计算机操作系统文件管理(PPT 54页)
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操作系统和文件管理PPT课件
➢ 线程可以帮助应用程序同时做几件事(比如一个线程向 磁盘写入文件，另一个则接收用户的按键操作并及时 做出反应，互相不干扰)。
• 在程序被运行后中，系统首先要做的就是为该程序进 程建立一个默认线程，然后程序可以根据需要自行添 加或删除相关的线程。
.
10
操作系统活动——进程和线程
➢ 进程与线程的联系与区别 ✓ 线程是进程内的一个可调度实体，是一个执行单元。
第4章 操作系统与文件管理
.
77
操作系统活动——进程和线程
➢ 当Windows接受到由鼠标器、键盘、定时器信号或某 些I/O操作产生的“事件”后,为该任务分配CPU时间。
➢ 每个任务 (应用程序)使用由Windows分配的短暂的时 间片(Timeslice)轮流使用CPU,由于CPU对每个时间片 的处理速度非常快,在用户看来好像这些任务在同时执 行。
.
6
操作系统活动——进程和线程
➢ 多任务是指用户可以在同一时间内运行多个应用程 序,每个应用程序被称作一个任务。多任务要求系统 可以同时运行多个进程，每个进程又可以同时执行 多个线程.
➢ Windows多任务处理采用的是被称为虚拟机(Virtual Machine)的技术。所谓虚拟机实际上指的是由Wind ows在内存中创建的逻辑微机,由它来运行应用程序。
.
8
操作系统活动——进程和线程
➢ 进程是应用程序的运行实例, 或者说进程是程序在计算 机上的一次执行活动。
➢ 当你运行一个程序，你就启动了一个进程。 ➢ 显然，程序是死的(静态的)，进程是活的(动态的)。每
个进程都有自己私有的虚拟地址空间 。
.
9
操作系统活动——进程和线程
➢ 线程——一个进程可以包含若干线程(Thread)，也就 是一个进程下多个能独立运行的更小的单位。
• 在程序被运行后中，系统首先要做的就是为该程序进 程建立一个默认线程，然后程序可以根据需要自行添 加或删除相关的线程。
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10
操作系统活动——进程和线程
➢ 进程与线程的联系与区别 ✓ 线程是进程内的一个可调度实体，是一个执行单元。
第4章 操作系统与文件管理
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77
操作系统活动——进程和线程
➢ 当Windows接受到由鼠标器、键盘、定时器信号或某 些I/O操作产生的“事件”后,为该任务分配CPU时间。
➢ 每个任务 (应用程序)使用由Windows分配的短暂的时 间片(Timeslice)轮流使用CPU,由于CPU对每个时间片 的处理速度非常快,在用户看来好像这些任务在同时执 行。
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操作系统活动——进程和线程
➢ 多任务是指用户可以在同一时间内运行多个应用程 序,每个应用程序被称作一个任务。多任务要求系统 可以同时运行多个进程，每个进程又可以同时执行 多个线程.
