ch6操作系统第六章教学PPT课件
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ch6 系统安全
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第六章 系统安全
2．内存管理的安全
常用的内存保护技术有： （1）单用户内存保护问题。 （2）多道程序的保护。 （3）标记保护法。 （4）分段与分页技术。
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第六章 系统安全
3．文件系统的安全
（1）分组保护。 （2）许可权保护。 （3）指定保护。
除了上面三个方面的安全保护措施之外，操 作系统的其它资源如各种外设、网络系统等也都 需要实施比较安全的保护措施，但它们的最终安 全防护可以归结为上面三个方面的操作系统资源 安全保护机制。
本地安全 认证
账号信息
安全账号 管理器
安全账号 管理 数据库
安全策略
审计 日志 审计信息 安全参考 监视器 访问确认请求 审计生成请求
用户模式 核心模式
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第六章 系统安全
6.2.2 Windows 系统安全机制
1. Windows系统的安全架构
Windows系统通过5个构成金字塔状的安全组件 来保障系统的安全性。 处于金字塔下层安 全组件的重要性较 金字塔上层的安全 审计 管理 组件要高，支撑整 个安全架构的是完 加密 访问控制 整定义的安全策略。
2．可信计算机系统评价准则
从80年代开始，国际上很多组织开始研究并 发布计算机系统的安全性评价准则，最有影响和 代表的是美国国防部制定的可信计算机系统评价 准 则 ， 即 TCSEC（Trusted Computer System Evaluation Criteria）。
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第六章 系统安全
数据库系统安全通常与操作系统安全密切相关
数据库系统安全通常被忽视 数据库帐号和密码容易泄露
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第六章 系统安全
2.数据库系统面临的威胁
第六章 系统安全
2．内存管理的安全
常用的内存保护技术有： （1）单用户内存保护问题。 （2）多道程序的保护。 （3）标记保护法。 （4）分段与分页技术。
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第六章 系统安全
3．文件系统的安全
（1）分组保护。 （2）许可权保护。 （3）指定保护。
除了上面三个方面的安全保护措施之外，操 作系统的其它资源如各种外设、网络系统等也都 需要实施比较安全的保护措施，但它们的最终安 全防护可以归结为上面三个方面的操作系统资源 安全保护机制。
本地安全 认证
账号信息
安全账号 管理器
安全账号 管理 数据库
安全策略
审计 日志 审计信息 安全参考 监视器 访问确认请求 审计生成请求
用户模式 核心模式
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第六章 系统安全
6.2.2 Windows 系统安全机制
1. Windows系统的安全架构
Windows系统通过5个构成金字塔状的安全组件 来保障系统的安全性。 处于金字塔下层安 全组件的重要性较 金字塔上层的安全 审计 管理 组件要高，支撑整 个安全架构的是完 加密 访问控制 整定义的安全策略。
2．可信计算机系统评价准则
从80年代开始，国际上很多组织开始研究并 发布计算机系统的安全性评价准则，最有影响和 代表的是美国国防部制定的可信计算机系统评价 准 则 ， 即 TCSEC（Trusted Computer System Evaluation Criteria）。
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第六章 系统安全
数据库系统安全通常与操作系统安全密切相关
数据库系统安全通常被忽视 数据库帐号和密码容易泄露
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第六章 系统安全
2.数据库系统面临的威胁
ch6 完整性和安全性.ppt
create domain AccountType char(10) constraint account-type-test
check (value in (‘Checking’, ‘Saving’)) 在deposit关系中指定约束：
check (branch-name in (select branch-name from branch)) 这个条件必须不仅仅是在deposit中插入或修改一个元组的时候检测， 而且在关系branch中的元组被删除或修改时也要检测。
Example: If “Perryridge” is a branch name appearing in one of the tuples in the account relation, then there exists a tuple in the branch relation for branch “Perryridge”.
Domain constraints are the most elementary form of integrity constraint.
They test values inserted in the database, and test queries to ensure that the comparisons make sense.
1.1Biblioteka Domain Constraints
Integrity constraints guard against accidental damage to the database, by ensuring that authorized changes to the database do not result in a loss of data consistency.
check (value in (‘Checking’, ‘Saving’)) 在deposit关系中指定约束：
check (branch-name in (select branch-name from branch)) 这个条件必须不仅仅是在deposit中插入或修改一个元组的时候检测， 而且在关系branch中的元组被删除或修改时也要检测。
Example: If “Perryridge” is a branch name appearing in one of the tuples in the account relation, then there exists a tuple in the branch relation for branch “Perryridge”.
