文件系统结构图 (2)
考研操作系统-文件管理(二)_真题-无答案
考研操作系统-文件管理(二)(总分100,考试时间90分钟)一、单项选择题1. 文件系统的主要目的______。
A．实现对文件的按名存取 B．实现虚拟存储C．提高外存的读写速度 D．用于存储系统文件2. 下列关于索引表的叙述中，正确的是______。
A．建立索引表的目的之一是为了减少存储空间B．索引表中含有索引文件的数据及其物理地址C．对索引文件存取时，必须先查找索引表D．索引表中每个记录的索引项可以有多个3. 从用户角度看，文件系统主要是实现______。
A．文件保护 B．文件保密 C．文件共享 D．按名存取4. 打开文件的具体含义是______。
A．在指定的磁盘地址上建立一个文件B．将指定的文件目录内容复制到主存的活动文件表中C．撤销指定文件的目录D．修改指定文件的内容5. ______具有将文件名转换为该文件在外存的物理位置的功能，这也正是文件目录所提供的最基本的功能。
A．文件目录 B．一级目录 C．二级目录 D．树形目录6. 文件的顺序存取是______。
A．按终端号依次存取 B．按文件的逻辑号逐一存取C．按物理块号依次存取 D．按文件逻辑记录的大小逐一存取7. 为了能对一个文件进行正确的存取，必须为文件设置用于描述和控制文件的数据结构，称之为______。
A．文件逻辑结构 B．文件物理结构 C．文件的属性 D．文件控制块(FCB)8. 设置当前目录的主要原因是______。
A．节省主存空间 B．加快文件查找速度 C．节省辅存空间 D．便于打开文件9. 文件信息的逻辑块号到物理块号的变换方法也是由文件的______决定的。
A．逻辑结构． B．顺序结构 C．物理结构 D．索引结构10. 为了防止各种意外可能破坏文件，文件系统可以采用______的方法来保护文件。
A．口令和加密 B．对每个文件规定使用权限C．建立副本和定时转储 D．为文件设置口令11. 建立多级目录______。
A．便于文件的保护 B．便于关闭文件 C．解决文件的重名与共享 D．提高系统的效率12. 文件路径名是指______。
数据恢复之Fat篇
我们再考虑如何来写这三个文件的目录。
对于每个文件而言，一定要记录的有：文件名，开始簇，大小，创建日期、时间，修改日期、时间，文件的读写属性等。
这里大小能不能用结束簇来计算呢？一定不能，因为文件的大小不一定就是整数个簇的大小，否则的话像B.TXT的内容就是54KB的内容了，少了固然不行，可多了也是不行的。
那么我们怎么记录呢？可以想象一下。
为了管理上的方便，我们用数据库的管理方式来管理我们的目录。
于是我把1KB再分成10份，假定开始簇号为0，定义每份100B的各个位置的代表含义如图4.3.2图4.3.2 每行100B 共10行(这是例子，非Fat系统)共10行记录A.TXT1102004.3.22 10:412004.3.22 10:41只读有效记录B.TXT1153.61949:10:1 12:02003.8.22 20:40隐藏C.TXT6520.52000:3:8 21:112005:3:8 9:11系统。
内容留空文件名(占50个字节)开始簇(占4个字节)文件大小(占10个字节)创建日期、时间(占10字节)修改日期、时间(占10字节)读写属性(占4字节)保留(12字节)这样设计的结构绝对可以对文件进行正确的读写了。
接着让我们设计的文件系统工作吧。
先改动个文件，比如A.TXT，增加点内容吧！咦？增加后往哪里放呀，虽然存储块的后面有很多空间，但紧随其后B.TXT的数据还顶着呢？要是把A.TXT移到后边太浪费处理资源，而且也不一定解决问题。
这个问题看来暂时解决不了。
那我们换个操作，把B.txt删了，b.txt的空间随之释放。
这时候空间如图4.3.3，目录如图4.3.4图4.3.3 整个100KB空间目录 A.TXT C.TXT占1簇占10簇空白54簇占21簇剩余14簇图4.3.4 每行100B 共10行(这是例子，非Fat系统)共10行记录A.TXT1102004.3.22 10:412004.3.22 10:41只读C.TXT6520.52000:3:8 21:112005:3:8 9:11系统。
文件系统的概念和结构
文件系统的概念和结构作为计算机系统中的一部分，文件系统是数据的存储和组织管理的核心。
简单来说，文件系统就是管理计算机上存储数据的方式。
