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操作系统(文件管理).ppt

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操作系统 (文件管理),徐锋 Email: xf@ics.nju.edu.cn 南京大学计算机科学与技术系,主要内容,概述 文件 文件目录 文件的组织与数据存储 文件系统的其他功能,概述,文件系统出现的原因 用户直接操作和管理辅助存储器上信息,繁琐复杂、易于出错、可靠性差 多道程序、分时系统的出现要求以方便、可靠的方式共享大容量辅助存储器 文件系统是操作系统中负责存取和管理信息的模块,它用统一的方式管理用户和系统信息的存储、检索、更新、共享和保护,并为用户提供一整套方便有效的文件使用和操作方法。,概述,文件系统的功能: 文件的按名存取(基本功能) 文件目录的建立和维护(用于实现上述基本功能) 实现逻辑文件到物理文件的转换(核心内容) 文件存储空间的分配和管理 数据保密、保护和共享 提供一组用户使用的操作,文件,文件 文件是由文件名字标识的一组信息的集合。 实现按名存取的文件系统的优点: 将用户从复杂的物理存储地址管理中解放出来 可对文件提供各种安全、保密和保护措施 实现文件的共享(同名共享、异名共享),文件,文件的命名 各操作系统的文件命名规则略有不同,在文件名字的格式(如合法字符集不同、是否区分大小写等)和长度上存在差异 通常,文件名字由文件名和扩展名组成,中间用“.”分隔。前者标识文件内容、后者标识文件特性。 通配符,”?”代表任何一个符合文件命名要求的合法字符,”*”代表任何一个合法的字符串。,文件,文件的分类 按用途: 系统文件、库文件、用户文件等 按保护级别: 只读文件、读写文件、不保护文件等 按信息流向: 输入文件、输出文件、输入/输出文件 按存放时限: 临时文件、永久文件、档案文件 按存放设备类型: 磁盘文件、磁带文件、软盘文件,文件,文件的属性 用于文件的管理控制和安全保护 分为: 基本属性:文件名、所有者、授权者、长度等 类型属性:普通文件、目录文件、系统文件、隐式文件、设备文件等 保护属性:读、写、可执行、可更新、可删除、可改变保护、归档等 管理属性:创建时间、最后存取时间、最后修改时间等,,文件类型 (-, d, l, b/c),,所有者权限,,其他用户权限,,同组用户权限,文件,文件的存取方法 顺序存取 按记录顺序进行读/写操作的存取方法 可分为:固定长度记录、可变长度记录 直接存取 以任意次序(随机)直接读写某个记录 索引存取 基于索引文件的存取方法。(实际系统中,大多采用多级索引,以加速记录的查找过程),文件,文件的使用 两类接口: 操作或控制台命令,如DOS命令:dir,cd等 系统调用(API),如open,write等,功能包括: 建立文件 打开文件 读/写文件 文件控制 关闭文件 撤消文件 …,文件目录,什么是文件目录? 是文件系统建立和维护的关于系统的所有文件的清单,每个目录项对应一个文件的信息描述,该目录项又称为文件控制块(FCB)。 目录信息也以文件的形式存放,称为目录文件。 文件控制块的基本内容: 文件存取控制信息,如文件名、用户名、文件主存取权限等 文件结构信息,文件逻辑结构、文件的物理结构等 文件使用信息,已打开该文件的进程数、文件的修改情况等 文件管理信息,文件建立日期、文件访问日期等,文件目录,如何实现“按名存取”? 当用户要求存取某个文件时,系统查找目录文件,获得对应的文件目录。 在文件目录中,根据用户给定的文件名寻找到对应该文件的文件控制块(文件目录项) 通过文件控制块所记录的该文件的相关信息(如文件信息存放的相对位置或文件信息首块的物理位置)依次存取该文件的内容。,文件目录,一级目录结构 在操作系统中构造一张线性表,与每个文件有关的属性占用一个目录项就构成一级目录结构。 缺点: 重名问题(当多用户共享一个目录时) 难以实现文件共享(异名共享问题),文件1,文件2,文件N,,,,文件目录,二级目录结构 文件目录由两级目录构成,第一级为主文件目录用于管理所有用户文件目录,第二级为用户的文件目录,用于管理每个用户下的文件。,,用户 文件目录地址,A …,B …,… …,,,,文件,文件,文件,,,,,文件目录,树形目录结构 二级目录结构的推广成多级目录结构,该结构为一倒置的有根树,又称树形目录结构。 倒置树的根称为根目录,从根向下,每一个树枝为一个子目录,而树叶则为文件。 优点: 较好地反映现实世界数据集合之间的层次关系 不同文件可以重名,只要不在同一个目录中 容易以目录为单位进行文件的保护、保密和共享,文件目录,树形目录结构 文件的全名,应该从根目录开始,到该文件名为止,目录路径+文件名。 例,/user/include/testfile.c,/,dev,bin,lib,etc,usr,,,,,,tty00,tt
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