➢ Windows多任务处理采用的是被称为虚拟机(Virtual Machine)的技术。所谓虚拟机实际上指的是由Wind ows在内存中创建的逻辑微机,由它来运行应用程序。
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8
操作系统活动——进程和线程
➢ 进程是应用程序的运行实例, 或者说进程是程序在计算 机上的一次执行活动。
➢ 当你运行一个程序，你就启动了一个进程。 ➢ 显然，程序是死的(静态的)，进程是活的(动态的)。每
个进程都有自己私有的虚拟地址空间 。
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9
操作系统活动——进程和线程
➢ 线程——一个进程可以包含若干线程(Thread)，也就 是一个进程下多个能独立运行的更小的单位。
计算机操作系统文件管理ppt课件
1.顺序文件：通常为定长记录
2.索引文件：为每个记录建立一张索引表， 加速对记录的检索速度
3.索引顺序文件：为每组记录建立一个索 引表
第5章 文件管理系统
顺序文件
关键字
顺序文件
第5章 文件管理系统
索引文件
索引号 0 1
长度 m
m0 m1
指针 ptr
…
i
mi
…
索引表
索引文件的组织
…
…
R0 R1
Ri
第5章 文件管理系统
第5章 文件管理系统
第5章 文件管理系统
5.1.1 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。
第5章 文件管理系统
5.1.2 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。
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)。
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
2.索引文件：为每个记录建立一张索引表， 加速对记录的检索速度
3.索引顺序文件：为每组记录建立一个索 引表
第5章 文件管理系统
顺序文件
关键字
顺序文件
第5章 文件管理系统
索引文件
索引号 0 1
长度 m
m0 m1
指针 ptr
…
i
mi
…
索引表
索引文件的组织
…
…
R0 R1
Ri
第5章 文件管理系统
第5章 文件管理系统
第5章 文件管理系统
5.1.1 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。
第5章 文件管理系统
5.1.2 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。
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)。
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
计算机操作系统教案第06章 文件管理PPT课件
构，文件的逻辑结构及四种组织方式，各种外存分配 方式(连续分配、链接分配、索引分配)，目录管理相关 概念(FCB、索引结点、目录结构及目录查询技术)，文 件存储空间的管理方式(空闲表法、空闲链表法、位示 图法)，文件共享方式(基于索引结点和利用符号链)。 • 3、了解：文件的存取控制、使用和文件系统的层次模 型，磁盘容错技术，数据一致性控制相关概念。
6.1.2 文件类型和文件系统模型
1. 1) 按用途分类
(1) 系统文件。 (2) (2) 用户文件。 (3) (3) 库文件。
11
第六章 文件管理
2) 按文件中数据的形式分类 (1) 源文件。 (2) (2) 目标文件。 (3) (3) 可执行文件。
12
第六章 文件管理
3) (1) 只执行文件。 (2) (2) 只读文件。 (3) (3) 读写文件。
3
第六章 文件管理
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
4
第六章 文件管理
文件管理系统的引入： • 应用程序的输入以文件的形式 • 应用程序的输出以文件形式存储，以方便
第六章 文件管理
计算机操作系统教案 第6章 文件管理
郭霞 2010•中山
1
第六章 文件管理
整体概况
+ 概况1
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概况2
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第六章 文件管理
第六章 文件管理
6.1.2 文件类型和文件系统模型
1. 1) 按用途分类
(1) 系统文件。 (2) (2) 用户文件。 (3) (3) 库文件。
11
第六章 文件管理
2) 按文件中数据的形式分类 (1) 源文件。 (2) (2) 目标文件。 (3) (3) 可执行文件。
12
第六章 文件管理
3) (1) 只执行文件。 (2) (2) 只读文件。 (3) (3) 读写文件。
3
第六章 文件管理
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