文件系统的概念和结构不仅涉及到操作系统的核心部分，而且对于计算机的使用者和应用程序也具有重大的意义。
本文将简要介绍文件系统的概念和结构，并讨论它们的重要性。
一、文件系统的概念文件系统是指一组用来管理计算机硬盘上的文件和目录的结构和原理。
每个文件或目录都可以看做是一个文件系统对象。
文件系统对象具有文件名、尺寸、修改时间、访问权限等特征。
文件系统并非某个独立的应用程序，它是由操作系统中的一些程序和数据结构组成的。
文件系统通过一个层次结构，将文件和目录组织成一个树形结构。
根节点是一个特殊的目录，其中包含了计算机上的所有文件和目录。
文件系统的主要任务是管理磁盘空间和访问文件。
这就要求文件系统通过一些算法来将数据存储到磁盘上，以便于快速访问和高效的管理、查找和修改。
文件系统还负责提供接口，使得用户程序和操作系统能够访问和管理文件。
二、文件系统的结构文件系统通常由两个部分组成：文件目录和存储区域。
1.文件目录文件目录是文件系统的核心，它是文件和目录的组织和管理者。
文件目录记录了本文件系统中所有文件和目录的名称、大小、创建时间、修改时间等信息。
具体来说，文件目录是由一个特殊的文件结构组成的，称为目录项。
每个目录项都包含了文件的名称、大小、属性和其在磁盘上存放的位置。
在常见的UNIX文件系统中，目录项通常存放在一个专门的目录文件中，这个文件通常具有一定格式，以便于文件系统进行快速的查找和存取。
2.存储区域存储区域是文件系统中存储文件和目录数据的地方，它通常由一个逻辑的磁盘分区或物理磁盘组成。
存储区域划分成一个大小固定的簇，每个簇被指定一个唯一的物理地址，其中存储了一个或多个文件块。
具体来说，文件在存储区域中被分成若干个固定大小的数据块，每个数据块都被指定一个唯一的地址，以便于操作系统进行访问和管理。
第六章 - 文 件 系 统
文件主
只读标志 隐藏标志
当前文件主
0表示读/写，1表示只读 0表示正常，1表示不在列表 中显示
关键字位置
关键字长度 创建时间
每个记录中关键字偏移
关键字字段中字节数 创建文件的日期和时间
系统标志
存档标志 ASCI I/二进 制标志 随机存取标 志
0表示一般文件，1表示系统 文件
0表示已经后备，1表示需要 后备 0表示ASCI I文件，1表示二 进制文件 0表示只能顺序存取，1表示 随机存取
图6-6 三种文件结构
6.2 文件系统的功能和结构
6.2.1 文件系统的功能
• 文件管理系统，简称文件系统。 • 就是操作系统中负责操纵和管理文件的一整套设 •
施。 一般来说，文件系统应具备以下5种功能： ① 文件管理。 ② 目录管理。 ③ 文件存储空间管理。 ④ 文件的共享和保护。 ⑤ 提供方便的接口。
硬盘分区
图6-14 一种可能的文件系统格式
6.5.2 文件存储分配
• 文件的物理组织涉及一个文件在存储设备上是如何放置的。
•
它和文件的存取方法有密切关系，另外也取决于存储设备 的物理特性。 文件的存储分配涉及以下三个问题： ① 当创建新文件时，是否一次性为该文件分配所需的最大 空间？ ② 为文件分配的空间可以是一个或多个连续的单位。 分配文件空间时应采用的单位有多大？ ③ 为了记录分配给各个文件的连续单位的情况，应该使用 哪种形式的数据结构或表格？
mpeg，mov，rm
多媒体文件
包含声音或A/V信息的二进制文件
6.1.3 文件属性 • 描述文件特征的属性称做文件属性。
表6-2 可能用到的文件属性
属 性 保护 口令 创建者 含 义 属 性 含 义 谁能访问该文件，以何种方 式访问 访问该文件所需口令 文件创建者的标识 临时标志 锁标志 记录长度 0表示正常，1表示进程结束 时删除文件 0表示开锁，非0表示上锁 一个记录的字节数
FAT32文件系统
FAT32文件系统结构实例图
2.2 FAT32文件系统DBR
• 2.2.1 DBR的概念和组成 • 什么是DBR? DBR（DOS Boot Record），含义是DOS引导记录， 也称为操作系统引导记录 • FAT32文件系统的DBR（即操作系统引导记录）大体 可以分为5个部分，分别为：跳转指令，OEM代号， BPB（BIOS Parameter Block,BIOS参数块）,引导程 序，结束标志(55AA)。 FAT32文件系统DBR结构模块图 请参照下图
第二章 FAT32文件系统
