第六章 文件管理
第六章 文件管理2
概述 文件的结构和存取方式 文件目录 文件系统的实现 文件的使用 文件系统的可靠性和安全性
一、概述
所有的计算机应用程序都要： 存储信息，检索信息
两种观点 用户观点： 文件系统如何呈现在其面前：一个文件 有什么组成，如何命名，如何保护文件， 可以进行何种操作等等 按名存取 操作系统观点： 文件目录怎样实现，怎样管理存储空间， 文件存储位置，磁盘实际运作方式(与设 备管理的接口)等等 外存空间管理
空闲盘块号 栈
1 00 4 00 3 99
1 00
99 0 7 99 9 …
3 01 S.free 0 1 1 00 3 00 2 99
7 90 1
3 00
4 00
7 90 0
… 2 99 3 99 7 89 9 7 99 9
…
98 99 2 02 2 01 2 01
…
3 01
…
…
7 80 1
…
7 90 1
文件2
文件3
… …
文件n（FCB）
（2）二级目录结构 为改变一级目录文件目录命名冲突，并 提高对目录文件检索速度而改进 目录分为两级：一级称为主文件目录， 给出用户名，用户子目录所在的物理位 置；二级称为用户文件目录（又称用户 子目录），给出该用户所有文件的FCB
文件目录
二级目录结构
主文件目录
目录分解法
目录文件的 目录项是文件控制块FCB
文件 名
扩展 名
文 件 属 性
建立 日期
建立 时间
文件 修改 修改 第一个磁盘 长度 日期 时间 块号
将上述目录项分解，引入索引节点 目录文件 文件名 索引节点号 1 2 索引节点表
操作系统第六章复习资料
第六章文件管理一、选择题1.文件系统最基本的目标是（A），它主要是通过（B）功能实现的，文件系统所追求的最重要的目标是（C）。
A，C：（1）按名存取；（2）文件共享；（3）文件保护；（4）提高对文件的存取速度；（5）提高I/O 速度；（6）提高存储空间利用率。
B：（1）存储空间管理；（2）目录管理；（3）文件读写管理；（4）文件安全性管理2.在文件系统中可命名的最小数据单位是（A），用户以（B）为单位对文件进行存取、检索等，对文件存储空间的分配则以（C）为单位。
A,B,C：（1）字符串；（2）数据项；（3）记录；（4）文件；（5）文件系统。
3.按逻辑结构可把文件分为（A）和（B）两类，UNIX系统中的文件系统采用（B）。
A,B：（1）读、写文件；（2）只读文件；（3）索引文件；（4）链式文件；（5）记录式文件；（6）流式文件。
4.假定盘块的大小为1KB，对于1.2MB的软盘，FAT需占用（A）的存储空间；对于100MB的硬盘，FAT需占用（B）的存储空间。
A：（1）1KB；（2）1.5KB；（3）1.8KB；（4）2.4KB；（5）3KB。
B：（1）100KB；（2）150KB；（3）200KB；（4）250KB；（5）300KB。
5.从下面的描述中选出一条错误的描述。
（1）一个文件在同一系统中、不同的存储介质上的拷贝，应采用用一种物理结构。
（2）文件的物理结构不仅与外存的分配方式相关，还与存储介质的特性相关，通常在磁带上只适合使用顺序结构。
（3）采用顺序结构的文件既适合进行顺序访问，也适合进行随机访问。
（4）虽然磁盘是随机访问的设备，但其中的文件也可使用顺序结构。
6.从下面关于顺序文件和链接文件的叙述中，选出一条正确的叙述。
（1）顺序文件适合于建立在顺序存储设备上，而不适合于建立在磁盘上。
（2）显式链接文件将分配给文件的下一个物理盘块的地址登记在该文件的前一个物理盘块中。
（3）顺序文件必须采用连续分配方式，而链接文件和索引文件则可采用离散的分配方式。
操作系统第6章 文件管理(文件目录与目录文件)
具有相似的结构，它由用户所有文件的文件控制块组成。此外，
在系统中再建立一个主文件目录MFD(Master File Directory)； 在主文件目录中，每个用户目录文件都占有一个目录项，其目录 项中包括用户名和指向该用户目录文件的指针。如图2所示：
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一 文件目录管理
图2
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●缺点：查找速度慢；文件不能重名。不便于实现文件共享。
文件名 文件名 1 文件名 2 … 物理地址 文件说明 状态位
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表1 单级目录
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一 文件目录管理
【七】二级目录
●为了克服单级目录所存在的缺点，可以为每一个用户建立一个单 独的用户文件目录UFD(User File Directory)。这些文件目录
二级目录结构示意图
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一 文件目录管理
●两级目录结构基本上克服了单级目录的缺点，并具有以下优点：
1) 提高了检索目录的速度。如果在主目录中有n个子目录，采用两 级目录可使检索效率提高n/2倍。
2) 在不同的用户目录中，可以使用相同的文件名。
3) 不同用户还可使用不同的文件名来访问系统中的同一个共享文件。 但当多个用户之间要相互合作去完成一个大任务，且一用户又需 去访问其他用户的文件时，这种隔离便成为一个缺点，因为这种 隔离会使诸用户之间不便于共享文件。