4
第六章 文件管理
文件管理系统的引入： • 应用程序的输入以文件的形式 • 应用程序的输出以文件形式存储，以方便
第六章 文件管理
计算机操作系统教案 第6章 文件管理
郭霞 2010•中山
1
第六章 文件管理
整体概况
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第六章 文件管理
第六章 文件管理
计算机操作系统文件管理课件pptx
计算机操作系统文件管理
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
课件pptx
2024/1/27
1
• 文件管理概述 • 文件结构与组织 • 文件操作与功能 • 文件保护与安全 • 文件系统性能优化 • 现代文件管理系统及应用
2024/1/27
目录
CONTENTS
2
01
删除文件
用户可以通过应用程序或命令行工具删除不再需要的文件。 删除文件时，操作系统会检查文件的访问权限，并将文件从 文件系统中彻底删除。需要注意的是，删除的文件将无法恢 复，因此用户在删除文件前应谨慎考虑。
14
04
文件保护与安全
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
2024/1/27
15
文件的访问控制
2024/1/27
访问控制列表（ACL）
01
定义用户和组对文件和目录的访问权限，实现灵活的访问控制
。
强制访问控制（MAC）
02
基于安全标签和安全策略（RBAC）
03
根据用户在组织中的角色和职责，分配文件和目录的访问权限
物理结构的类型
物理结构的特点
连续文件存储在一组连续的存储单元 中，链接文件和索引文件通过指针或 索引表来组织。
包括连续文件、链接文件、索引文件 等。
2024/1/27
9
文件目录结构
目录结构的定义
文件目录是记录系统中所有文件 的名字及其存放地址的目录表， 目录结构是文件目录的组织形式
。
2024/1/27
。
16
文件的加密与解密
2024/1/27
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
课件pptx
2024/1/27
1
• 文件管理概述 • 文件结构与组织 • 文件操作与功能 • 文件保护与安全 • 文件系统性能优化 • 现代文件管理系统及应用
2024/1/27
目录
CONTENTS
2
01
删除文件
用户可以通过应用程序或命令行工具删除不再需要的文件。 删除文件时，操作系统会检查文件的访问权限，并将文件从 文件系统中彻底删除。需要注意的是，删除的文件将无法恢 复，因此用户在删除文件前应谨慎考虑。
14
04
文件保护与安全
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
2024/1/27
15
文件的访问控制
2024/1/27
访问控制列表（ACL）
01
定义用户和组对文件和目录的访问权限，实现灵活的访问控制
。
强制访问控制（MAC）
02
基于安全标签和安全策略（RBAC）
03
根据用户在组织中的角色和职责，分配文件和目录的访问权限
物理结构的类型
物理结构的特点
连续文件存储在一组连续的存储单元 中，链接文件和索引文件通过指针或 索引表来组织。
包括连续文件、链接文件、索引文件 等。
2024/1/27
9
文件目录结构
目录结构的定义
文件目录是记录系统中所有文件 的名字及其存放地址的目录表， 目录结构是文件目录的组织形式
。
2024/1/27
。
16
文件的加密与解密
2024/1/27
计算机操作系统文件管理ppt课件
。
使用`rmdir`命令删除空目录 ，如`rmdir
empty_directory`；使用`rm -r`命令递归删除非空目录及
其内容，如`rm -r non_empty_directory`。
使用`cd`命令切换当前工作目 录，如`cd
/path/to/directory`。
使用`ls`命令列出目录内容， 如`ls -l`显示详细信息。
防止数据泄露措施
数据备份与恢复
定期备份重要文件，以防止数 据丢失或损坏，同时确保备份
数据的安全存储。
日志审计
记录用户对文件的操作日志， 以便在发生数据泄露时追踪和 定位问题。
敏感数据保护
对包含敏感信息的文件进行特 殊处理，如加密存储、限制访 问等，以降低数据泄露风险。
安全意识培训
加强员工安全意识培训，提高 员工对文件安全保护的认识和
THANKS
感谢观看
服务提供商比较
从存储容量、性能、价格、安全性等方面进行比较。
未来发展趋势预测
智能化管理
通过人工智能和机器学习技术，实现文件系 统的自动化管理和优化。
数据安全与隐私保护
加强数据安全和隐私保护，防止数据泄露和 滥用。
多模态数据存储
支持多种数据类型的存储，如图文、视频、 音频等。
跨平台兼容性
实现不同操作系统和平台之间的文件兼容性 和互操作性。
加密技术在文件保护中应用
01
02
03
文件加密
采用加密算法对文件进行 加密，确保即使文件被非 法获取，也无法轻易解密 和查看文件内容。
密钥管理
通过安全的密钥管理机制 ，确保加密密钥的安全存 储、传输和使用。
透明加密