2.1 FAT32文件系统结构总揽 FAT32文件系统是从微软Windows 95系统的OSR2版本开 始使用的，它能够支持大于32MB小于32GB的分区。虽然 第三方的格式化程序可以把超过32GB的分区格式化为 FAT32，但微软自身的系统不允许将大于32GB的分区格 式化为FAT32文件系统。 FAT32文件系统由DBR及其保留扇区，FAT1，FAT2， DATA区 四个部分组成。
具体结构如下图：
• 长文件名FDT项结构图
具体内容如下：
• 每一个长文件名登记项有26个字节记录长文件名称，表示 13个Unicode格式的文件名(每个文件名字符需要2个字节)。 顺序字节低5位指明长文件名登记项序号，第6位置“1”表 明本登记项是最后一个，“顺序号”数据结构如下：
• （“顺序号”字节含义图）
文件系统
命名和名字解析
因此，这种方案是不实用于包含异质 的环境和广阔地理区域的分布式系 统，其中适合于一个计算设施的一 个命名方案可能不适合于另一个计 算设施。
上下文的概念
为了克服系统范围唯一文件名的困难 ，上下文(context)的记号已被用于划 分一个名字空间。一个上下文辨认 名字空间，在该名字空间中来解析 一个给定的名字。上下文可以沿着 下列：地理边界，组织边界，特定 的主机，一个文件系统类型等划分 一个名字空间。
体系结构
一个高速缓存管理器是一个实现文件 高速缓存的进程。当被客户引用时 在文件高速缓存中存储在远程文件 服务器上的数据的一个副本被带到 客户的机器上。对这个数据的随后 访问在客户机上被本地地执行。因 此，减少由于网络延迟而带来的访 问延迟。
体系结构
高速缓存管理器可以出现在客户和文 件服务器上。在服务器上的高速缓存 管理器在内存中高速缓存文件，来减 少由于磁盘延迟而带来的延迟。如果 允许多个客户高速缓存一个文件并修 改它，副本可能变成不一致。为了避 免这个不一致问题，客户和文件服务 器上的高速缓存管理器协作执行数据 存储和检索操作。
命名和名字解析
传统上，在一个分布式环境中已经有 三种途径命名一个文件。最简单的方 案是把主机(host)名字并接 (concatenate)到存贮在该主机上的文 件名字。尽管这种途径保证了一个文 件名是系统范围唯一的，它和网络透 明性的目标冲突。这种途径的另一个 严重问题是把一个文件从一个主机移 到另一个主机需要改变文件名和访问 那个文件的应用。
命名和名字解析
第三种途径是具有单个全局目录，其 中系统种所有文件属于单个名字空间 。这种方案的变种在Sprite和Appollo 系统中找到。这种途径没有上述两种 命名方案的缺点。但是这种方案的主 要缺点是通常被限制到一个计算设施 或少数协作的计算设施。这种限制是 由于系统范围唯一文件名的要求，它 要求所有的包含的计算设施协作。
操作系统原理及应用(Linux)第5章 文件管理
Addr[11]
Addr[12] 一次间接
…
Addr[13] 二次间接
Addr[14] 三次间接
…
物理块
… …
… …
混合索引表
假设1个磁盘块4KB，一个索引表项占4B, 直接索引表引出磁盘块 12个
12*4KB=48KB 一级索引表引出文件磁盘块的数量
4KB/4B=1K个 支持的文件长度 1K*4KB=4MB 二级索引表引出文件磁盘块的数量1K*1K 支持的文件长度 1K*1K*4KB=4GB 三级索引表引出文件磁盘块的数量1K*1K*1K 支持的文件长度 >1K*1K*1K*4KB=4TB
…… ……
666 7771
文 索引表指针
件 说 明
索引表
逻辑 块号
0
1 2 3
物理 块号
26
文 件
索引表指针
说
明
索引表
逻辑 块号
0
1 2 3
4
物理 块号
NULL
27
优点：既能方便迅速地实现随机存取，又能满足文件动态 增长的需要。 缺点：增加了索引表带来的存储空间开销。
2．多级索引（类似多级页表）
1．数据项 数据项是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。 2．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。 3．文件 文件是由创建者定义的、具有文件名的一组相关信息的集合。
4
5.1.2 文件系统
文件系统是操作系统中对文件进行管理和操作的软件机构与数据的 集合，即文件管理系统。 1．文件系统的需解决的问题 （1）有效地分配存储器的存储空间。 （2）提供一种组织数据的方法。数据在辅存设备上的分布构成了文件的 物理结构，实现了“按名存取”的功能。 （3）提供合适的存取方法。 （4）提供一组服务，以执行所需要的操作。这些操作包括创建文件、撤 消文件、组织文件、读文件、写文件、传输文件和控制文件的访问权限 等。