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一 文件目录管理
●当文件被打开时，要将磁盘索引结点拷贝到内存的索引结点中，便于
以后使用。在内存索引结点中又增加了以下内容： 1. 索引结点编号，用于标识内存索引结点。 2. 状态，指示i结点是否上锁或被修改。 3. 访问计数，每当有一进程要访问此i结点时，将该访问计数加1， 访问完再减1。 4. 文件所属文件系统的逻辑设备号。 5. 链接指针。设置有分别指向空闲链表和散列队列的指针。
计算机操作系统第三版第六章详解
| |
和管理的软
件集合
基本 I/O 管理程序（文件组织模块）
青
基本文件系统（物理 I/O 层）
岛
理 工 大 学 文件、目录、磁盘
(带)存储空间
I/O 控制层（设备驱动程序） 对象及其属性说明
第六章 文件管理
计 算
6.1 文件和文件系统
机
操
6.1.3 文件操作
作
系
1.最基本的文件操作
统 |
★创建文件
工
读写文件
大
学
第六章 文件管理
6.1 文件和文件系统 计对文件存储空间的管理、对文件
算目录的管理、用于将文件的逻辑
机操地文址件转的换读6为和.物 写1.理的2 地管文址理件的以类机及型制对、文和对件文件系统模型
作的共享2.与文保件护系统模型
命令接口、程序接口
系
文件系统接口
统
|
对对象操纵
逻辑文件系统
|
★删除文件
|
★读文件
青
岛
★写文件
理
★截断文件
工
大
★设置文件的读/写位置
学
第六章 文件管理
计 算
6.1 文件和文件系统
机
操 6.1.3 文件操作
作
系 2.文件的“打开”和“关闭”操作
统 |
步骤：
|
① 检索文件目录找到指定文件的属性及其在
|
外存上的位置；
青
② 对文件实施相应的操作。
岛
理 3.其它文件操作
岛 理 工 大
其目件用的，户是即选物择理一文逻结种件辑构良。好的、设备物结利理构用率高系的统物理 文件结构。系统按此结构和外部设备交换信息。
操作系统第六章答案
操作系统第六章答案第六章⽂件管理1、何谓数据项、记录和⽂件P203 P204答：数据项：数据项是最低级的数据组织形式，是数据组中可以命名的最⼩逻辑数据单位，若⼲个基本数据项组成的。
记录：记录是⼀组相关数据项的集合，⽤于描述⼀个对象在某⽅⾯的属性。
⽂件：⽂件是指由创建者所定义的、具有⽂件名的⼀组相关元素的集合，可分为有结构⽂件和⽆结构⽂件两种。
在有结构的⽂件中，⽂件由若⼲个相关记录组成；⽽⽆结构⽂件则被看成是⼀个字符流。
⽂件在⽂件系统中是⼀个最⼤的数据单位，它描述了⼀个对象集。
2、⽂件系统的模型可分为三层，试说明其每⼀层所包含的基本内容。
P206图答：1、对象及其属性：⽂件、⽬录、硬盘（磁带）存储空间；2、对对象操纵和管理的软件集合：⽂件管理系统的核⼼部分；3、⽂件系统的接⼝：命令接⼝、程序接⼝；3、试说明⽤户可以对⽂件施加的主要操作有哪些。
P207答：1、最基本的⽂件操作：创建⽂件、删除⽂件、读⽂件、写⽂件、截断⽂件、设置⽂件的读/写位置；2、⽂件的“打开”和“关闭”操作；3、其它⽂件操作；4、何谓逻辑⽂件何谓物理⽂件P208答：逻辑⽂件：这是从⽤户观点出发所观察到的⽂件组织形式，是⽤户可以直接处理的数据及其结构，它独⽴于⽂件的物理特性，⼜称为⽂件组织。
物理结构：⼜称为⽂件的存储结构，是指⽂件在外存上的存储组织形式。
这不仅与存储介质的存储性能有关，⽽且与所采⽤的外存分配⽅式有关。
5、如何提⾼对变长记录顺序⽂件的检索速度P210答：对于变长记录的顺序⽂件，在顺序读或写时的情况相似，但应分别为它们设置读或写指针，在每次读或写完⼀个记录后，须将读或写指针加上Li。
Li 是刚读或刚写完的记录的长度。
6、试说明对索引⽂件和索引顺序⽂件的检索⽅法。
P211 P212答：在对索引⽂件进⾏检索时，⾸先是根据⽤户（程序）提供的关键字，并利⽤折半查找法去检索索引表，从中找到相应的事项；再利⽤该表项中给出的指向记录的指针值，去访问所需的记录。
《计算机操作系统教程(第三版)》 第6章 文件管理
2 . 路径名 在多级目录结构中，从根目录到末端的数据文件之间只有一条 唯一的路径。我们就可以用路径名惟一的表示一个文件。路径名有 绝对路径名和相对路径名两种表达形式。 绝对路径名，又称为全路径名，是指从根目录到达所要查找文 件的路径名。 相对路径名。在多级目录结构中，如果每次都从根目录开始检 索，会耗费大量的查找时间。为解决此问题，系统引入了当前目录 （又称为工作目录）。用户在一定时间内，可指定某一级的一个目 录作为当前目录（或称工作目录、值班目录），而后用户想访问某 一文件时，便不用给出文件的整个路径名，也不用从根目录开始查 找，只需给出从当前目录到查找的文件间的路径名即可，从而减少 查找路径。
6.1.2 文件的分类、属性及文件系统 的功能
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6.1.1 文件与文件系统的概念
1．文件的定义 文件是具有标识符（文件名）的一组相关信息的 集合。标识符是用来标识文件的。不同的系统对 标识符的规定有所不同。文件的确切定义有两种 说法： （1）文件是具有标识符的相关字符流的集合。 （2）文件是具有标识符的相关记录的集合。
3 . 索引分配
在索引分配策略中，系统为每个文件分配一个索 引块，索引块中存放索引表，索引表中的每个表 项对应分配给文件的一个物理块。