在操作系统层面实现透明 加密，用户无需手动进行 加密操作，系统自动对文 件进行加密和解密。
使用`rmdir`命令删除空目录 ，如`rmdir
empty_directory`；使用`rm -r`命令递归删除非空目录及
其内容，如`rm -r non_empty_directory`。
使用`cd`命令切换当前工作目 录，如`cd
/path/to/directory`。
使用`ls`命令列出目录内容， 如`ls -l`显示详细信息。
防止数据泄露措施
数据备份与恢复
定期备份重要文件，以防止数 据丢失或损坏，同时确保备份
数据的安全存储。
日志审计
记录用户对文件的操作日志， 以便在发生数据泄露时追踪和 定位问题。
敏感数据保护
对包含敏感信息的文件进行特 殊处理，如加密存储、限制访 问等，以降低数据泄露风险。
安全意识培训
加强员工安全意识培训，提高 员工对文件安全保护的认识和
THANKS
感谢观看
服务提供商比较
从存储容量、性能、价格、安全性等方面进行比较。
未来发展趋势预测
智能化管理
通过人工智能和机器学习技术，实现文件系 统的自动化管理和优化。
数据安全与隐私保护
加强数据安全和隐私保护，防止数据泄露和 滥用。
多模态数据存储
支持多种数据类型的存储，如图文、视频、 音频等。
跨平台兼容性
实现不同操作系统和平台之间的文件兼容性 和互操作性。
加密技术在文件保护中应用
01
02
03
文件加密
采用加密算法对文件进行 加密，确保即使文件被非 法获取，也无法轻易解密 和查看文件内容。
密钥管理
通过安全的密钥管理机制 ，确保加密密钥的安全存 储、传输和使用。
透明加密
在操作系统层面实现透明 加密，用户无需手动进行 加密操作，系统自动对文 件进行加密和解密。
计算机操作系统文件管理ppt课件
第5章 文件管理系统 两级索引分配
主索引
360 740
第 二 级 索引
360 105 106 254
…
740 356 357
1 1 25
…
…
1 1 25
985
…
…
…
…
…
磁盘空间 0 1 2
两 105 级 106 索
引 分 254 配
356 357
985
第5章 文件管理系统
索引分配的优点:
第5章 文件管理系统
5.1.2 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。
第5章 文件管理系统
5.3.3 文件照映
FAT：文件分配表，磁盘格式化后建立。 FAT每个表项对应磁盘的一个盘块，其中用 来存放分配给文件的下一个盘块的块号
第5章 文件管理系统
FCB A 4
FCB B 9
FA T
0
1
2
3
6
4
EO F
5
11
6
7
8
10
9
5
EO F
第5章 文件管理系统
链接分配方式虽然解决了连续分配方式所存在的 问题， 但又出现了另外两个问题，
第5章 文件管理系统
第5章 文件管理系统
第5章 文件管理系统
5.1.1 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：
《操作系统》PPT电子课件教案- 第六章 文件管理
第六章 文 件 管 理
第六章 文 件 管 理
§1 概述 §2 §3 文件存贮空间的管理 §4 文件的保护与保密 §5 文件系统的使用与执行
第六章 文 件 管 理
§１ 概 述
１.１ 文件的基本概念
文件（Ｆｉｌｅ）是存贮在某种存贮介质上的具有标识
任何具有独立意义的一组信息都可以组织成一个文件， 例如，一个高级语言源程序，一个可执行的二进制代码程序， 一批待处理的数据，一个表格，一篇文章等等。其次，文件 具有保存性，文件被存放在某种存贮介质上.
效果就越好。
第六章 文 件 管 理
图 ６-７ 文件共享结构
第六章 文 件 管 理
图 ６-７ 文件共享结构
第六章 文 件 管 理
§３ 文件存贮空间的管理
３.１ 文件的物理结构
一个文件顺序存放在外存的若干连续物理块中，则称
这种文件为连续文件。在连续文件的ＦＣＢ中记录着文
件所占用的起始物理块号和物理块数。显示，对连续文 件可以顺序存取，磁带上的文件一般都组织成连续文件。
第六章 文 件 管 理
从逻辑结构上讲，文件可以是记录式文件或流式文件。 一个记录式文件由若干逻辑记录所组成。记录是顺序排 列且相关的一组最小信息项（字或字节），它是文件存取的
基本单位。记录可由记录键标识或按顺序编号，记录键可以
是单个字符或字符串。
流式文件即无记录文件，它直接由字符序列组成。从另
一角度讲，流式文件也可看作是记录式文件的一个特例，即 只含一个无标识记录的文件。
第六章 文 件 管 理
２.３ 二级目录结构
图６-２ 二级目录结构
第六章 文 件 管 理
２.４ 目录树结构
图６-３ 目录树
第六章 文 件 管 理
第六章 文 件 管 理
§1 概述 §2 §3 文件存贮空间的管理 §4 文件的保护与保密 §5 文件系统的使用与执行
第六章 文 件 管 理
§１ 概 述
１.１ 文件的基本概念
文件（Ｆｉｌｅ）是存贮在某种存贮介质上的具有标识
任何具有独立意义的一组信息都可以组织成一个文件， 例如，一个高级语言源程序，一个可执行的二进制代码程序， 一批待处理的数据，一个表格，一篇文章等等。其次，文件 具有保存性，文件被存放在某种存贮介质上.