Domain constraints are the most elementary form of integrity constraint.
They test values inserted in the database, and test queries to ensure that the comparisons make sense.
1.1Biblioteka Domain Constraints
Integrity constraints guard against accidental damage to the database, by ensuring that authorized changes to the database do not result in a loss of data consistency.
操作系统第6章-.ppt
第六章 文 件 管 理
6.1 文件和文件系统
6.2 文件的逻辑结构
6.3 外存分配方式
6.4 目录管理
6.5 文件存储空间的管理
6.6 文件共享与文件保护
6.7 数据一致性控制
6.1 文件和
基于文件系统的概念把数据的组成分为数据项、记录和文 件三级。 1. 数据项 (1) 基本数据项。是用于描述一个对象的某种属性的字符 集，是数据组织中可以命名的最小逻辑数据单位，即原子数
操作速度。如果用户已不再需要对该文件实施相应的操作时， 可利用“关闭”(close)系统调用来关闭此文件，OS将会把该
文件在打开文件表中的表目删除掉。
3. 其它文件操作 一类是：有关对文件属性进行操作的。即允许用户直接
设置和获得文件的属性，如改变已存文件的文件名、改变文
件的拥有者(文件主)、改变对文件的访问权，以及查询文件 的状态 ( 包括文件类型、大小和拥有者以及对文件的访问权 等)； 另一类是：有关目录的。如创建一个目录，删除一个目
录，改变当前目录和工作目录等；
此外，还有用于实现文件共享的系统调用和用于对文件
系统进行操作的系统调用等。
6.2 文件的逻辑结构
对于任何一个文件，都存在着以下两种形式的结构：
（1）文件的逻辑结构 (File Logical Structure) (2) 文件的物理结构，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。
6.1.3 文件操作
1. 最基本的文件操作
(1) 创建文件
(2) 删除文件 (3) 读文件
(4) 写文件
(5) 截断文件：是将原有文件的长度设置为0，即放弃原有 文件的内容。 (6) 设置文件的读/写位置
2. 文件的“打开”和“关闭”操作 “ 打开”，指系统将指定文件的属性 ( 包括该文件在外存
6.1 文件和文件系统
6.2 文件的逻辑结构
6.3 外存分配方式
6.4 目录管理
6.5 文件存储空间的管理
6.6 文件共享与文件保护
6.7 数据一致性控制
6.1 文件和
基于文件系统的概念把数据的组成分为数据项、记录和文 件三级。 1. 数据项 (1) 基本数据项。是用于描述一个对象的某种属性的字符 集，是数据组织中可以命名的最小逻辑数据单位，即原子数
操作速度。如果用户已不再需要对该文件实施相应的操作时， 可利用“关闭”(close)系统调用来关闭此文件，OS将会把该
文件在打开文件表中的表目删除掉。
3. 其它文件操作 一类是：有关对文件属性进行操作的。即允许用户直接
设置和获得文件的属性，如改变已存文件的文件名、改变文
件的拥有者(文件主)、改变对文件的访问权，以及查询文件 的状态 ( 包括文件类型、大小和拥有者以及对文件的访问权 等)； 另一类是：有关目录的。如创建一个目录，删除一个目
录，改变当前目录和工作目录等；
此外，还有用于实现文件共享的系统调用和用于对文件
系统进行操作的系统调用等。
6.2 文件的逻辑结构
对于任何一个文件，都存在着以下两种形式的结构：
（1）文件的逻辑结构 (File Logical Structure) (2) 文件的物理结构，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。
6.1.3 文件操作
1. 最基本的文件操作
(1) 创建文件
(2) 删除文件 (3) 读文件
(4) 写文件
(5) 截断文件：是将原有文件的长度设置为0，即放弃原有 文件的内容。 (6) 设置文件的读/写位置
2. 文件的“打开”和“关闭”操作 “ 打开”，指系统将指定文件的属性 ( 包括该文件在外存
操作系统ch6
V 操作：执行一次V操作就意味着进程释放出一个单位的该 类可用资源，故信号量s的整型值应增加1。若s的整型值还 小于等于0，表示在信号量s的等待队列中有因请求该类资源 而被阻塞的进程，因此，就把等待队列中的一个进程唤醒， 使之转移到就绪队列中去。注意：唤醒的次序依系统而定。
