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第 7 章 文件系统 7.1 引言 文件管理的目的 文件系统的基本概念 文件的分类 文件管理的目的 方便的文件访问和控制：以符号名称作为文件标识，便于用户使用； 并发文件访问和控制：在多道程系统中支持对文件的并发访问和控制； 统一的用户接口：在不同设备上提供同样的接口，方便用户操作和编程； 多种文件访问权限：在多用户系统中的不同用户对同一文件会有不同的访问权限； 优化性能：存储效率、检索性能、读写性能； 差错恢复：能够验证文件的正确性，并具有一定的差错恢复能力； 文件系统的基本概念 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、文件类型、文件的长度、文件存储地址、访问权限、访问时间等； 文件系统 文件的分类 按性质和用途 系统文件：由系统软件构成 库文件：由标准子程序及常用的例程等所构成 用户文件：由用户源代码、可执行文件或数据等构成 组织形式 普通文件 目录文件 特殊文件 存取控制属性 只执行文件：不允许读、写 只读文件：不允许写 读写文件 不保护文件 文件的逻辑结构 有结构文件：记录式文件 无结构文件：流式文件 文件的物理结构 连续文件（顺序文件）：把逻辑上连续的文件信息顺序地存储到连续的物理盘块中 串联文件（链接文件）：文件信息可以放在不相邻的物理位置 索引文件：通过索引表进行 7.2 文件的逻辑结构与存取方法 文件的结构，是指以什么样的形式去组织一个文件。用户总是从使用的角度出发去组织文件，而系统则总是从存储的角度出发去组织文件。因此，文件有两种结构：从用户使用角度组织的文件，被称为文件的“逻辑结构”；从系统存储角度组织的文件，被称为文件的“物理结构”。文件系统的主要功能之一就是在文件的逻辑结构与相应的物理结构之间建立起一种映射关系，并实现两者之间的转换。说得具体一点，就是如果用户要使用文件中的某个信息，那么系统就必须根据用户给出的文件名以及所指的信息，找到这个文件，找到这个文件里的那个信息。“找到”，就是进行逻辑结构与物理结构之间的映射。 文件的逻辑结构 文件逻辑结构的设计要求： 访问性能：便于检索；便于修改 存储性能：向物理存储转换方便，节省空间 文件的逻辑结构分类：流式和记录式 如果把文件视为有序的字符集合，在其内部不再对信息进行组织划分（无结构），那么这种文件的逻辑结构被称为“流式文件”，文件体为字节流，不划分记录，顺序访问，每次读写访问可以指定任意数据长度。流式文件以字符为操作对象，适用于进行字符流的正文处理。UNIX操作系统总是以流式作为文件的逻辑结构； 记录式文件把文件信息划分成一个个记录，存取时以记录为单位进行，是有结构的。 记录式文件 在记录式文件中，总要有一个数据项能够惟一地标识记录，以便对记录加以区分。文件中的这种数据项被称为主关键字或主键。比如，图中的“学号”就是该文件的主关键字。要查找文件中的某个记录时，只要按主关键字去有哪些信誉好的足球投注网站，肯定能够找到。记录中的其他项被称为次关键字，或次键。利用次键去查找记录，可以对文件中的记录进行分类。比如，用“操作系统=85”的条件去有哪些信誉好的足球投注网站，则会得到两个记录，即李伟业和袁中春的操作系统分数都是85分。 记录式结构文件的种类 连续结构：将记录按生成的先后 顺序排列 多重结构 转置结构 顺序结构 文件的存取方法 顺序存取法：按照文件的逻辑地址顺序存取,即按照文件记录的排列次序一个接一个地存取。为了存取第i个记录，必须先通过记录1到记录i-1。 由于磁带机的物理特性，文件只能采用顺序结构在其上存放，也只能采用顺序存取的方式对文件进行访问。对于磁盘，文件可以采用顺序结构、链接结构和索引表结构在其上存放。 按键存取法：根据给定的键或记录名进行存取。两步：有哪些信誉好的足球投注网站要进行存取的记录的逻辑位置（线性有哪些信誉好的足球投注网站法、散列有哪些信誉好的足球投注网站法、二分有哪些信誉好的足球投注网站法）；将逻辑地址转换为物理地址。 7.3 文件的物理结构与存储设备 连续存放——连续文件 用户总是把自己的文件信息看作是连续的。把这种逻辑上连续的文件信息依次存放到辅存连续的物理块中，所涉及的这些物理块，就是这个用户文件的物理结构。由于这些物理块是连续的，所以这个文件的物理结构被称为顺序结构，或连续文件。 链接块存放——串联文件 如果把逻辑上连续的用户文件信息存放到辅存的不连续物理块中，并在每一块中包含一个指针，指向与它链接的下一块所在的位置，最后一块的指针放上“-1”，表示文件的结束。那么这时所涉及的物理块，就是这个用户文件的物理结构。由于这些物理块是不连续的，逻辑文件信息的连续性就要通过这些块中的指针表现出来，因此把这个文件的物理结构称为链接结构，或串联文件。 索引表存放——索引文件 如果把逻辑上连续的