第13章操作系统文件管理.ppt

第13章 文件管理 目标 讨论指导文件管理设计的概 念包括系统可能支持的文件 类描述和文件系统实现的描 述，以及如何增加目录功能 来允许用户管理自己的文件。 本章主要内容 介绍有关文件管理器但设计和实现问题，研究文件及它们的操作，以及目录和文件系统。 13.1概述 文件是一种操作系统机制，用于从一个会话中保存信息到另一个会话中。文件也被用作永久性存档信息的容器。 文件管理是操作系统的一部分，用来实现文件抽象，由文件组成的目录及由大量目录组成的文件系统。 13.2文件 文件是一个信息集合的容器，其基本属性是文件保护，是由文件管理器来实现的，允许用户管理信息如何被其他的用户访问。 文件管理器和虚拟存储器的不同 文件管理器和虚拟存储器的目标不同。 文件抽象是比虚拟存储器技术提前几年出现的。 辅存中所有的文件的文件名是可以从任意地址空间来访问的，而虚拟存储器的内容只能由相关的进程来访问。 13.2.1低级文件 定义：操作系统只提供流-块转换功能。如 windows，unix 。其流-块转换功能由字节流 文件管理器实现。 操作：open( filename)， close( fileID ), read( fileID ,buffer ,length ), write( fileID ,buffer ,length ), seek(fileID,filePosition)。 图13-4 13.2.2结构化文件 由文件系统提供记录-流转换，如Macintosh。 图13-5 结构化文件存储在存储媒体上，用来保存任何种类的信息，包括绝对程序映像，可重定位目标程序，库，根据某些应用需求组织的数值数据，文本数据，字处理文档，图形图像和音频/视频流。 结构化的文件管理器可以支持结构化数据，其采取的策略为： 面向记录的顺序文件 索引的顺序文件 反相文件 13.3低级文件实现 13.3.1 open()和close()操作 建立文件描述表，其包括的内容有： 外部名，共享标志，所有者，保护设置，长度，创建时间，最后修改时间，最后访问时间，引用计数，存储设备信息。 2. 打开文件描述表，在打开之前，文件管理器检查进程是否被授权访问文件，确认被授权时，建立文件描述表的内部版本。内部文件描述表包括以下域： 锁，当前状态，用户。 总体来说，open()操作通知文件管理器初始化管理I/O 内部数据结构。特别的，它执行下面的步骤： 1）在存储设备上定位文件及其外部文件描 述表。 2）从外部文件描述表中提取有关文件的信 息以及来自进程描述表的进程信息。 3）对进程是否被允许访问文件进行检查。 4）在打开文件描述表数组中建立有关项来保 持进程对文件使用的信息。 5）在进程-文件会话表数组中建立项来跟踪 与文件交互的每个进程状态。 当完成授权，数据结构分配和初始化后，open()命令完成。 close()操作使文件管理器完成所有的未处理的操作，释放I/O 缓冲，释放进程在文件上持有的锁，更新外部文件描述表，释放文件状态表项。 13.3.2块管理 块管理指的是记录存储块与哪个文件相关 联的任务。 块分配策略： 1.连续分配 连续分配策略将文件中的N 个逻辑块映射到N 个地址连续的物理块上。连续分配策略不适合动态大小的文件，导致产生外部碎片，但是花费的访问时间较少。 图13-12 2.链接列表 块的链接列表策略是在组成文件的一个任意物理块集合中使用显示指针，逻辑块i+1并不需要分配在接近逻辑块i的物理位置。其缺点是对字节流中的字节的随机访问太慢。 图13-14 3.索引分配 索引分配策略从每个数据块中抽取链接域，并把它们放在一个有N 个条目的单独索引块中来处理。缺点是容易产生表碎片。 图13-15 4.未分配块 当文件系统初始化时，所有的块未被分配，此时将它们初始化为称之为空闲列表的索引文件或空闲块链。优点是可以遍历文件系统中的每个文件，标识出文