操作系统教程第5章 文件管理

5.3.3文件存储空间的管理
5.3.3.1文件存储空间的分配 文件存储空间分配常采用连续分配、链接分配和索引分 配 3 种。每种方法都有优点和缺点。有的系统对 3 种方法都 支持，但是更为常见的是一个系统只提供对一种方法的支 持。 1. 连续分配: 优点：在顺序存取时速度较快，一次可以存取多个盘块 ，改进了I/O性能，它常用于存放系统文件，因为这类文件 通常被从头到尾一次存取。另外，也很容易直接存取文件 中的任意一块，因此，连续分配方式支持顺序访问和直接 访问。 缺点： ①要求建立文件时就确定它的长度，依此来分 配相应的存储空间，这往往很难实现。
(2) 链接文件 优点：不要求对整个文件分配连续的空间，从而解决了 空间碎片问题，提高了存储空间利用率，也克服了顺 序文件不易修改的缺点。 缺点：随即存取文件记录时，必须按照从头到尾的顺序 依次存取，其存取速度较慢，而且链接指针本身也要 占去一定的存储空间。 (3) 索引文件 优点：存取、检索速度快，能满足文件动态增删要求 。 缺点：由于索引表的使用而增加 了存储开销，存储器访 问次数多，降低了文件存取速度 。
获得结果
用户接口 符号文件系统 基本文件系统 存取控制验证 逻辑文件系统 物理文件系统
存储设备分配与策略模块
存取要求
启动I/O
图 5.3 文件系统的层次模型
5.1.2 文件的分类
1. 按照文件的性质分类 (1) 系统文件 (2) 库文件 (3) 用户文件 2. 按照文件的组织形式分类 (1) 普通文件 (2) 目录文件 (3) 特殊文件 3. 按照文件的存取控制属性分类 (1) 只读文件 (2) 读写文件 (3) 不保护存取方法和存储设备
用户对不同种类的文件采用不同的存取方法，以方 便的对文件进行各种操作。文件的存储设备分为不可重
复使用和可重复使用两种。
5.3.1文件的存取方法
用户通过对文件的存取来完成对文件的修改、追加和搜 索等操作。常用的存取方法有三种： 1. 顺序存取 2. 随机存取 3. 按键存取
扩展名 .exe或.com .sys
文件类型 应用程序文件 系统文件
扩展名 .html或.htm .wav
文件类型 Web页文件 声音文件
.ini
.txt .doc .xls .ppt .obj .pdf .zip
配置设置文件
文本文件 Word文档文件 Excel工作薄文件 Powerpoint演示文稿文 件 目标文件 打印文件 存档文件
5.1 文件管理概述
5.1.1 文件和文件系统
5.1.1.1 文件的概念 1. 文件的定义 (1) 文件是一组赋名的相关联字符流的集合 (2) 文件是相关联的记录的集合。 2. 文件的命名 一般情况下文件名包含两部分的内容，即： 主文件名和扩展名。（扩展名如图5-1） 标准格式为：<主文件名> [. <扩展名>] 3. 文件的属性 不同的文件通常有不同类型和数量的文件属性
5.2.2文件的物理结构
通常文件的物理结构有顺序文件、链接文件、索引文 件3种。 (1) 顺序文件: 优点：实现简单，存取速度快，常用于存放系统文件等 固定长度的文件。缺点：文件长度不便于动态增加，因 为一个文件末尾处的空块可能已分配给其他文件。一旦 增加记录，便会导致大量移动。另外，在反复删除记录 后，便会产生“碎片”，导致存储空间的浪费。
4. 按照文件的数据形式分类 (1) 源文件 (2) 目标文件 (3) 可执行文件
5.1.3 文件系统的功能
1. 文件系统的主要功能 (1) 文件在存储设备上应该按照一定的顺序进行存放，即把 这种存放方式称为文件的物理结构。 (2) 必须对辅助存储器空间进行统一管理。在用户创建新文 件时，为其分配空闲区而在用户删除或修改某个文件时， 回收和调整存储区。 (3) 为了便于存放和加工信息，文件在存储设备上应该按照 一定的顺序存放。这种存放方式被称为文件的物理结构。 (4) 完成对存放在存储设备上的文件信息的查找。 (5) 完成文件的共享和提供文件保护。 2. 常见的文件系统：Minix、 EXT2、 EXT、 HPFS、NFS等
第5章 文件管理
主要内容： 本章主要讲解文件的相关知识，以及操作系统中最 为重要的一部分——文件系统。主要介绍文件的基本概 念，文件的结构，文件的存取方法和存储设备，目录的 管理以和文件的使用等知识点。 学习任务： 5.1 文件管理概述 5.2 文件的结构 5.3 文件存取方法和存储设备 5.4 目录管理 5.5 文件的使用 5.6 Windows Server 2003的文件管理
.mid
.bmp .ttf .fon .hlp .bat .mov .dll
MIDI音乐文件
位图文件 True Type 字体文件 系统字体文件 帮助文件 批处理文件 多媒体文件 库文件
图 5-1 常见文件扩展名
5.1.1.2 文件系统
1. 文件系统的结构 文件系统是操作系统中实行对文件的组织、管理和存 放的系统程序，文件系统是用户和外存之间的接口。 2. 文件系统的层次模型： （如图5-3） 3. 文件系统的实现 实现多个文件系统的一个明显的方法是为每个类型 编写一个目录和文件程序。现在绝大多数操作系统采用面 向对象技术来简化、组织和模块化实现过程。使用这些方 法允许不同的文件系统类型可以通过同样的结构来实现.
5.2 文件的结构
文件的结构分为两种，一种是文件的逻辑结构，另一 种是文件的物理结构。
5.2.1 文件的逻辑结构
1. 选取文件的逻辑结构应该遵循以下的原则： (1) 在将大批记录组织成文件时，逻辑结构应有利于提高 检索记录的速度和效率。 (2) 便于在文件中增加、删除和修改一个或多个记录。 (3) 减少文件占用的存储空间，最好不要求大片的存储空 间。 (4) 便于用户对文件进行维护。 2. 常见的记录式结构文件有以下几种： (1) 连续结构 (2) 多重结构 (3) 转置结构 (4) 顺序结构
5.3.2 文件的存储设备
文件的存储设备分为不可重复使用和可重复使用两类 。不可重复使用的文件存储设备也称为I/O式字符设备， 如打印纸。可重复使用的文件存储设备也称块设备，如 磁盘、磁带、光盘等。 典型的存储设备的特性及其存取方法: 1. 顺序存取设备:顺序存取设备通常是指那些容量大 、价格低的存储设备。 2. 直接存取设备:光盘、磁盘（磁盘又分为硬盘和软 盘）都是可直接存取的存储设备。