文件系统

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9.3 文件的物理结构
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9.3 文件的物理结构
9.3.1 连续文件
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9.3.1 连续文件结构
磁盘块号 100 文件A 目录项 文件A 101 102
3 100
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练习题
给定一个连续文件有100个存储块，由 于磁盘操作需要一块插入在文件中间， 现已插入该块，该块的最小编号为多少？ （） ①2 ② 52 ③ 101 ④ 151
答案③
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9.3.2 串联文件结构
1. 什么是串联文件
二、存取方法 顺序存取：后一次存取总是在前次存取的基础上 进行的。每次存取不必给出存取开始的位置。
随机存取（直接存取） ：用户以任意次序请求某 个记录。随机存取时要指出起始存取位置(例如记 录号、字符序号)。 在系统中提供文件存取操作有：

n = read(fd,buffer,size); m = write(fd,buffer,size); 22
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2.文件命名
DOS、WINDOWS系统中文件名： 文件名 · [文件扩展名] 文件名是一个不大于8个字符的字符串， 但WINDOWS系 统中允许超长文件名，最多可有256个 字符，不区分英文字母的大小写。
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2.文件命名
各个操作系统的文件命名规则略有不同，即 文件名的格式和长度因系统而异。 一般来说，文件名由文件名和扩展名两部分 组成，中间用“· ”隔开。它们都是字母或 数字组成的字母数字串。扩展名也称为文件 后缀，利用扩展名可以区分文件的属性。
2. 记录式文件 记录式文件是一种有结构的文件。这种文件在逻辑 上总是被看成一组连续顺序的记录的集合。 定长记录与变长记录
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9.2.2 文件的逻辑结构和存取方法
2、记录式文件
每个记录由彼此相关的域构成。记录可按顺序编号为 记录1，记录2，…，记录n。如果文件中所有记录的长 度都相同，则这种文件为定长记录文件。 定长记录文件的长度 = 记录个数x记录长度。 变长记录文件的长度为各记录长度之和。 例如:学生登记表文件 xsdjb.dbf 姓名 学号 籍贯 通信地址 邮政编码 李铭 925678 武昌 武昌关山街125号 430074 司马乐 925679 北京 北京海军路88号 100034
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9.1.3 文件系统
通用文件系统应具有以下功能： 1、提供用户对文件操作的命令； 2、提供用户共享文件的机制； 3、管理文件的存储介质； 4、提供文件的存取控制的机制，保障文件及文件系统 的安全性； 5、提供文件及文件系统的备份和恢复功能； 6、提供对文件的加密和解密功能。
操作系统原理（九） ——文件系统
张玉宏 郑州大学升达经贸管理学院资讯系 yhily@
9.1 文件系统的概念 9.1.1 引言
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9.1.1 什么是文件
1.文件的定义 文件是计算机系统中信息存放的一种组织形式，目 前尚无严格的定义，下面给出两种有代表性的解释： （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（一个有意义的 信息单位）的集合。 这两种解释定义了两种文件形式：前者说明文件是 由字节组成，这是一种无结构的文件，或称流式文 件。 后者说明文件是由记录组成。而记录则是由一组相 关信息项组成。
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9.1.3 文件系统
9.1.3 文件系统 文件系统是操作系统中负责管理和存取文件信息的软 件机构，它是由管理文件所需的数据结构和相应的管 理软件以及访问文件的一组操作组成。 从系统的角度看：文件系统是一个负责文件存储空间 管理的机构。
从用户的角度看：文件系统是用户在计算机上存储信 息、和使用信息的接口。
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9.1 文件系统的概念 9.1.2 文件 UNIX系统中的文件名：
文件名是一个不大于14个字符的字符串。并且区分英 文字母的大小写。
例如：unix linux ll.c a .out aa AA 注意：在UNIX系统中文件名就是一个字符串，没有文件名和文 件扩 展名之分，文件的类型由用户命名时确定。 例如，li.c，UNIX系统认为这个文件名的长度是4个字符。 而在DOS、WINDOWS系统中则解释这个文件名，li是文件名， c是文件扩展名，表示该文件是一个C语言的源程序文件，而· 是 文件名和文件扩展名的分隔符。
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4.连续文件的存取方式
(1) 顺序存取 对连续文件顺序存取时十分方便。 当文件打开时，可存取记录0，然后， 可依次顺序存取每一个记录。因为，序 号为i+1的记录，其物理位置一定紧跟在 i号记录之后。
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4.连续文件的存取方式
9.1.1 文件
3. 文件名与属性 (1) 文件名 用户使用文件名存取文件 系统使用文件内部标识符管理文件 (2) 文件扩展 文件扩展表示了文件的使用特征 如：.c .obj .lib 等 (3) 文件属性 文件的属性字，表示文件类别、保护级等信 息。
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9.2.2 文件的逻辑结构
1. 流式文件
流式文件是相关的有序字符的集合。是无结构的。 流式文件是按信息的个数或以特殊字符为界进行存取的。


无结构的流式文件是相关的有序字符的集合。文件的长度 为所含字符数。 UNIX、DOS、WINDOWS系统中的普通文件都是流式文 件。
r0
r1
r2
文件目录
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9.3 文件的物理结构
9.3.1 连续文件
评价： 优点：结构简单，实现容易，不需要额外的开 销。 缺点：


