操作特性和存取保护等，把这组信息称为文件的属性。文件的属性一般存放在文件的目录项中。 例如MS-DOS系统中，文件属性占目录项的一个字节，在这个字节中，01表示文件仅读，02表示隐含文件等。 8.1.3 文件系统 操作系统中负责管理文件的机构称为文件系统。也有的文献上叫信息系统。 文件系统负责文件的创立、撤消、读写、修改、复制和存取控制等，并管理存放文件的各种资源。 8.2 文件结构 8.2.1 概述 研究文件结构有两种观点： 用户的观点（文件的逻辑结构）：主要研究用户思维中的抽象文件，为用户提供一种逻辑结构清晰、使用简便的逻辑文件。 用户将按这种形式去存取、检索和加工文件。 例如用户可将文件看作字节的集合。或者用户将文件看作记录的集合。 实现的观点（文件的物理结构）：主要研究驻留在存储介质上的文件的结构。 文件的物理结构：文件的各个字节在存储介质上是如何摆放的。 8.2.2 文件的逻辑结构 记录式文件：记录式文件是一种结构文件。由若干个记录组成，文件中的记录可按顺序编号为记录1，记录2，……，记录n。 如果文件中所有记录的长度相等，则称为定长记录文件，文件的长度为记录个数与记录长度的积。 若文件中的记录长度不相等，则称为变长记录文件。文件长度为所有记录长度之和。 相对流式文件而言，记录式文件的使用不很方便，尤其是变长记录文件。另外在文件中还要有说明记录长度的信息，这就浪费了一部分存储空间。 因此许多现代计算机操作系统如UNIX操作系统等都取消了记录式文件。 2.文件的存取方法 随机存取 也称直接存取，每次存取操作时必须先确定存取的位置。 对流式文件或定长记录的文件比较容易确定存取位置。 对不定长的记录式文件比较麻烦。当然可从第一个记录开始顺序查询，直到找到要存取的记录为止，显然这样做是低效的。 解决的方法是建立索引。文件的索引可以作为文件的一部分，也可以单独建立索引文件。 8.2.3 文件的物理结构 文件的物理结构是指文件在物理存储介质上的结构。 连续结构 链接结构 索引结构 1.连续结构 一个文件的全部信息存放在外存的一片连续编号的物理块中，这种结