24
2019/3/9
6.2.4 用P、V操作实现进程间的互斥
9
2019/3/9
• 如果能保证一个进程在临界区中执行时，不让另一个进程进入相 关的临界区执行，那么就不会造成与时间有关的错误。这种不允 许两个以上共享共有资源或变量的进程同时进入临界区执行的性 质称为互斥(mutual exclusion)，即相关临界区的执行必须具有排它 性。
2 互斥(mutual exclusion)
临界区的管理应有三个要求：
(1)互斥性：如果一个进程在它临界区中执行，其它任何 进程均不能进入相关的临界区执行；
（2）进展性：如果一个进程不在它临界区中执行，不应 阻止其它任何进程进入相关的临界区执行；
（3）有限等待性：某个进程从申请进入临界区时开始， 应在有限的时间内得以进入临界区执行。
10
消费者进程： while (count == 0 ) ; //no-op // remove an item from the buffer count--; item = buffer[out]; out=(out+1)%BUFFER_SIZE;
3
2019/3/9
结果不唯一
（Count=6)
两并发进程的程序如下：
12
2019/3/9
int inside1, inside2; /*两并发进程共享变量*/ inside1 = 0; /* 表示P1不在临界区内 */ inside2 = 0; /* 表示P2不在临界区内 */ process P1 {…… while (inside2) ; /*等待inside2变成0*/ inside1 = 1; •可能出现两个并发进 临界区; 程同时进入了各自的临 inside1 = 0; 界区 的情况 …… } process P2 {…… while (inside1) ; /*等待inside1变成0*/ inside2 = 2; 临界区; inside2 = 0; 13 ……}
操作系统-chap6设备管理
第6章 设备管理
6.2.2 中断控制方式 为了减少程序直接控制方式中的CPU等待时间，
网络通信板
其他
会话型
通用终端
批处理型
专用终端
智能型
虚拟终端
图6.1 按使用特性对外部设备分类
第6章 设备管理
2. 按所属关系分类 外部设备按其所属关系可分为系统设备和用户设备。 系统设备：是指在操作系统生成时就已经配置好的 各种标准设备，如打印机、磁盘以及文件存储设备等。 用户设备：是指在系统生成时没有配置，需由用户 自己安装配置后，由操作系统统一管理的非标准设备， 如各种网卡，实时系统中的A/D、D/A转换器，图像处理 系统中的图像设备等。
第6章 设备管理
(2) 进行设备的分配与回收。按照设备类型和相应 的分配算法，决定将设备分配给哪一个要求使用该设 备的进程。对那些提出请求但暂时未分配到设备的进 程，可按一定的次序放入等待队列；当某设备使用完 毕后，设备管理程序应及时将其回收，并分配给等待 使用的用户进程。
(3) 实现设备与设备、设备与CPU等之间的并行操 作。这需要相应的硬件支持。除了状态寄存器、数据 缓冲寄存器等控制器外，对应不同的输入/输出控制方 式还需要有通道等硬件。
第6章 设备管理
当设备分配程序根据进程的请求分配了设备、控制器 和通道等硬件之后，通道将自动完成设备和内存之间 的数据传输工作，从而完成并行操作的任务。在没有 通道的系统里，则由设备管理程序利用中断技术来完 成上述并行操作。
(4) 进行缓冲区管理。为了解决高速CPU与低速I/O 设备之间速度不匹配的矛盾，系统一般在内存中设有 缓冲区来暂放数据。设备管理程序负责对缓冲区进行 分配、回收等管理工作。
第6章 设备管理
直至busy＝0，表明输入机已将输入数据送入控制器 的数据寄存器中。于是，CPU将数据寄存器中的数据取 出，送入内存指定单元中，这样便完成了一个字(符)的 I/O操作。接着再去启动，读下一个数据，并置busy＝1。
Ch6和ch7电子课件.ppt
6.1.5 计算属性的封闭集
假 设 { A1，A2，…，An} 是 属 性 集 ， 记 为A，S是函数依赖集。
属性集A在依赖集S下的封闭集是这样 的属性集X，它使得满足依赖集S中的所有 依赖的每个关系也都满足A X。也就是 说，A1A2…An X是蕴含于S中的函数依 赖。用{A1，…，An}+表示属性集A1…An 的封闭集。允许出现平凡依赖，所以 A1，…，An在{A1，…，An}+中。
• 不同的属性对键码函数依赖的性质和程度 是有差别的。有的属于直接依赖，有的属 于间接依赖（通常称为传递依赖）。
• 当键码由多个属性组成时，有的属性函数 依赖于整个键码属性集,有的属性只函数 依赖于键码属性集中的一部分属性。