4 . i节点
最后一个磁盘分配策略是给每个文件赋予一张称 为i-节点(索引节点)的小型表，其中列出了文件 属性和各块在磁盘上的地址，实例如图6.13所示。
返回本节
索引节点编号 索引节点状态 连接指针 访问计数
逻辑设备名
返回本节
6.4.2 单级目录结构
文件名 C 文件的物理 位置 日期 时间 其他信 息
bsc
Wps …… 图6.8 单级目录结构
返回本节
第六章文件管理课件
管 理
或汉字构成，用户利用文件名来访问文件，即“按名存取” 1
。
三、文件的分类
操 按文件的性质和用途分类：
作 系
1）系统文件。由操作系统核心和各种系统程序及数据组成
统 的文件。
这类文件通常只允许用户通过操作系统调用执行，不允许
对其进行读写和修改。如编译程序、解释程序以及操作系
统本身。
2）库文件。主要由各种标准子程序库组成。
第
六
这类文件只允许用户对其进行读取、执行，但不允许对
章 其进行修改。如C语言子程序库、PASCAL语言子程序库等。
文 3）用户文件。由用户建立的文件。
件 管
这类文件只由文件主或被授权的用户才能使用。如源程
理 序、目标程序、数据文件等。
2
UNIX操作系统中，文件按组织形式和处理方式分为三类。
操 作
1）普通文件。由字符流组成的文件。UNIX系统中的普通
文 件
随机存取：是根据记录的编号来直接存取文件中的任意一个
管 记录，而无需存取其前面的记录；或者是根据存取命令把读
理
写指针移到欲读写信息处。
9
按键存取：是根据给定的键值或记录名来直接存取纪录式文
操 件中的记录。
作
系
主键：只能唯一确定一条记录。
统
键
次键：能确定一批记录。
第 六 章
文
件
管
理
10
6.3 文件的物理结构与存储设备
统 2）安全可靠。
文件系统能提供各种保护措施，防止对文件信息无意或
有意的破坏，并避免由于各种偶然性事故可能造成文件信息
的损坏，而且为用户提供了一定的保密措施如对文件加密，
以防止用户信息被人“偷窃”。
操作系统第6章 文件管理(文件目录与目录文件)
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内容提纲
一 文件目录管理
二 文件共享与文件保护1/7
3
一 文件目录管理
一 文件目录管理
【一】目录管理的基本功能
1.实现“按名存取”，目录管理中最基本的功能之一是通过提供的 访问文件名，便客快速准确地找到指定外存上的文件存储位置。 2.快速检索文件目录。通过合理地组织目录结构的方法，可加快对 目录的检索速度，从而提高对文件的存取速度。这是在设计一个 大、中型文件系统时所追求的主要目标。 3.实现文件共享。在多用户系统中，通过保留在外存中的副本，供 不同用户使用，以节省大量的存储空间，提高文件利用率。 4. 文件重名。系统允许在不同级别的目录中，命名相同的文件名。
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一 文件目录管理
【八】多级目录
●对于大型文件系统，通常采用三级或三级以上的目录结构，以提高对目 录的检索速度和文件系统的性能。多级目录结构又称为树型目录结构， 主目录称为根目录，把数据文件称为树叶，其它的目录均作为树的结 点。图2中，方框代表目录文件，圆圈代表数据文件。在该树型目录结 构中，主(根)目录中有三个用户的总目录项A、B和C。在B项所指出的B 用户的总目录 B中，又包括三个分目录 F、E和D，其中每个分目录中又 包含多个文件。如B目录中的 F分目录中，包含 J和N两个文件。为了提 高文件系统的灵活性，应允许在一个目录文件中的目录项既是作为目 录文件的 FCB，又是数据文件的 FCB，这一信息可用目录项中的一位来 指示。例如，在图3中，用户 A的总目录中，目录项 A是目录文件的 FCB， 而目录项B和D则是数据文件的FCB。
2. 优点：易于理解实现和维护；
3. 问题：划分要考虑到如果分层太少，连接与访问简 单，但每层内容复杂；分层太多，形成的参数太 多，传递速度慢。 4. Madnick 把文件系统画分为8层，如下图1所示
计算机操作系统文件管理
• 在现代计算机系统中，有大量的程序和数据， 需要长期保存，把它们以文件的形式存放在外存 中、需要时可随时将它们调入内存。 •如果由用户直接管理外存上的文件是不能胜任。 •操作系统实现文件管理功能，把对文件的存取、 共享和保护等手段提供给用户，有效地提高系统 资源的利用率。
6．1文件和文件系统
文件操作
• 用户通过文件系统提供的系统调用实施对文件的操作 用户通过文件系统提供的系统调用实施对文件的操作。 1.最基本的文件操作有 最基本的文件操作有：创建文件、删除文件。读文件、 写文件、截断文件和设置文件的读／写位置。 2.文件的“打开”和“关闭”操作 文件的“打开” 关闭”操作：所谓“打开”，是指 系统将指名文件的属性（包括该文件在外存上的物理 位置）从外存拷贝到内存打开文件表的一个表目中， 并将该表目的编号（或称为索引）返回给用户。 利用 “关闭”（close）系统调用来关闭此文件，OS将会把 该文件从打开文件表中的表目上删除掉。 3．其它文件操作 其它文件操作：对文件属性的操作，改变文件名、改 变文件的拥有者，查询文件的状态等；