linux 文件系统的组成
linux 文件系统的组成Linux文件系统是Linux操作系统中的一种重要组成部分，它负责管理和组织计算机上的文件和目录。
本文将介绍Linux文件系统的组成，包括文件、目录、文件权限、文件链接和文件系统结构等内容。
一、文件文件是存储在计算机中的数据单元，可以是文本文件、图像文件、音频文件等各种类型。
在Linux系统中，文件以字节序列的形式存储在磁盘上，每个文件都有一个唯一的名称和相应的扩展名。
文件可以被用户创建、读取、写入和删除。
二、目录目录是用于组织和管理文件的容器，它可以包含文件和其他目录。
在Linux系统中，目录以树状结构组织，顶层目录为根目录（/），其他目录都是根目录的子目录。
用户可以通过目录的路径来定位和访问文件，例如“/home/user/file.txt”表示根目录下的home目录下的user目录下的file.txt文件。
三、文件权限Linux文件系统使用权限来控制对文件的访问和操作。
每个文件都有一个所有者和一个所属组，同时还可以设置其他用户的访问权限。
权限分为读（r）、写（w）和执行（x）三种，分别表示对文件的读取、写入和执行操作。
文件权限可以通过命令“ls -l”来查看和修改。
四、文件链接文件链接是指在文件系统中创建一个指向另一个文件或目录的链接。
在Linux系统中，有两种类型的链接：硬链接和软链接。
硬链接是指多个文件共享相同的物理存储空间，它们具有相同的inode（索引节点）和数据块。
软链接是一个特殊的文件，它包含了指向另一个文件或目录的路径，软链接的inode指向原始文件或目录的inode。
五、文件系统结构Linux文件系统采用分层结构来组织文件和目录。
最上层是根目录（/），包含了系统的所有文件和目录。
在根目录下有一些重要的系统目录，如bin目录存放可执行文件，etc目录存放系统配置文件，home目录存放用户的个人文件等。
此外，Linux文件系统还支持挂载（mount）功能，可以将其他存储设备（如硬盘、光盘、USB 设备）挂载到文件系统的某个目录下，使其成为文件系统的一部分。
UFS文件系统与TCPIP简介-精选文档
最后的两个标志“55 AA”是分区表的结束标志，如果这两个标志被修改（有些病毒 就会修改这两个标志），则系统引导时将报告找不到有效的分区表。
2020/3/7
11
江苏核电有限公司
Disk /dev/ide/host0/bus0/target0/lun0/disc: 80.0 GB, 80026361856 bytes 255 heads, 63 sectors/track, 9729 cylinders Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes
每一个主分区和扩展区都包含一个引导扇区。系统只能从这几个地方之一启动。 BOOT标志决定哪个区被引导。
原来，只有主分区，因此，MS-DOS的fdisk和大多数同类工具只能激活主分区。
MBR的代码要作以下的操作： 1：确定活动分区。 2：使用BIOS,将活跃分区的启动扇区读入。 3：跳到启动扇区的0位置。 MBR的空间足够完成这些工作。如上所述，每个分区理论上包含一个引导扇区， 而且，存在的第二个硬盘也包含和第一个类似的结构。MBR完全可以容纳一个复杂 的 引导程序。即所谓的boot manager,如Grub,Lilo,NT OS Loader等引导管理程序，来动态 的决定活动分区。
目录的内容是所有在该目录底下的文件及其他子目录的名字信息。文件和目录 的信息是由一些除去“/”和空字符的ASCII字符组成。不同的文件系统对文件和 目录的名字长度有不同的限制。根目录常常被写做“/”。文件名字没有必要在 整个文件系统中是唯一的，而只要求在该文件所在的目录中唯一即可。
2020/3/7
6
该分区终止头（HEAD） 该分区终止扇区和终止柱面 该分区起始绝对扇区 该分区扇区数
2018省部共建_流程图
1.连续结构(顺序)
类似于数组
文件说明信息 文件A
第一个物理块号 文件长度（4）
物理块号 逻辑块号
物理存储设备 10 11 12 13 …... 0123
1.连续结构－存储图示
② 文件的物理结构（物理文件）：顺序文 件、链接文件和索引文件等。