·完全依赖与部分依赖 对于函数依赖W A，如果存在
V W（V是W的真子集）而函数依赖
3.了解多值依赖和第四范式的概念， 掌握把关系模式分解成属于第四范式 的模式的方法。
• 学生关系Student的实例如下：
• Sno SN
SD
MN CN G
• 99230 贺小华 计算机 周光 OS 96
• 99239 金 谦 计算机 周光 OS 90
• 99239 金 谦 计算机 周光 编译 92
下面我们进一步理解封闭集 的实际含义：
对于给定的函数依赖集S， 属性集A 函数决定的属性的集合 就是属性集 A 在依赖集 S 下的 封闭集。
学会计算某属性集的封闭集，还可以 根据给定的函数依赖集推导蕴含于该依赖 集的其他函数依赖。 已知： 关系模式R（A，B，C，D）
函数依赖AB C，C D，D A 求：蕴含于给定函数依赖的所有非平凡函 数依赖。
·函数依赖A1A2…An B1B2…Bm等价于
[课件] 大学操作系统课件ch6-sync
![[课件] 大学操作系统课件ch6-sync](https://img.taocdn.com/s3/m/95d0309ab7360b4c2e3f64ae.png)
do
{
while (compare_and_swap (&lock, 0, 1) != 0)
;
/* do nothing */
/* critical section */
lock = 0;
/* remainder section */
}
while (true);
! bool Swap (bool * a, bool * b) {
} wБайду номын сангаасile (true);
信号量
semaphore
!
wait(S) { while (S <= 0) ; // spin-wait S--;
}
P操作
V操作
signal(S) {
S++; }
!
Busy Waiting vs BLOCK
typedef struct{ int value; struct process *list;
wait(S); wait(Q);
wait(Q); wait(S);
经典同步问题
有限缓冲问题
（生产者/消费者）
Producer
Consumer
int n; semaphore mutex = 1; semaphore empty = n; semaphore full = 0
do { // produce an item in
// can clobber anything in memory
!
return old;
}
TestAndSet with bounded waiting
do { waiting[i] = true; key = true; while (waiting[i] && key) key = test_and_set (&lock); waiting[i] = false; /* critical section */ j = (i + 1) % n; while ((j != i) && !waiting[j]) j = (j + 1) % n; if (j == i) lock = false; else waiting[j] = false; /* remainder section */
计算机操作系统第六章ch6
文件管理
DOS磁盘访问操作流程
磁盘参数表
文件名
磁盘目录表 FDT 磁盘基数表 扇区物理 操作
文件位置分配 表FAT
磁盘扇区 定位
文件管理
٭例子： ▪ 1.对于1.2MB软盘，盘块大小为1KB，每个FAT表项占12 位，在每个FAT中共？个表项，共?k空间. ▪ 2.若盘块大小为1KB，每个FAT表项占32位，则磁盘最 大存储容量是多少？ ▪ 3.FAT32的单个文件最大长度是多少？
索引分配（索引文件）
٭一、单级索引
▪ 链接分配问题： – 不能高效直接存取； – FAT需占较大的内存。 ▪ 概念：为每个文件分配一个索引块 ▪ 特点： – （1）文件较大时有利。文件较小时浪费外存空间 （还需为小文件建索引块） – （2）当文件较大时，索引块太多，查找速度减慢 » 解决：当索引太大时，则需建立多级索引
▪ 文件目录表中有start块号， 每块中有下一块号。 ▪ 特点：只适合于顺序访问， 对随机访问效率低，可靠性 差。 ▪ 簇：包含多个块的单位，当 以它为单位分配并链接，可 减少访问时间，但增大了内 部碎片
0 4 8 12 16 1 20 24 28 1 10 5 2 6 3 7 file jeep