用户创建文件时要给出文件的大小； 不利于文件的动态增加和修改；
连续文件是一种连续结构的文件，对每个文件 要求存放在存储介质上的连续的物理块中，存 储空间利用率不高。类似于存储管理中的分区 适用于变化不大的顺序访问的文件，在流行的 UNIX系统中仍保留了连续文件结构。
文件基本属性 文件的类型属性 文件的保护属性 文件的管理属性 文件的控制属性
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9.1 文件系统的概念 9.1.2 文件
四、文件的属性 文件属性反映文件的类型、存取控制、等 UNIX系统中文件属性： － 普通文件 d 目录文件 p 管道文件 c 字符型设备文件 b 块设备文件
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9.2.2 文件的逻辑结构和存取方法
3、两种文件的比较
流式文件就象给一张白纸给用户，用户可将他的信息 任意地写到纸上，没有任何格式上的限制。
记录式文件就象给一张表格给用户，用户要按表规定 的格式填信息。 显然，结构式文件对用户的限制很大，使用起来就不 方便，所以记录式文件被淘汰是理所当然的。
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9.2.1 文件的两种结构
3. 逻辑记录与物理记录(磁盘块) (1) 逻辑记录 • 逻辑记录是文件中按信息在逻辑上的独立含义来划 分的信息单位。 • 逻辑记录是对文件进行存取操作的基本单位。 (2) 物理记录 • 在存储介质上，由连续信息所组成的一个区域称为 块，也叫物理记录。 (3) 逻辑记录与物理记录的区别与关系 • 一个是逻辑的概念，一个是物理的概念 • 逻辑记录最终在存放到物理记录上
串联文件结构是按顺序由串联的块组成的，即文
件的信息存于若干块物理块中，每个物理块的最 末一个字作为链接字，它指出后继块的物理地址。 文件的最后一块的链接字为结束标记“∧”，它
表示文件至本块结束。
类似数据结构的链表
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2. 串联文件的结构
文件A 目录项 文件A 100
(2) 随机存取 问题：在连续文件结构下，当要存取记录r时，应如何 操作？ 设文件为定长记录，且记录长度为l，给定记录号为r， 磁盘物理块大小为size： 相对块号计算为： b=(l*r)/size 从该文件目录项中，查得记录0所在的磁盘块号b0 将记录０所在的磁盘块号b0加上相对块号，得到该记 录的磁盘物理块号Ｂ Ｂ=b0+b 非常类似于数组的存取。
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9.1.1 文件
2. 文件分类 (1) 按文件的性质和用途分类 系统文件 程序库文件 用户文件 (2) 按保护级别分类 不保护文件 执行文件 只读文件 读写文件 (3) 按文件流向分类 输入文件 输出文件 输入输出文件
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9.1.2 文件的属性
为了对文件进行控制和管理，大多数操 作系统都用一组信息来指定文件的类型、 操作特性和存取保护等，这组信息称为 文件的属性。 文件的属性虽然不是文件的信息内容， 但对于文件的管理和控制是十分重要的。
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9.1.2 文件的属性
属性包括：
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2.文件命名
一般情况下，一个文件是一组逻辑上具有完 整意义的信息集合，并赋以一个文件名。 文件名由用户给定，它是由字母或数字组成 的一个字符串，用来标识文件。 文件名是文件存在的标识，操作系统根据文 件名来对其进行控制和管理。
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北京理工大学2002
填空题 1.根据文件的逻辑结构，文件分为（） 和记录式文件 2.在文件系统中，用于文件的标识，并 按其进行存取的是文件的（）
答案：1.流式文件 2.文件名
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9.2.2 文件的逻辑结构和存取方法
r0
150
磁盘块号 100
r1
57
磁盘块号 150
r2

磁盘块号 57
问题：在串联文件结构下，当要存取R i 记录时，应如何操作?
文件目录
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9.3.2 串联文件
这种文件结构不要求连续存放。 对于记录式文件一块中可包含一个逻辑记录或 多个逻辑记录 也可以若干物理块包含一个逻辑记录。
息。
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9.2.1 文件的两种结构
2. 文件的物理结构 1) 什么是文件的物理结构:文件在物理存储器中的 组织形式。 在当代，文件的存储介质是磁盘，包括软盘、 硬盘和光盘、磁带，早期还有磁鼓。由于目 前的磁带是模拟磁盘的结构，所以文件的物 理结构主要是指磁盘上文件的结构。 2) 研究文件物理结构的目的 选择工作性能良好、设备利用率高的物理文件形 式。 系统按照文件的物理结构形式和外部设备打交道， 控制信息的传输。
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9.2 文件的逻辑结构与存取方法
9.2.1 文件的两种结构
1. 文件的逻辑结构 (1) 什么Байду номын сангаас文件的逻辑结构
从用户角度看到的文件面貌。即用户对信息进行逻辑组织形
成的文件结构。 (2) 研究文件逻辑结构的目的
为用户提供一种逻辑结构清晰、使用简便的逻辑文件形式。 用户按文件的逻辑结构形式去存储、检索和加工文件中的信
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9.3 文件的物理结构 一个文件存储介质，格式化后就分成许多大小相等的 单位－－存储块（物理盘块），在现代计算机系统中， 一般来说，每个物理块是一个磁盘的扇区，512字节。 并给每个存储块有个编号，称为物理块号。 文件的物理结构指文件在存储介质上质结构，目前有 三种基本结构，即连续文件结构、串联文件结构和索 引文件结构。