效果就越好。
第六章 文 件 管 理
图 ６-７ 文件共享结构
第六章 文 件 管 理
图 ６-７ 文件共享结构
第六章 文 件 管 理
§３ 文件存贮空间的管理
３.１ 文件的物理结构
一个文件顺序存放在外存的若干连续物理块中，则称
这种文件为连续文件。在连续文件的ＦＣＢ中记录着文
件所占用的起始物理块号和物理块数。显示，对连续文 件可以顺序存取，磁带上的文件一般都组织成连续文件。
第六章 文 件 管 理
从逻辑结构上讲，文件可以是记录式文件或流式文件。 一个记录式文件由若干逻辑记录所组成。记录是顺序排 列且相关的一组最小信息项（字或字节），它是文件存取的
基本单位。记录可由记录键标识或按顺序编号，记录键可以
是单个字符或字符串。
流式文件即无记录文件，它直接由字符序列组成。从另
一角度讲，流式文件也可看作是记录式文件的一个特例，即 只含一个无标识记录的文件。
第六章 文 件 管 理
２.３ 二级目录结构
图６-２ 二级目录结构
第六章 文 件 管 理
２.４ 目录树结构
图６-３ 目录树
第六章 文 件 管 理
计算机操作系统原理-文件管理PPT99页
计算机操作系统原理-文件管理
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 陈鹤琴
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 陈鹤琴
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
计算机操作系统之文件管理PPT课件
计算机操作系统之文件管理PPT课 件
目录
• 文件管理概述 • 文件存储与访问方法 • 文件目录管理 • 文件共享与保护机制 • 文件系统性能优化策略 • 典型文件系统案例分析 • 总结与展望
01
文件管理概述
文件概念及作用
文件定义
文件是计算机中存储数据的基本单 位，具有名称、内容和属性等特征。
文件作用
链接分配方式
01
02
03
原理
采用离散分配方式，通过 链接指针将文件的所有盘 块链接在一起。
优点
消除了外部碎片，提高了 磁盘空间利用率；易于文 件扩展。
缺点
只支持顺序访问，不支持 直接访问，数据块的链接 指针会占用一定的存储空 间。
索引分配方式
01 02
原理
系统为每个文件分配一个索引块（表），再把分配给该文件的所有盘块 号都记录在该索引块（表）中，用户要访问文件的第i个盘块时只要根 据索引表找到第i个盘块的盘块号即可。
Ext4在性能和稳定性方面进 行了优化，提供了更高的文 件读写速度和更好的数据一 致性保证。
Ext4能够处理超大文件和超 大容量磁盘，满足了现代存 储需求。
Ext4支持权限控制、加密、 压缩等高级功能，提供了全 面的数据管理解决方案。
Ext4可以在多种Linux发行 版和其他类Unix系统上使用， 具有良好的跨平台兼容性。
07
总结与展望
课程总结回顾
文件系统基本概念
介绍了文件、目录、路径等基本概念，以及文件系统的层次结构和 基本功能。
文件操作与管理
详细讲解了文件的创建、打开、读写、关闭等操作，以及文件的备 份、恢复、加密等管理方法。
文件系统实现技术
深入探讨了文件系统的数据结构、存储管理、并发控制等实现技术， 以及不同文件系统类型的特点和适用场景。
目录
• 文件管理概述 • 文件存储与访问方法 • 文件目录管理 • 文件共享与保护机制 • 文件系统性能优化策略 • 典型文件系统案例分析 • 总结与展望
01
文件管理概述
文件概念及作用
文件定义
文件是计算机中存储数据的基本单 位，具有名称、内容和属性等特征。
文件作用
