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常州工学院计算机信息工程学院 第五章　文件管理 主讲：何中胜 计算机科学与工程系 主要内容 文件与文件系统 文件的逻辑结构与存取方法 文件的物理结构和存储设备 文件存储空间管理 文件与目录管理 文件的共享与保护 Linux的文件管理 5.1　文件与文件系统 文件：文件是一段程序或数据的集合。这是一种较为模糊的说法。在计算机系统中，文件被解释为一组赋名的相关联字符流的集合，或者是相关联记录( 一个有意义的信息单位 )的集合。 文件的两种解释定义了两种文件形式。赋名的字符流文件是一种无结构文件或流式文件。目前常用的操作系统，例如 UNIX 操作系统，MS-DOS等均采用无结构文件形式。无结构文件由于采用字符流方式，与源程序、目标代码等在形式上是一致的，因此，该方式适用于源程序、目标代码等文件。由相关联记录组成的文件中的有些基本信息单位是记录。记录是由 N (N 1) 个字节组成的具有特定意义的信息单位。记录式文件主要用于信息管理。 在有些操作系统中，从字符流文件的角度出发，设备也被看作是赋予特殊文件名的文件。从而，系统可以对设备和文件实施统一管理，以致大大简化设备管理程序和文件系统的接口设计。 用户文件名由用户给定，它是一个字母数字串，有些系统规定必须是英文字母打头且允许一些其他的符号出现在文件名的非打头部分。例如a.out，ccdos.exe均为合法文件名。 文件系统 文件系统：操作系统中与管理文件有关的软件和数据称为文件系统。它负责为用户建立文件，撤消、读写、修改和复制文件，还负责完成对文件的按名存取和进行存取控制。 文件系统具有以下特点： ① 友好的用户接口，用户只对文件进行操作，而不管文件结构和存放的物理位置。 ② 对文件按名存取，对用户透明。 ③ 某些文件可以被多个用户或进程所共享。 ④ 文件系统大都使用磁盘、磁带和光盘等大容量存储器作为存储介质，因此，可存储大量信息。 文件的分类 按文件的性质和用途可以分为三类： (1) 系统文件 该类文件只允许用户通过系统调用来执行它们，而不允许对其进行读写和修改。 这些文件主要由操作系统核心和各种系统应用程序和数据所组成。 (2) 库文件 该类文件允许用户对其进行读取、执行， 但不允许对其进行修改。库文件主要由各种标准子程序库组成。如 C 语言子程序库、FORTRAN子程序库等。 (3) 用户文件 用户文件是用户委托文件系统保存的文件。这类文件只由文件的所有者或所有者授权的用户才能使用。用户文件主要由源程序、目标程序、用户数据库等组成。 文件的分类 按组织形式，文件又可被分为以下三类： (1) 普通文件 普通文件既包括系统文件，也包括用户文件和库函数文件、实用程序文件。普通文件主要是指组织格式为系统中所规定的最一般格式的文件，例如由字符流组成的文件。 (2) 目录文件 目录文件是由文件的目录信息构成的特殊文件。即该文件的内容不是各种程序或应用数据，而是用来检索普通文件的目录信息。 (3) 特殊文件 在 UNIX 系统中，所有的输入、输出设备都被看作特殊文件。这组特殊文件在使用形式上与普通文件相同，如查找目录、存取操作等。 文件的分类 按文件中的信息流向或文件的保护级别等分类。 例如，按信息流向可把文件分为：输入文件、输出文件、以及输入/ 输出文件等。 按文件的保护级别又可分为：只读文件、读写文件、可执行文件和不保护文件等。 文件的分类主要是便于系统对不同的文件进行不同的管理，从而提高处理速度和起到保护与共享的作用。例如，一个系统文件在读入内存时将被放在内存的某一固定区且享受高的保护级别，从而不必像一般的用户文件那样只有在内存用户可用区分得相应的空闲区之后才能被调入内存。 文件系统必须完成的功能　 (1) 为了合理的存放文件，必需对磁盘等辅助存储器空间 (或称文件空间) 进行统一管理。在用户创建新文件时为其分配空闲区，而在用户删除或修改某个文件时,回收和调整存储区。 (2) 为了实现按名存取，需要有一个用户可见的文件逻辑结构，用户按照文件逻辑结构所给定的方式进行信息的存取和加工。这种逻辑结构是独立于物理存储设备的。 (3) 为了便于存放和加工信息，文件在存储设备上应按一定的顺序存放。这种存放方式被称为文件的物理结构。 (4) 完成对存放在存储设备上的文件信息的查找。 (5) 完成文件的共享和提供保护功能。 5.2　文件的逻辑组织 文件的的逻辑结构是用户概念中的文件结构，对应的文件称为“逻辑文件”。 逻辑文件有两种形式：流式文件与记录式文件。 在文件系统设计时，选择何种逻辑结构才能更有利于用户对文件信息的操作呢？一般情况下，选取文件的逻辑结构应遵循下述原则： (1) 当用户对文件信息进行修改操作时，给定的逻辑结构应能尽量减少对已存储好的文件信息的变动。 (2)