8.1.2 文件与文件系统的基本概念
5、文件分类 （4）按文件的性质和用途划分
① 系统文件。用户只能调用，不能修改； ② 库文件。允许用户读取和执行，不允许
修改； ③ 用户文件。文件的建立者能够拥有所有
的权限
8.1.2 文件与文件系统的基本概念
5、文件分类 （5）按组织形式
① 普通文件。包括系统文件、用户文件和 库函数文件和实用程序等；
② 目录文件。由目录信息构成的特殊文件； ③ 特殊文件。所有输入、输出设备组成的
文件
8.1.2 文件与文件系统的基本概念
6、文件分类的原因 为了更好地管理和使用，不仅提高了文
件的存取速度，对文件的共享和保护也 有利。
（4）哈希文件或直接文件
① 直接访问磁盘中任何一个地址已知的块； ② 由主文件和溢出文件组成； ③ 记录位置由哈希函数确定。 ④ 访问速度快；
8.2.2 文件的存取方法 1、文件内容操作类型
① 读：存储介质 → 内存 ② 写：内存 → 存储介质
8.2.2 文件的存取方法
2、文件存取方法 ① 顺序存取法: 按照文件信息的逻辑顺序依次
8.2.2 文件的存取方法
4、影响文件存取方法的因素 （2）存储介质的特性
Linux的Ext2文件系统详解
前述：Linux系统管理员很重要的任务之一就是管理好自己的磁盘文件系统，每个分区不可太大也不可以太小，太大会导致磁盘容量的浪费，太小会导致产生的文件无法存储的问题。
在Linux里面文件是由两部分数据组成，一部分是metadata，另一部分是data。
那么这些数据都存放在文件系统的什么地方呢？这就让我们必须得了解文件系统的Inode与Block 的基本原理了，而Linux最传统的磁盘文件系统使用的是Ext2，所以我们了解下它的内部原理。
第一部分：磁盘的组成和分区（基础）磁盘的机械部分：1、圆形的盘片（主要记录数据的部分）2、机械手臂与机械手臂上的磁头（可读写盘片上的数据）3、主轴马达，可以转动盘片，让机械手臂的磁头在盘片上读写数据磁盘的基本概念1、扇区是最小的物理存储单元（512bytes）2、将扇区组成一个园，那就是柱面，柱面是分区的最小单位3、第一个扇区最重要，里面有硬盘的主引导程序（MBR）占446bytes和分区表（partision tables）占64bytes。
4、目前流行的家用硬盘接口SATA和服务器硬盘接口SAS。
磁盘分区部分：1、主分区和扩展分区最多可以有4个（硬盘的限制）2、扩展分区最多只能有一个（操作系统限制）3、逻辑分区是由扩展分区分化出来的分区4、主分区和逻辑分区的内容可以被格式化，而扩展分区无法格式化第二部分：文件系统的基本特性我们都知道硬盘分区后都是需要格式化，之后操作系统才能使用该分区，为什么呢？这是因为各种操作系统的文件的属性和权限并不相同的，为了能够存放这些文件，因此将分区格式化，以成为操作系统能利用的系统格式。
文件系统通常会将两部分的数据分别放在不同的块，权限与属性放置到inode中，实际的数据放置到data block块中，另外还有一个超级块（superblock）会记录整个文件系统的整体信息，包括inode和block的总量、使用量、剩余量，以及文件系统的格式与信息。
精品文档-计算机操作系统教程(第二版)(徐甲同)-第5章
第5章 文件系统
这种结构的优点是文件可以动态增、删，也不必事先提出文 件的最大长度。由于可以不连续分配，因此不会造成几块连续区 域的浪费。其缺点是只适合顺序存取，不便于直接存取；为了找 到后面块的信息，必须从头开始，逐一查找每块的链接字，从而 降低了查找速度。其次，由于在每块都设置了链接字而破坏了物 理信息的完整性。
第5章 文件系统
2. 串联结构 串联结构也称链接结构。这种结构不要求所分配的各物理块 是连续的，也不必按顺序排列。为了使系统能方便地找到逻辑上 连续的下一块的物理位置，在每个物理块中设置一个指针(或称 链接字)，它指向该文件的下一个物理块号。图 5.3 给出了一 个串联结构文件的例子。假定文件A的 4 个逻辑记录分别存放在 物理块 22、18、27 和 30 中。它的第一物理块号由文件说明指 出，其余的物理块号由上一物理块中的链接字给出，最末一块的 链接字NULL表示该文件的最末一块。
第5章 文件系统
图 5.1 记录式文件 (a) 定长记录文件；(b) 变长记录文件
第5章 文件系统