– （1）逻辑文件系统：受命write(record of 文件，buf) －>write(逻 辑号，buf) – （2）基本I/O管理：write(逻辑号， buf) – （3）基本文件系统：向driver发令，(buf 具体物理盘块号) – （4）I/O控制层：driver
▪ 3.文件系统接口
– 命令接口 – 程序接口
▪ 有效地提高了检索速度
键 An Qi Bao Rong Chen Lin 逻辑地址 姓名 An Qi An Kang 其它属性
DOS磁盘访问操作流程
磁盘参数表
文件名
磁盘目录表 FDT 磁盘基数表 扇区物理 操作
文件位置分配 表FAT
磁盘扇区 定位
文件管理
٭例子： ▪ 1.对于1.2MB软盘，盘块大小为1KB，每个FAT表项占12 位，在每个FAT中共？个表项，共?k空间. ▪ 2.若盘块大小为1KB，每个FAT表项占32位，则磁盘最 大存储容量是多少？ ▪ 3.FAT32的单个文件最大长度是多少？
索引分配（索引文件）
٭一、单级索引
▪ 链接分配问题： – 不能高效直接存取； – FAT需占较大的内存。 ▪ 概念：为每个文件分配一个索引块 ▪ 特点： – （1）文件较大时有利。文件较小时浪费外存空间 （还需为小文件建索引块） – （2）当文件较大时，索引块太多，查找速度减慢 » 解决：当索引太大时，则需建立多级索引
▪ 文件目录表中有start块号， 每块中有下一块号。 ▪ 特点：只适合于顺序访问， 对随机访问效率低，可靠性 差。 ▪ 簇：包含多个块的单位，当 以它为单位分配并链接，可 减少访问时间，但增大了内 部碎片
0 4 8 12 16 1 20 24 28 1 10 5 2 6 3 7 file jeep
– （1）逻辑文件系统：受命write(record of 文件，buf) －>write(逻 辑号，buf) – （2）基本I/O管理：write(逻辑号， buf) – （3）基本文件系统：向driver发令，(buf 具体物理盘块号) – （4）I/O控制层：driver
▪ 3.文件系统接口
– 命令接口 – 程序接口
▪ 有效地提高了检索速度
键 An Qi Bao Rong Chen Lin 逻辑地址 姓名 An Qi An Kang 其它属性
operating system《操作系统》ch06-process synchroniza
6.2
Content Overview
Background The Critical-Section Problem Peterson’s Solution Synchronization Hardware Semaphores Classic Problems of Synchronization Monitors Synchronization Examples Atomic Transactions
6.5
Consumer
while (true) { while (count == 0)
; // do nothing
nextConsumed = buffer[out]; out = (out + 1) % BUFFER_SIZE; count--;
/* consume the item in nextConsumed }
6.8
requirement to the solutions
1. Mutual Exclusion - If process Pi is executing in its critical section, then no other processes can be executing in their critical sections (waiting while busy)
6.4
Producer
while (true) { /* produce an item and put in nextProduced */ while (count == BUFFER_SIZE)
; // do nothing
buffer [in] = nextProduced; in = (in + 1) % BUFFER_SIZE; count++; }
Content Overview
Background The Critical-Section Problem Peterson’s Solution Synchronization Hardware Semaphores Classic Problems of Synchronization Monitors Synchronization Examples Atomic Transactions
6.5
Consumer
while (true) { while (count == 0)
; // do nothing