★ 链接方式又可分为隐式链接和显式链接 两种形式。 1．隐式链接 （见图6-8，P194） • 隐式链接分配方式的主要问题在于：它 只适合于顺序访问，它对随机访问是极 其低效的。 • 为了提高检索速度和减小指针所占用的 存储空间，可以将几个盘块组成一个簇， 以簇为单位，将会减小查找指定块的时 间，而且也可减小指针所占用的存储空 间。
3．顺序文件的优缺点 :
优点: 优点 (1)对顺序文件的存取效率是所有逻辑文件中最高 的. (2)只有顺序文件才能存储在磁带上，并能有效地 工作。 缺点 : (1)在交互应用的场合，如果用户（程序）要求查 找或修改单个记录，为此系统便要去逐个地查 找诸记录。 (2)如果想增加或删除一个记录，都比较困难；
第6章 文件管理_习题
第6章文件管理6.4习题6.4.1 基本题一．判断题(正确的在括号中记√,错误的记×)1.如果用户极其频繁地访问其当前目录中的文件,那么应将该目录放在内存。
( )2,打开文件操作的目的是建立用户和文件的联系。
（）3.连续文件的缺点之一是不便于扩充。
( )4.文件保护就是禁止对文件的进行存取。
（）5.树结构目录的层次和隶属关系清晰,有利于文件和目录的共享。
( )6.多重索引结构适合于有大量大文件的系统。
( )7.隐式链接结构可以提高文件存储空间的利用率,但不适合文件的随机存取。
( )8.访问控制矩阵比访问控制表更节约空间。
( )9.对物理文件来说,顺序文件必须采用连续分配方式,而链接文件和索引文件可采用离散分配方式。
( )10.文件系统中,所有文件的目录信息集中存放在内存的一个特定区域中。
( )二.单项选择题1.文件系统是指___________。
A.文件的集合B.文件的目录C.实现文件管理的一组软件D.文件、管理文件的软件及数据结构的总体2.按逻辑结构可把文件分为记录式文件和________两类。
A.读、写文件B.只读文件C.索引文件D.流式文件3.文件系统中文件存储空间的分配是以_______为单位进行的。
A.字B.块C.字节D.文件4.从用户角度看,引入文件系统的主要目的是_______。
A.实现虚拟存储B.保存系统文档C.实现对文件的按名存取 D,保存用户和系统文档5.一个文件系统采用二级目录结构,它的两张目录分别是__________。
A.系统目录和子目录B.根目录和子目录C.主目录和用户目录D.用户目录和子目录6、Hash文件采用的寻址方法是________。
A.计算B.比较C.索引D.顺序7.文件系统中用__________管理文件。
A.作业控制块B.外页表C.目录D.软硬件结合的方法8.可以解决文件重名问题的最简单的文件目录结构是______。
A.单级目录B.树型结构目录C.二级目录D.便于共享的目录9.为了对文件系统中的文件进行安全管理,任何一个用户在进入系统时都必须进行注册,这一级安全管理是_________安全管理。
第6章 文件系统
–（6）截断文件：将目录项中文件的长度 属性改为零，其它属性保留。 –（7）设臵读写位臵：前面的读写操作每 次从文件的起始位臵读写。本操作用于设 臵读写指针，从需要位臵开始。即将顺序 存取改为随机存取。
• 2. 其它文件操作 • 以系统调用的形式提供给用户，有： – 1）关于文件属性的操作：改变文件名、 改变文件所有者、改变文件的访问权限等。 – 2）有关目录操作的：创建目录、删除目 录等。 – 3）实现文件共享的操作
• 2．文件的物理结构：又称文件的存储结构， 文件在外存上组织形式，与存储介质的存储 性能有关。
6.2.1 文件逻辑结构的类型
有结构文件—记录式文件 1. 定长记录：寻址简单 2. 变长记录： ① 数据项数目不同：如论文中的关键词等。 ② 数据项本身长度不定，如病历中的病史。 • 有结构文件的组织方式： 1. 顺序文件：文件中的记录按照某种顺序排列， 适合于定长记录文件 2. 索引文件：若记录长度可变，则建立一张索引 表，每个记录一个表项，加快检索。 3. 索引顺序文件：建立索引表，一组记录一个表 项 •
6.1.3 文件操作
–（2）删除文件：在目录中找到要删 除文件的目录项并删除，同时回收空 间。 –delete文件系统调用过程 • 检查参数，得到文件名（路径名） • 按名查找文件目录结构，找到文件 的FCB • 按FCB中的索引表释放文件所占外存 空间 • 从文件目录结构中删除FCB 。
6.1.3 文件操作
• 文件系统 – 操作系统中管理文件的机构，提供文件存 储和访问功能。
应用程序 多种文件类型（划分记录，顺序或索引等） 基本I/O管理（I/O缓存和调度，性能优化） 物理I/O（基本文件系统） 外部存储器 文件系统
6.1.2 文件类型
第六章 文件管理(作业补充)
项为直接地址，第10个地址项是一级间接地址索，第
(2)5000/512=9，余数为392，即字节偏移量5000对应的逻辑 （1）该文件系统允许文件的最大长度是多少？ 块号为9，块内偏移量为392。由于9<10，故可直接从该文件的 FCB的第9个地址项处得到物理盘块号，块内偏移量为392. （2）将文件的字节偏移量5000、15000、150000 15000/512=29，余数为152，即字节偏移量15000对应的 转换为物理块号和块内偏移量。 逻辑块号为29，块内偏移量为152。由于10≤29<10+170，而 （3）假设某个文件的FCB已在内存，但其他信息均在 29-10=19，故可从FCB的第10个地址项，即一次间址项中得到 一次间址块的地址，并从一次间址块的第19项中获得对应的物理 外存，为了访问该文件中某个位置的内容，最少需要几 盘块号，块内偏移量为152.