对于主要用于处理文本文件(如源程序、中间代码、文本格 式加工和编辑)的系统来说，记录并不是必需的。比如，用户源 程序本来就是一个顺序的字符流，如果硬要把它划分为若干个记 录，则并无益处。当然，在某些情况下，记录的概念还是需要的。 但是从精简系统的目标出发，不妨就提供这种无结构文件。采用 这种文件组织，并不妨碍灵活组织文件的内部逻辑结构。
第5章 文件系统
按文件信息的流向，文件又可分为三类： (1) 输入文件：例如键盘输入文件，只能输入。 (2) 输出文件：例如打印机文件，只能输出。 (3) 输入输出文件：在磁盘、磁带上的文件，既可读，又可 写。
第5章 文件系统
在UNIX操作系统中，文件按组织和处理方式分为三类： (1) 普通文件：由内部无结构的一串平滑的字符构成的文件。 这种文件既可以是系统文件，也可以是库文件或用户文件。 (2) 目录文件：由文件目录构成的一类文件。对它的处理 (读、写、执行)在形式上与普通文件相同。 (3) 特别文件：由一切输入输出慢速字符设备构成的文件。 这类文件对于查找目录、存取权限验证等的处理与普通文件相似， 而其它部分的处理要针对设备特性要求做相应的特殊处理。 根据存取方法和物理结构，文件还可以划分为不同类型，这 些划分在后面的章节中将进一步介绍。
文件系统数据结构
文件系统数据结构文件系统是计算机操作系统中用于管理计算机文件的一种机制，它使用特定的数据结构来组织和存储文件及其相关信息。
文件系统的设计和实现涉及到多种数据结构，包括目录结构、索引结构和文件分配表等。
在本文中，我们将详细介绍文件系统中常用的数据结构及其功能。
一、目录结构目录结构是文件系统中组织文件和文件夹的一种方式。
它使用树状结构来表示文件和文件夹之间的层次关系，使得用户可以方便地浏览和管理文件。
在目录结构中，每个文件夹表示为一个目录项，该目录项包含了文件夹的名称、创建时间、访问权限等信息。
而文件夹中的文件则以文件项的形式存在，文件项包含了文件的名称、大小、创建时间等属性。
目录结构的实现可以使用树结构或者图结构。
其中，树结构是最常见的一种实现方式。
在树结构中，每个目录项都可以作为树的一个节点，根节点代表根目录，每个子节点代表一个子目录或者文件。
通过遍历树的节点，用户可以逐层查找和访问文件。
二、索引结构索引结构是一种基于关键字的数据结构，用于快速定位文件的相关信息。
在文件系统中，文件的内容通常分散存储在磁盘上的不同位置，为了提高文件的访问速度，可以使用索引结构建立文件与存储位置的映射关系。
常见的索引结构包括位图索引、哈希索引和B树索引等。
位图索引用一个位图来表示文件的存储位置，每个位对应一个存储块，通过位图可以迅速定位到文件所在的位置。
哈希索引使用哈希函数将文件的关键字映射到存储位置，从而实现快速定位。
而B树索引是一种多路搜索树，用于支持范围查询和高效的插入和删除操作。
索引结构的选择依赖于文件系统的需求和性能要求。
不同的索引结构具有不同的特点和适用范围，需要根据具体情况进行选择和优化。
三、文件分配表文件分配表是文件系统中用于管理文件存储空间的一种数据结构。
它记录了文件在磁盘上分配的存储块，以及存储块之间的关系。
文件的存储块可以是连续的，也可以是离散的。
文件分配表采用表格的形式来表示文件在磁盘上的分布情况。
解读FAT32文件系统(二)
解读FAT32文件系统(二)接着我们来看看FAT32文件系统特有的长文件名。
结构如下图：为研究方便，先在我的1G的u盘建一个长文件名的文本文件。
如图：文本文件的内容还是：0123456789十个字节，简单明了。
然后用Winhex打开我们的u盘看看根目录区有什么奇迹出现了。
如下图：这样4组32字节数据才表示了一个文件名，是不是很复杂了。
每一个32字节的数据就叫这个文件的子目录项。
按照Microsoft的白皮书，我们来看看这些数字的含义。
与短文件名中文件名的编码不同，长文件名文件的文件名采用的是Unicode 编码，这样一个32字节的目录项里可以存13个字节的文件名字符。
看上图，在字节地址0x001f5480到0x001f5490这32个字节子目录项里，只存了abcdefghijklm这13个字符。
刚好是我建的26个字符文件名的一半。
那放不下的文件名字符就安排在下一个32个字节里面。
于是我们可以在0x001f5460到0x001f5470可以看到nopqrstuvwxyz。
文件的扩展名即txt安排在0x001f5440到0x001f5450。