nextConsumed = buffer[out]; out = (out + 1) % BUFFER_SIZE; count--;
/* consume the item in nextConsumed }
6.8
requirement to the solutions
1. Mutual Exclusion - If process Pi is executing in its critical section, then no other processes can be executing in their critical sections (waiting while busy)
6.4
Producer
while (true) { /* produce an item and put in nextProduced */ while (count == BUFFER_SIZE)
; // do nothing
buffer [in] = nextProduced; in = (in + 1) % BUFFER_SIZE; count++; }
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✓ 当再次操作文件时，系统利用索号在打开文件表中查找
➢ Close
✓ 当用户不再需要某文件时，可将该文件表目从打开文件 表中删除
操作系统
6.1.3 文件操作
CHAPTER
6
v 其他文件操作
➢ 对文件属性操作
✓ 改变文件名、文件所有者、对文件的访问权限、查询文 件状态
➢ 有关目录的操作
✓ 创建数据项1 数据项2 …
操作系统
数据项n
6.1.2
文件类型和文件系统模型
CHAPTER
6
v 文件类型
➢ 按用途分类 ✓系统文件 ✓用户文件 ✓库文件
➢ 按文件中的数据形式分类 ✓源文件 ✓目标文件 ✓可执行文件
操作系统
6.1.2
文件类型和文件系统模型
CHAPTER
6
v 文件类型
L0 L1
…
➢ 变长R记3 录：每L 次读4L写后指针增加Li
…
v R顺ptr 序文件的优缺点L
Wptr
Li
➢ 适于对Ri 记录的L 批量(i＋存1)取L
Ri
Li
…
…
➢ 不适合交互场合和增删记录
(a) 定长记录文件
(b) 变长记录文件
操作系统
CHAPTER
6
0 L0＋ 1 L0＋ 1L＋ 2
i－ 1
CHAPTER
6
v 无结构文件
➢ 即流式文件，长度以字节为单位 ➢ 对流式文件的访问利用读写指针来指出下一访问位
置
操作系统
6.2.2 顺序文件
v 逻辑记录的排序
➢ 串结构：记录的顺序与关键字无关
➢ 顺序结构：记录按0 关键字排序
v 对➢ 定顺长序RRR记文012 录件：的每LLL读次写读23LLL写操后作指针增加LLRLR0101
➢ 用户文件共享的操作 ➢ 对文件系统进行操作的系统调用
操作系统
第六章 文件管理
操作系统
6.2 文件的逻辑结构
CHAPTER
6
v 文件的结构
➢ 逻辑结构
✓ 从用户观点出发所观察到的文件组织形式，是用户可直 接处理的数据结构
➢ 物理结构
✓ 即文件的存储结构，指文件在外存上的存储组织形式
v 对文件逻辑结构的要求
第六章 文件管理
重点及难点
文件的逻辑结构 外存分配方式 文件存储空间管理 文件共享与文件保护
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第六章 文件管理
操作系统
第六章 文件管理
操作系统
6.1.1 文件、记录和数据项
➢ 按存取控制属性分类 ✓只执行文件 ✓只读文件 ✓读写文件
➢ 按组织形式和处理方式分类 ✓普通文件 ✓目录文件 ✓特殊文件
操作系统
6.1.2
文件类型和文件系统模型
CHAPTER
6
v 文件类型
➢ UNIX中的文件类型 ✓普通文件（文本文件、二进制文件） ✓目录文件 ✓设备文件（字符设备文件、块设备文件） ✓链接文件（软链接、硬链接） ✓管道文件
CHAPTER
6
v 数据项
➢ 基本数据项：描述一个对象的某种属性的字符集， 是数据组织中可命名的最小逻辑数据单位，又称数 据元素或字段。除了数据名，还应包括数据类型
➢ 组合数据项：由若干基本数据项组成，简称组项
v 记录
➢ 一组相关数据项的集合，用于描述一个对象某方面 的属性
➢ 为了唯一标识一个记录，需要关键字
➢ 当用户对一个文件实施多次读写或其他操作时，为 了避免重复地检索目录，大多数系统都引入了“打 开”(open)系统调用，当用户第一次请求对某个文 件操作时，先利用open系统调用打开该文件
➢ open
✓ 系统将指定文件的属性从外存拷贝到内存打开文件表的 一个表目中，并将该表目编号（索引）返回给用户
v 文件系统模型
➢ 文件系统的接口
✓命令接口：用户通过键盘输入命令，取得文件 系统的服务