一个一次间址块的地址，再从该一次间址块的第112
项中获得对应的物理块号，块内偏移量为496.
（3）由于文件的FCB已在内存，为了访问文件中某
个位置的内容，最少需要1次访问磁盘（即可通过直接 地址直接读文件盘块），最多需要4次访问磁盘（第1
次读三次间址块，第2次读二次间址块，第3次读一次
间址块，第4次读文件盘块）。
二、一个文件系统中，其文件控制块占64B，一
个盘块大小为1KB，采用一级目录。假定文件目录
中有3200个目录项。问查找一个文件平均需要多少 次访问磁盘。
解答：3200个目录项占用的盘块数=3200×64B /1KB=200个。
因为一级目录平均访盘次数=1/2盘块数（顺序查找目录表中的所有 目录项，每个目录项为一个文件控制块），所以平均访问磁盘次数
计算机操作系统-汤小丹第4版复习讲义教程第6章文件管理
6.2.3 索引文件
对于定长记录文件，如果要查找第i个记录，可直接根据下式 计算来获得第i个记录相对于第一个记录首址的地址：
Ai = i × L 然而，对于可变长度记录的文件，要查找其第i个记录时，须 首先计算出该记录的首地址。为此，须顺序地查找每个记录 ，从中获得相应记录的长度Li，然后才能按下式计算出 第i个记录的首址。假定在每个记录前用一个字节指明该记录 的长度，则
3. 文件 文件是指由创建者所定义的、具有文件名的一组相关元 素的集合，可分为有结构文件和无结构文件两种。
6.1.2 文件名和类型 1. 文件名和扩展名 (1) 文件名。 (2) 扩展名。
2. 文件类型 1) 按用途分类 根据文件的性质和用途的不同，可将文件分为三类： (1) 系统文件，这是指由系统软件构成的文件。大多数 的系统文件只允许用户调用，但不允许用户去读，更不允许 修改；有的系统文件不直接对用户开放。 (2) 用户文件，指由用户的源代码、目标文件、可执行 文件或数据等所构成的文件。用户将这些文件委托给系统保 管。 (3) 库文件，这是由标准子例程及常用的例程等所构成 的文件。这类文件允许用户调用，但不允许修改。
1. 对象及其属性 文件管理系统管理的对象如下： (1) 文件。 (2) 目录。 (3) 磁盘(磁带)存储空间。
2. 对对象操纵和管理的软件集合 该层是文件管理系统的核心部分。文件系统的功能大多 是在这一层实现的，其中包括有：① 对文件存储空间的管理； ② 对文件目录的管理；③ 用于将文件的逻辑地址转换为物 理地址的机制；④ 对文件读和写的管理；⑤ 对文件的共享 与保护等功能。在实现这些功能时，OS通常都采取了层次组 织结构，即在每一层中都包含了一定的功能，处于某个层次 的软件，只能调用同层或更低层次中的功能模块。
第六章,文件管理
第六章文件管理1.文件管理应具有文件存取空间的管理，目录管理，文件的读/写管理，文件的共享和保护。
2.文件按逻辑结构可分成字符流式和记录式两种类型，现代操作系统（如UNIX）普遍采用的是其中的字符流式。
3.记录式文件把数据的组织分成数据项，记录和文件三级。
4.数据项是用来描述一个实体的某个属性；记录式用来描述一个实体的某方面（相对完整）的属性；文件用于描述一个实体集（即群体）的某方面的属性。
5.一个文件系统模型由最低层的对象及其属性，中间层的对对象进行操作和管理的软件集合和最高层用户接口三个层次组成。
6.对文件的访问有顺序访问和随机访问两种方式。
7.文件的物理结构主要有顺序结构，链接结构和索引结构三种类型，其中顺序访问效率最高的是顺序结构，随机访问效率最高的是索引结构。
8.可将顺序文件中的文件内容转入到连续的多个盘块中，此时，文件目录项的地址部分给出的是文件的首个物理块的块号。
问了访问到文件所有内容，目录项中还必须有文件长度。
9.可将链接式文件中的文件内容装入到离散的多个盘块中，并通过链接指针将它们构成一个队列，显示链接文件具有较高的检索速度。
10.对于字符流式文件，可将索引文件中的文件内容装入离散的多个盘块中，并为每个文件建立一张索引表，其中每个表项都含有逻辑块号和对应的物理块块号。
11.在利用空间链表来管理外存空间时，可有两种方式：一种以空间盘块为单位拉成一条链；另一种以空闲盘区为单位拉成一条链。
12.从文件管理的角度来看，文件时由文件控制块PCB和文件体两部分组成的；而在具体实现时，前者的信息通常以目录项和磁盘索引节点的方式存放在文件存储器上。
13.文件目录的最主要的功能是实现按名存取（文件名到物理地址的转换），故目录项的内容至少包含文件名和文件的物理地址。
14.在成组链接法中，将每一组的盘块数和该组的所有的盘块号记入前一组的最后一个盘块中；再将第一组的上述信息记入超级块的空闲盘块号栈中，从而将各组盘块链接起来。
计算机操作系统第6章练习_文件管理