大家发现没有，按字节地址顺序从0x001f5440到0x001f5490，文件名的排列顺序是txt_nopqrstuvwxyz_abcdefghijklm（注意：为了方便大家看,我加了红色标识的下划线,实际存放中不存在）。
这就是书上说的长文件名按倒序来排列文件名字。
这种排列方式符合小端格式原则，即高字节地址存放高为字节。
既然安排文件名是有前后顺序的。
这样长文件名目录项的开头一个字节专门放这个排列顺序。
看图：我标了红圈圈的位置，这个就是长文件名子目录项排列顺序的编号。
按递推的关系存文件扩展名的0x001f5440到0x001f5450应该是0x03打头才对，我们看到的却是0x43。
这是一个规定就是长文件名子目录项最后一组32字节的顺序是本组数据序号（这里是0x03）和0x40（这个40是长文件名专有）做个与运算的结果，0x03|0x40就是我们看到的0x43了。
——文件系统
• /dev：该目录包含了Linux系统中使用的所有外部设 备，它实际上是访问这些外部设备的端口，你可以 访问这些外部设备，与访问一个文件或一个目录没 有区别。 • /cdrom：该目录在刚安装系统时是空的，你可以将 光驱文件系统挂在这个目录下。 • /lost＋found：该目录在大多数情况下都是空的。但 当突然停电、或者非正常关机后，有些文件就临时 存放在这里。
• /root如果你是以超级用户的身份登录的，这个就 是超级用户的主目录。 • /home如果建立一个名为“xx‖的用户，那么在 /home目录下就有一个对应的“/home/xx‖路径， 用来存放该用户的主目录。 • /tmp用来存放不同程序执行时产生的临时文件。
（5）文件和目录的命名
• 1）名字长度。现在的Linux都支持长文件名，文件 名长度的最大值都在200以上，早期的Linux至少 可以支持长度为14个字符的文件名。 • 2）取名的合法字符。除斜线外的所有字符都是命 名的合法字符，空格、星号甚至不可打印字符也 可以做文件名。一个字节的取值0~255之中，47是 斜线的ASCII码，不可作为文件名，ASCII码0用作 C语言的字符串结束标志，其余的254种取值都可 以作为文件名。 • 3）大小写字母有区别。例如：makefile， Makefile，MAKEFILE是三个不同的文件名。
• 在下图的例子中，一个文件可以有多个名字。只要 在不同的目录项中填写“文件名-i节点号”的时候 将i节点号填写的相同就可以了。
（3） Linux的目录结构
• 命令ls的-i选项，可以列出文件的i节点号。如果两 个文件的i节点号相等，它们就引用同一个文件。 在介绍ls -l命令时，每个文件列出的项目之一是 “文件的link数”，就是同一个i节点被引用的次数。 link数被记录在i节点中，便于文件的删除操作。根 据i节点的link数，可以判断出文件被多少个目录项 所引用，普通文件的link数一般为1。当文件的link 数不为1的时候，从文件系统的存储结构上看，仅 仅根据link数，无法直接找出系统中在哪些地方还 有哪些目录项引用了这个i节点。根据i节点号，find 命令的-inum选项可以查找指定i节点号的文件。
RFID-SIM的介绍
3
系统架构
系统组网
RFID-SIM 技术介绍
业务总体构架
RFID-SIM的COS介绍 RFID-SIM的文件系统介绍
实现企业具体的一卡 通功能，如门禁、考 勤、消费等功能
I_IF_3
系统架构
I_IF_1
实现对所有企业的一卡通业 务的管理，包括订购关系管 理、认证鉴权、统计分析、 门户服务等功能
RFID -SIM
RFID-SIM
RFID-SIM卡是CPU卡，支持双向认证，具有高 安全性 可实现空中发卡和空中充值
便捷性 应用丰富 提升管理 便携性 跨单位使用
内部支付普遍采取在线消费，应用单一， 支持在线消费、离线消费，并提供考勤、消 不能灵活扩展 费的短信帐单提醒等增强型服务 存在转借他人或代替打卡的情况 需要携带卡片，不方便且容易忘记携带 一张卡只限在一家单位使用 可有效杜绝代打卡或卡转借他人的漏洞 手机是个人随身携带必不可少的用品，用户 不需再带卡片，为用户带来极大方便 一张卡可在多个单位使用
基本文件: 用于存储各 种应用数据 和管理信息。
EF从存储内容上分为两种
RFID-SIM的文件系统介绍(2)
安全 基本文件
用于存放密钥，每个目录下只能建立一 个安全基本文件，密钥文件不能通过文 件选择来选取，密钥内容不可以读出， 但在满足条件时可使用和修改。
EF
工作 基本文件