✓程序接口：应用程序通过系统调用取得文件系 统的服务，如open()、read()、write()等
操作系统
6.1.3 文件操作
CHAPTER
6
v 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
➢ 对文件操作的过程
操作系统
6.1.2
文件类型和文件系统模型
CHAPTER
6
v 文件系统模型
➢ 文件系统
✓含有文件及其属性的说明，对文件进行操纵和 管理的软件，以及向用户提供的使用文件和接 口等的集合
操作系统
6.1.2
文件类型和文件系统模型
CHAPTER
6
v 文件系统模型
➢ 对象及其属性说明 ✓文件：文件管理的直接对象 ✓目录：包含文件名和各种属性的说明，是方便 用户和提高存取速度的关键 ✓磁盘存储空间
k∑＝0(Lk＋ 1)
i
k∑＝0(Lk＋ 1)
6.2.3 索引文件
CHAPTER
6
v 形式
➢ 为变长记录文件建立一张索引表，每个记录有一表 项，记录该记录的长度及指向该记录的指针。
索➢引索号引表长度是定m 长指文针件ptr
✓ 通过检索文件目录找到指定文件的属性及其外存上的位 置
✓ 对文件实施相应操作
操作系统
6.1.3 文件操作
CHAPTER
6
v 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
操作系统
6.1.3 文件操作
CHAPTER
6
v 文件的“打开”和“关闭”操作
➢ 关键字是能唯一标识一个记录的数据项
操作系统
6.1.1 文件、记录和数据项
CHAPTER
6
v 文件
➢ 具有文件名的一组相关信息的集合，是数据的一种 组织形式
➢ 有结构：文件由若干文记件录组成 ➢ 无结构：一个字符流 ➢ 文件是文件系统中一个最大的数据单位 ➢ 文件记 有录 自1己的属记 性录 ：2文件类型…、长度记 、录 物n理位置、
操作系统
6.1.2
文件类型和文件系统模型
CHAPTER
6
v 文件系统模型
➢ 对对象操纵和管理的软件集合 ✓对文件存储空间的管理 ✓对文件目录的管理 ✓用于将文件的逻辑地址转换为物理地址的机制 ✓对文件读和写的管理 ✓对文件的共享与保护等功能
操作系统
6.1.2
文件类型和文件系统模型
CHAPTER
6
➢ 提供检索速度 ➢ 便于修改 ➢ 降低文件的存储费用
操作系统
6.2.1 文件逻辑结构的类型
CHAPTER
6
v 有结构文件
➢ 由一个以上的记录构成的文件，也称记录式文件 ➢ 记录包含若干数据项
✓ 定长记录 ✓ 变长记录
➢ 组织形式
✓ 顺序文件 ✓ 索引文件 ✓ 索引顺序文件
操作系统
6.2.1 文件逻辑结构的类型
➢ Close
✓ 当用户不再需要某文件时，可将该文件表目从打开文件 表中删除
操作系统
6.1.3 文件操作
CHAPTER
6
v 其他文件操作
➢ 对文件属性操作
✓ 改变文件名、文件所有者、对文件的访问权限、查询文 件状态
➢ 有关目录的操作
✓ 创建数据项1 数据项2 …
操作系统
数据项n
6.1.2
文件类型和文件系统模型
CHAPTER
6
v 文件类型
➢ 按用途分类 ✓系统文件 ✓用户文件 ✓库文件
➢ 按文件中的数据形式分类 ✓源文件 ✓目标文件 ✓可执行文件
操作系统
6.1.2
文件类型和文件系统模型
CHAPTER
6
v 文件类型
L0 L1
…
➢ 变长R记3 录：每L 次读4L写后指针增加Li
…
v R顺ptr 序文件的优缺点L
Wptr
Li
➢ 适于对Ri 记录的L 批量(i＋存1)取L
Ri
Li
…
…
➢ 不适合交互场合和增删记录
(a) 定长记录文件
(b) 变长记录文件
操作系统
CHAPTER
6
0 L0＋ 1 L0＋ 1L＋ 2
i－ 1
CHAPTER
6
v 无结构文件
➢ 即流式文件，长度以字节为单位 ➢ 对流式文件的访问利用读写指针来指出下一访问位
置
操作系统
6.2.2 顺序文件
v 逻辑记录的排序
➢ 串结构：记录的顺序与关键字无关
➢ 顺序结构：记录按0 关键字排序
v 对➢ 定顺长序RRR记文012 录件：的每LLL读次写读23LLL写操后作指针增加LLRLR0101
➢ 用户文件共享的操作 ➢ 对文件系统进行操作的系统调用
操作系统
第六章 文件管理
操作系统
6.2 文件的逻辑结构
CHAPTER
6
v 文件的结构
➢ 逻辑结构
✓ 从用户观点出发所观察到的文件组织形式，是用户可直 接处理的数据结构
➢ 物理结构
✓ 即文件的存储结构，指文件在外存上的存储组织形式
v 对文件逻辑结构的要求
第六章 文件管理
重点及难点
文件的逻辑结构 外存分配方式 文件存储空间管理 文件共享与文件保护