• 10、（ A ）是指有关操作系统和其他系统程 序组成的文件。 • A、系统文件 B、档案文件 • C、用户文件 D、顺序文件 • 11、按文件用途来分，编辑程序是（ A ）。 • A、系统文件 B、档案文件 • C、用户文件 D、库文件 • 12、由字符序列组成，文件内的信息不再划 分结构，这是指（ A）。 • A、流式文件 B、记录式文件 • C、顺序文件 D、有序文件
• 31、操作系统实现按名存取进行检索等关键 存储地址 在于解决文件名与文件的__ __ 的转换。 32、按用户对文件的存取权限将用户分为若 干组，同时规定每一组用户对文件的访问权 限。这样，所有用户组存取权限的集合称为 存取控制表 该文件的_ ___。 • 33、__ __ 文件保护 是指避免文件拥有者或其他用 户因有意或无意的错误操作使文件受到破 • 坏。 34、从文件管理角度看，文件由文件 控制块和_ 文件体 __ _两部分组成。 数据块 • 35、磁盘与主存之间传递数据是以__ __ 为单位进行的。
第6章 文件管理
一. 选择题
1、文件系统在创建一个文件时，为它建立一个 （ A ）。 A、文件目录 B、目录文件 C、逻辑结构 D、逻辑空间 2、如果文件系统中有两个文件重名，不应采用（ ）。 A A、一级目录结构 B、树型目录结构 C、二级目录结构 D、A和C 3、文件系统采用二级文件目录可以（ ）。 D A、缩短访问存储器的时间 B、实现文件共享 C、节省内存空间 D、解决不同用户间的文 件命名冲突
• 31、文件的目录结构是( A ) 。 • A、树型结构 B、链式结构 • C、通用图结构 D、记录式结构 • 32、为了对文件进行操作，应该用下面哪些 系统调用(ABC)。 • A、建立文件 B、打开文件 • C、关闭文件 D、申请缓冲区 • 33、操作系统对系统中的数据进行管理的部 分通常叫做( B )。 • A、数据库系统 B、文件系统 • C、数据存储系统 D、数据结构
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为方便用户使用文件系统，文件系统通常向用 户提供两种类型的接口:
(1) 命令接口。 这是指作为用户与文件系统交互 的接口。 用户可通过键盘终端键入命令，取得文件 系统的服务。
(2) 程序接口。这是指作为用户程序与文件系统 的接口。用户程序可通过系统调用来取得文件系统 的服务。
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第六章 文 件 管 理
文件系统的定义: 文件系统是操作系统中以文件方式管理计算机软件
资源的软件和被管理的文件和数据结构（如目录和 索引表等）的集合。从系统角度来看，文件系统是 对文件存储器的存储空间进行组织、分配和回收， 负责文件的存储、检索、共享和保护。从用户角度 来看，文件系统主要是实现“按名取存”，文件系 统的用户只要知道所需文件的文件名，就可存取文 件中的信息，而无需知道这些文件究竟存放在什么 地方。
(1) 系统文件。这是指由系统软件构成的文件。 大多数的系统文件只允许用户调用，但不允许用户 去读，更不允许修改；有的系统文件不直接对用户 开放。
(2) 用户文件。指由用户的源代码、目标文件、 可执行文件或数据等所构成的文件。用户将这些文 件委托给系统保管。
(3) 库文件。这是由标准子例程及常用的例程等 所构成的文件。这类文件允许用户调用，但不允许 修改。
• 掌握文件的逻辑结构，熟悉五种记录文件。 • 掌握文件控制块和多级目录结构，掌握UNIX树型带
勾连的目录结构和可装卸文件系统，了解Windows98 VFAT目录结构。熟悉目录查询技术，掌握内存的目 录管理表，掌握文件操作与目录管理关系。 • 掌握基于索引节点的共享方式和利用符号连接的文 件共享。 • 掌握文件的存取控制，熟悉分级安全管理，了解文 件的转储和恢复，了解WindowsNT安全性。
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一、选择题1、文件系统最基本的目标是（A），她主要通过(B)功能实现的，文件系统所追求的最重要的目标是（C）.A,C:（1）按名存取（2）文件共享（3）文件保护（4）提高对文件的存取速度（5）提高I/O速度（6）提高存储空间利用率B: （1）存储空间管理（2）目录管理（3）文件读写管理（4）文件安全管理2、在文件系统中可命名的最小数据单位是（A），用户以(B)为单位对文件进行存取、检索等，对文件存储空间的分配则以（C）为单位。