用于存放应用的实际数据，个数及大 小只受空间限制。在满足条件时可读 写。
RFSIM (已成为运营商 主推的标准)
采用2.4G的频率 用户只需更换成RFSIM的SIM卡即可 与银行业主推的13.56M不同，在POS改造方面会有 一定的阻力。
RFID-SIM的定义
RFID（Radio Frequency Identification)
Lustre文件系统
体系结构--Lustre文件系统I/O结构
ห้องสมุดไป่ตู้ 体系结构--Lustre文件系统I/O结构
➢ 文件系统组成:
✓ 客户端(CFS, Client File System) ✓ 对象存储服务器（OST，Object Storage Target） ✓ 元数据服务器（MDS，MetaData Server）
➢ 文件数据被分成大小固定的若干个分带，按 照一定的条带模式分布存储在几个OST的存 储对象中
➢ 文件的分带大小,存储对象数目，分带模式对 应的OST索引等定位信息都作为数据分布布 局属性对象保存在元数据对象的inode的扩 展属性中
Network Stripping
➢ 结合文件分带技术,将文件数据分成若干个固 定大小的分带以某种RAID模式冗余的分布存 储在多个OST的存储对象中
JOIN File (cont’)
➢ 文件可以根据大小变化动态的增加或减少数据分布属性 对象
➢ 突破了文件大小的限制, 理论上它可以占有整个系统所 有OST对象存储设备的空间。
➢ 连接文件优点就是数据迁移的代价相对较低，迁移策略 灵活
✓ 大的存储对象可分裂成多个小的存储对象 ✓ 文件数据范围连续的较小存储对象可进行合并 ✓ 灵活的文件数据分布策略：对于小文件采用RAID1镜像
一般采用了文件数据与元数据分离存储 的机制, 通过条带化技术将传统文件的数 据分解存储到存储对象中
文件元数据则保存在元数据对象中，并 具有一个全局唯一的对象标识以及一些 文件属性信息
背景——采用对象存储概念设计的分布式集 群文件系统
Storage Tank OBFS Panasas Luster 类似的还有 ✓ BrainStor ✓ OBSS 比较成功的, 商业化的: Storage Tank，Lustre，Panasas
操作系统二级文件管理系统结构设计
操作系统二级文件管理系统结构设计二级文件管理系统是一种较为常见的操作系统文件管理结构，主要用于管理计算机中的文件和目录。
该系统结构设计的目标是提供高效、可靠和安全的文件管理功能，使用户能够方便地存储、访问和管理文件。
一、文件系统的基本结构1.文件系统层次结构：二级文件管理系统采用层次结构，由两个层次组成：目录层和文件层。
目录层用于组织、分类和管理文件，文件层用于存储和读取实际文件数据。
2.目录结构设计：目录是文件和子目录的逻辑组织结构，可以有多级嵌套。
目录层次结构可以采用树形结构，根目录是顶级目录，下级目录称为子目录。
每个目录包含目录项，每个目录项包含文件名和文件指针。
3.文件结构设计：文件是存储在磁盘上的一组数据，可以是文本文件、图像文件、音频文件等。
文件层次结构可以采用线性结构，每个文件由文件头、文件数据和文件尾组成。
文件头包含文件属性信息，文件数据是实际的文件内容，文件尾用于标记文件结束。
二、文件系统的实现原理1.文件分配方法：文件分配方法指定了文件在磁盘上的存储方式。
常见的文件分配方法有连续分配、链接分配和索引分配。
连续分配将文件存储在连续的磁盘块上，链接分配使用链表将文件块链接起来，索引分配使用索引表记录文件块的位置。
2.目录操作：目录操作包括创建目录、删除目录、重命名目录、进入目录和返回上级目录等。
其中进入目录操作是进入子目录进行文件管理，返回上级目录是返回到父目录中。
3.文件操作：文件操作包括创建文件、删除文件、读取文件和写入文件等。
创建文件时需要为文件分配存储空间，并在目录中添加文件项；删除文件时需要释放文件占用的存储空间，并在目录中删除文件项；读取文件和写入文件是对文件数据的操作，读取时将文件数据输出到终端，写入时将终端输入的数据写入到文件中。
三、文件系统的实现考虑因素1.效率：文件系统应提供高效的操作方法，包括目录和文件的操作。
目录的层次结构应使查找操作能够在较短的时间内完成，文件的分配方法应尽量减少磁盘碎片和提高文件存取速度。
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