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前言
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第六章 文件管理
操作系统
第六章 文件管理
操作系统
6.1.1 文件、记录和数据项
➢ 按存取控制属性分类 ✓只执行文件 ✓只读文件 ✓读写文件
➢ 按组织形式和处理方式分类 ✓普通文件 ✓目录文件 ✓特殊文件
操作系统
6.1.2
文件类型和文件系统模型
CHAPTER
6
v 文件类型
➢ UNIX中的文件类型 ✓普通文件（文本文件、二进制文件） ✓目录文件 ✓设备文件（字符设备文件、块设备文件） ✓链接文件（软链接、硬链接） ✓管道文件
CHAPTER
6
v 数据项
➢ 基本数据项：描述一个对象的某种属性的字符集， 是数据组织中可命名的最小逻辑数据单位，又称数 据元素或字段。除了数据名，还应包括数据类型
➢ 组合数据项：由若干基本数据项组成，简称组项
v 记录
➢ 一组相关数据项的集合，用于描述一个对象某方面 的属性
➢ 为了唯一标识一个记录，需要关键字
➢ 当用户对一个文件实施多次读写或其他操作时，为 了避免重复地检索目录，大多数系统都引入了“打 开”(open)系统调用，当用户第一次请求对某个文 件操作时，先利用open系统调用打开该文件
➢ open
✓ 系统将指定文件的属性从外存拷贝到内存打开文件表的 一个表目中，并将该表目编号（索引）返回给用户
v 文件系统模型
➢ 文件系统的接口
✓命令接口：用户通过键盘输入命令，取得文件 系统的服务
✓程序接口：应用程序通过系统调用取得文件系 统的服务，如open()、read()、write()等
操作系统
6.1.3 文件操作
CHAPTER
6
v 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
➢ 对文件操作的过程
操作系统
6.1.2
文件类型和文件系统模型
CHAPTER
6
v 文件系统模型
➢ 文件系统
✓含有文件及其属性的说明，对文件进行操纵和 管理的软件，以及向用户提供的使用文件和接 口等的集合
操作系统
6.1.2
文件类型和文件系统模型
CHAPTER
6
v 文件系统模型
➢ 对象及其属性说明 ✓文件：文件管理的直接对象 ✓目录：包含文件名和各种属性的说明，是方便 用户和提高存取速度的关键 ✓磁盘存储空间
k∑＝0(Lk＋ 1)
i
k∑＝0(Lk＋ 1)
6.2.3 索引文件
CHAPTER
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v 形式
➢ 为变长记录文件建立一张索引表，每个记录有一表 项，记录该记录的长度及指向该记录的指针。
索➢引索号引表长度是定m 长指文针件ptr
✓ 通过检索文件目录找到指定文件的属性及其外存上的位 置
✓ 对文件实施相应操作
操作系统
6.1.3 文件操作
CHAPTER
6
v 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
操作系统
6.1.3 文件操作
CHAPTER
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v 文件的“打开”和“关闭”操作
➢ 关键字是能唯一标识一个记录的数据项
操作系统
6.1.1 文件、记录和数据项
CHAPTER
6
v 文件
➢ 具有文件名的一组相关信息的集合，是数据的一种 组织形式
➢ 有结构：文件由若干文记件录组成 ➢ 无结构：一个字符流 ➢ 文件是文件系统中一个最大的数据单位 ➢ 文件记 有录 自1己的属记 性录 ：2文件类型…、长度记 、录 物n理位置、
操作系统
6.1.2
文件类型和文件系统模型
CHAPTER
6
v 文件系统模型
➢ 对对象操纵和管理的软件集合 ✓对文件存储空间的管理 ✓对文件目录的管理 ✓用于将文件的逻辑地址转换为物理地址的机制 ✓对文件读和写的管理 ✓对文件的共享与保护等功能
操作系统
6.1.2
文件类型和文件系统模型
CHAPTER
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➢ 提供检索速度 ➢ 便于修改 ➢ 降低文件的存储费用
操作系统
6.2.1 文件逻辑结构的类型
CHAPTER
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v 有结构文件
➢ 由一个以上的记录构成的文件，也称记录式文件 ➢ 记录包含若干数据项
✓ 定长记录 ✓ 变长记录
➢ 组织形式
✓ 顺序文件 ✓ 索引文件 ✓ 索引顺序文件
操作系统
6.2.1 文件逻辑结构的类型