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操作系统实验报告――

快速文件系统

一．实验目的：

1）理解Windows2000/XP系统的文件管理机制。

2）掌握无文件高速缓存模式、文件高速缓存模式、异步传输模式的原理。

3）比较无文件高速缓存模式、文件高速缓存模式、异步传输模式的使用。

二、实验原理：

1.文件高速缓存：

(1)假设一个进程读了文件的第一个字节，它常常会按照顺序读第二个第三个字节，一直到

读出所有的字节。利用这个原理可以进行“预取”，也就是说，在进程没请求读磁盘之前就

先把文件读出来并放到高速缓存中。

(2)由于一个文件可能会被多次读人，因此可以在第一次读人后，将文件数据保存在高速缓

存中。这样，下次再读时就不必再从硬盘而可以从缓存中读取。

(3)LRU(LeastRecentlyUsed，最近最少使用)的原则，可以将不常使用的文件从缓存中删

除以节省高速缓存空间。

(4)文件高速缓存还有一个“事后写”的机制。具体地讲，如果一个进程要求写磁盘，它首

先把要写的内容交给高速缓存。而高速缓存并不马上把它写到磁盘上，而是寻找CPU空闲的

时间来进行写操作。这样，要写磁盘的进程就可以不必等待磁盘写完毕以后再继续工作，这

也就节省了整个进程的执行时间。这里需要说明的是，如果有另外一个进程要访问还没有被

写入磁盘的文件时，高速缓存管理程序可以使这个进程直接读高速缓存里面新的即将要写入

的文件内容，而不是磁盘上的旧内容，从而保证了文件内容的一致性。

2.异步传输

(1)文件的异步传输是一种改变指令执行顺序的机制。

(2)如果CPU遇到一条访盘指令，那么它就必须等待缓慢的磁盘访问结束以后才能进行后续

的工作。

(3)如果它后面的指令并不依赖于访盘操作时，这个等待就显得很没有必要。Windows2000

中使用了一种异步传输的机制来解决这个问题。

(4)它通过设置打开文件时的一个标志位来使进程不等待读写文件操作而继续执行。当后续

指令必须用到磁盘访问的结果数据时，它再通过一条Wait指令进行等待。

(5)在访盘指令和等待指令之间的指令就可以与磁盘访问同时进行了，从而大大加快了系统

的

三、相关的API函数用法总结：

1.CreateFile

(1)功能：CreateFile函数创建或打开下列对象，并返回一个可以用来访问这些对象的句

柄。

(2)函数原型：

HANDLECreateFile(LPCSTRlpFileName,DWORDdwDesiredAccess,DWORDdwShareMode,

LPSECURITY_ATTRIBUTESlpSecurityAttributes,DWORDdwCreationDisposition,DWORD

dwFlagsAndAttributes,HANDLEhTemplateFile)

1)lpFileName：指向一个空结尾字符串。该参数指定了用于创建或打开句柄的对象。如果

lpFileName的对象是一个路径，则有一个最大字符数的限制。不能超过常量(MAX_PATH).

这个限制指示了CreateFile函数如何解析路径。

2)dwDesiredAccess：指定对象的访问方式,程序可以获得读访问权,写访问权,读写访问权

或者是询问设备或者是询问设备访问权。

3)dwShareMode：设置位标志指明对象如休共享.如果参数是0,对象不能够共享。后续的

打开对象的操作将会失败,直到该对象的句柄关闭。使用一个或多个下列值的组合来共享一

个对象。

4)lpSecurityAttributes：指向一个SECURITY_ATTRIBUTES结构的指针用于确定如何在子

进程中继承这个句柄.如果这个参数是NULL,则该句柄不可继承。

5)dwCreationDisposition：指定当文件存在或者不存在时如何动作。关于这个参数更多的

信息，参考批注部分。这个参数必须是一个或多个下列值。

6)dwFlagsAndatributes：文件指定属性和标志位该参数可以接收下列属性的任意组合。除

非其它所有的文件属性忽略FILE_ATTRIBUTE_NORMAL。

7)dwFlagAndAttributes：受下列标志的任意组合。

8)hTemplateFile：为GENERIC_READ访问的模式指定一个句柄到模板文件.模板文件在文件

开始创建