A,B,C:（1）字符串（2）数据项（3）记录（4）文件（5）文件系统3、按逻辑结构可把文件分为（A）和（B）两类，UNIX系统中的文件系统采用（B）。
A,B:（1）读、写文件（2）只读文件（3）索引文件（4）链式文件（5）记录式文件（6）流式文件4、假定盘块的大小为1KB，对于1.2MB的软盘，FAT需占用(A)的存储空间；对于100MB的硬盘，FAT需占用（B）的存储空间。
A: (1)1KB (2) 1.5KB (3) 1.8KB (4)2.4KB (5) 3KBB: (1)100KB (2) 150KB (3) 200KB (4) 250KB (5) 300KB5、从下面的描述中选出一条错误的描述。
（1）一个文件在同一系统着那个、不同的存储介质上的拷贝，应采取同一种物理结构(2) 文件的逻辑结构不仅与外存的分配方式相关，还与存储介质的特性相关，通常在磁带上只适合使用顺序结构。
（3）采用顺序结构的文件即适合进行顺序访问，也适合进行随机访问（4）虽然磁盘是随机访问的设备，但其中的文件也可使用顺序结构6、从下面的叙述中，选出一条正确的叙述（1）顺序文件适合于建立在顺序存储设备上，而不适合于建立在磁盘上（2）显示链接文件将分配给文件的下一个物理块的地址登记在该文件的前一个物理盘块中（3）顺序文件必须采用连续分配分配方式，而链接文件和索引文件则可采用离散分配方式（4）在MS-DOS中采用的是隐式链接文件结构7、从下列叙述中选出两条正确的叙述（1）在索引文件中，索引表的每个表项中含有相应记录的关键字和该记录的物理地址（2）对顺序文件进行检索时，首先从FCB中读出文件的第一个盘快号；而对索引文件进行检索时，应先从FCB中读出文件索引表的起始地址。
（3）对一个具有三级索引表的文件，存取一个记录通常需要三次访问磁盘（4）在文件较大时，无论进行属性存取环视随机存取，通常都以索引文件方式最快8、在文件系统中可设置一张（A），其中的每一个二进制位可用来表示此案中的一个块的使用情况：另外可设置一张（B），其中的每个表项存放着文件中下一个盘块的物理地址A,B: （1）文件描述符表（2）文件分配表（3）文件表（4）空闲区表（5）位示图9、在下列物理文件中，(A)将使文件顺序访问的速度最快；（B）最不适合对文件随机访问；（C）能直接记录键值转换成物理地址。
A,B,C:（1）顺序文件（2）隐式链接文件（3）显示链接文件(4)索引文件（5）直接文件10、文件系统中，必须为每个文件建立一个(A)，其中包括有文件名和文件的物理地址等信息。
在有些系统中，还为每个文件建立一张(B),其中每个表项包含了逻辑记录号（或记录键）和记录的物理地址A,B：（1）哟会更好文件描述符表(2) 索引结点（3）文件控制块（4）索引表（5）文件目录11、对文件空闲存储空间的管理，在MS-DOS中采用的式（A）；UNIX中采用的是（B）A,B:(1)空闲表（2）文件分配表（3）位示图（4）成组链接法12、在文件系统中是利用（A）来管理文件的，为了允许不同用户的文件使用相同的文件名，通常文件系统采用（B）；在目录文件中的每个目录项通常就是（C）；在UNIX系统中的目录项则是(D) A: （1）文件控制块（2）索引结点（3）符号名表（4）目录B: (1) 重名翻译（2）多级目录（3）文件名到文件物理地址的映射（4）索引表C，D: (1)FCB （2）文件表指针（3）索引结点（4）文件名和文件物理地址（5）文件名和索引结点指针13、在树型目录结构中，用户对某文件首次访问通常采用（A）；文件被打开后，对文件的访问通常采用（B）A,B: (1)文件符号名（2）文件路径名（3）内存索引结点的指针（4）用户文件描述符14、如果利用20行、30列的位示图来标志空闲盘块的状态，假定行号、列号和盘块号均从1开始编号，则在进行盘块分配时，当第一次找到的空闲盘块（即该位的值为“0”）处于第5行、第12列，则相应的盘块号为（A）：第二次找到的值为“0”的位处于第11行、第18列，则相应的盘块号为（B），在回收某个盘块时，若其盘块号为484，则它在位示图中的位置应为第（C）行，第(D)列。
A: (1) 108 (2) 112 (3) 132 (4) 164B: (1)288 (2)318 (3) 384 (4) 366C,D: (1) 2 (2) 4 (3) 9 (4) 13 (5) 17 (6) 2115、利用Hash法查找文件时，如果目录中相应的目录项是空，则表示（A），如果目录项中的文件名与指定的文件名相匹配，则表示（B）；如果目录项中的文件名与指定的文件名不匹配，则表示（C）A: (1)文件名已被修改（2）系统中无指定文件名（3）新创建的文件（4）修改已存文件名B,C:(1发生冲突（2）文件名已修改（3）存取权限正确（4）存取权限非法（5）找到了指定文件16、从下面叙述中选出一条正确的叙述。
（1）由于Hash法具有较快的检索速度，故现代操作系统中已开始用它取代传统的顺序检索法（2）在利用顺序间搜时，对树型目录应采用文件的路径名，且应从根目录开始逐级检索（3）在顺序检索法的查找过程中，只要有一个文件分量名未找到，便应停止查找（4）在顺序检索法的查找完成时，即可得到文件的物理地址17、有一个共享文件，它具有下列文件名：/Usr/Wang/test/report、/usr/Zhang/report及/usr/Lee/report，试写出如下图中的A,B,C,D,E.A,B,C,D,E: (1) usr (2) test (3) report (4)root (5) Lee18、在上图所示的树型目录结构中，wang用户需要经常性地访问zhang用户的/zhang/course/course/f1文件，他可以通过(A)来提高检索速度并简化操作过程。
A: (1)将这个文件拷贝到wang目录下，并仍使用原来的文件名（2）将这个文件拷贝到wang目录下，但不能使用原来的文件名（3）将这个文件链接到wang目录下，并仍使用原来的文件名（4）将这个文件链接到wang目录下，当不能使用原来的文件名19、在执行close过程时，若f.count=0,不成立，此时应（A）；若f.count=0但i.count=0不成立，此时应（B），若i.count=0,则应（C）A,B,C:（1）关闭文件（2）置用户文件描述符项为空（3）使用户文件描述符项和文件表项皆为空（4）不做任何处理。
20、在create处理过程中，若未检索到指定文件的索引结点，此时属于(A)；检索到指定文件的索引结点，此时若允许写，此时属于（B），否则属于（C）。
A,B,C: (1)出错（2）修改文件（3）文件重命名（4）创建新文件（5）重写文件21、为实现磁盘镜像功能，需要在系统中配置(A)；而为实现磁盘双工功能，则需要在系统中配置（B）, A,B: （1）双份文件备份（2）双份文件目录（3）两台磁盘控制器（4）两台磁盘驱动器二、应用题1、假定盘块的大小为1KB,硬盘的大小为500MB，采用显示链接分配方式时，其FAT需占用多少存储空间？如果文件A占用硬盘的第11，12，16，14四个盘块，试画出文件A中各盘块间的链接情况及FAT 的情况2、请分别解释在连续分配方式、隐式链接分配方式、显示链接分配方式和索引分配方式中如何将文件的字节偏移量3500转换为物理块号和块内位移量（设盘块的大小为1KB，盘块号需占4各字节）3、存放在某个磁盘上的文件系统，采用混合索引分配方式，其FCB中共有13各地指项，第0~9各地址项为直接地址，第10各地址为一次间接地址，第11各地址项为二次间接地址，第12各地址为三次间接地址，如果每个盘块的大小为512字节，若盘块号需要用3各字节来描述，而每个盘块最多存放170各盘块地址：（1）该文件系统允许文件的最大长度是多少？（2）将文件的字节偏移量5000、15000、150000转换为物理块号和块内偏移量（3）假定某个文件的FCB已在内存，但其他信息均在外存，为了访问该文件中某个位置的内容，最少需要几次访问磁盘，最多需要几次访问磁盘？4、一个计算机系统利用下图所示的位示图（行号、列号都从0开始编号）来管理空闲盘块，如果盘块从1开始编号，每个盘块的大小为1KB。
（1）现要为文件分配两个盘块，试说明具体分配过程（2）若要释放磁盘的第300块，应如何处理5、某个系统采用成组链接法来管理磁盘的空闲空间，目前此案的状况如下图所示：（1）该磁盘中目前还有多少空闲盘块（2）请简述磁盘块的分配情况（3）在某个文件分配3各盘块后，系统要删除另外一个文件，并回收它所占也的5各盘块，他们的盘块号依次为700、711、788、701、请画出回收后的盘块链接情况。
6、删除文件时，存放文件的盘块常常返回到空闲盘块链中，有些系统同时清除盘块中的内容，而另一些系统则不清除，请对这两种方式从性能上、安全上和方便性上加以比较。
7、在某个文件系统中，每个盘块为512字节，文件控制块占64个字节，其中文件名占8个字节，如果所以结点编号占2个字节，对一个存放在磁盘上的256个目录项的目录，试比较引入索引结点前后，为找到一个文件的FCB，平均启动磁盘的次数。
8、目前广泛采用的目录结构是那种？它有什么优点？9、试说明在树形目录结构中线性检索的检索过程，并画出相应的流程图。
10、在树形目录结构中，用链式方式共享文件有什么好处？11、使用文件系统时，通常要显示地进行open、close操作。
（1）这样做的目的是什么？（2）能否取消显示open、close操作？如果可以取消，应如何做？（3）取消显示的open、close有什么不利？。