链接分配方式
01
02
03
原理
采用离散分配方式，通过 链接指针将文件的所有盘 块链接在一起。
优点
消除了外部碎片，提高了 磁盘空间利用率；易于文 件扩展。
缺点
只支持顺序访问，不支持 直接访问，数据块的链接 指针会占用一定的存储空 间。
索引分配方式
01 02
原理
系统为每个文件分配一个索引块（表），再把分配给该文件的所有盘块 号都记录在该索引块（表）中，用户要访问文件的第i个盘块时只要根 据索引表找到第i个盘块的盘块号即可。
Ext4在性能和稳定性方面进 行了优化，提供了更高的文 件读写速度和更好的数据一 致性保证。
Ext4能够处理超大文件和超 大容量磁盘，满足了现代存 储需求。
Ext4支持权限控制、加密、 压缩等高级功能，提供了全 面的数据管理解决方案。
Ext4可以在多种Linux发行 版和其他类Unix系统上使用， 具有良好的跨平台兼容性。
07
总结与展望
课程总结回顾
文件系统基本概念
介绍了文件、目录、路径等基本概念，以及文件系统的层次结构和 基本功能。
文件操作与管理
详细讲解了文件的创建、打开、读写、关闭等操作，以及文件的备 份、恢复、加密等管理方法。
文件系统实现技术
深入探讨了文件系统的数据结构、存储管理、并发控制等实现技术， 以及不同文件系统类型的特点和适用场景。
04操作系统和文件管理PPT课件
-
12
计算机操作系统
❖ 常见的操作系统：
Windows：最流行的操作系统，占全球 的80%以上，目前有若干版本
Mac os：基于Mac机
UNIX：常用于服务器
Linux：可自由下载，也有商业性的
DOS：Microsoft公司和IBM公司的早期
产品，目前很少被使用，典型的命令行
界面
-
13
计算机操作系统
-
54
数据备份
❖ 备份方法：
优盘、zip盘：适合于小文件的备份，携带 方便
光盘：适合于备份较多的数据，但速度比 硬盘慢、需要特定软件和设备
网络备份：可将数据放入局域网服务器上， 或因特网网站上的网络存储空间内，甚至 是邮箱内，可随时随地上传下载，但可用 空间较小
-
55
数据备份
内置硬盘：适合于经常更换的备份， 空间大、速度快，但易发生机械故障
❖ 读文件：操作系统查找MFTFra bibliotek找到存 储该文件的第一个簇，并将读写头移 过去然后读数据到RAM中
-
47
文件管理
❖ 文件存储后 可能是连续 的也可能是 离散的
-
48
文件管理
❖ 删除文件：操作系统将文件所在簇的状 态改变为“空”，并将文件名从MFT中 移除。但文件的实际数据仍然存储在所 在的簇内，直到其它的文件存储进来把 原来的数据覆盖掉
信息技术导论
操作系统和文件管理
-
1
计算机操作系统
❖ 操作系统：管理计算机硬件和应用程 序等的系统软件，对内调度和管理资 源，对外向用户提供与计算机交互的 界面
-
2
计算机操作系统
❖ 资源：任何能够根据要求完成任务的 组件，如：CPU、内存、硬盘、外围 设备等，把资源在应用程序之间调度
2024版年度计算机操作系统之文件管理PPT课件
根据不同的分类标准，文件可以分为多种类型，如文本文件、二进制文件、图 像文件、音频文件、视频文件等。每种文件类型都有其特定的数据结构和编码 方式。
存储结构
文件的存储结构是指文件在磁盘等存储设备上的组织方式，包括顺序存储、链 式存储、索引存储等。不同的存储结构对文件的访问效率和可靠性有不同的影 响。
2024/2/3
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空闲链表法原理及应用举例
原理
将所有空闲盘区拉成一条空闲链，根据空闲盘区的大小，可拉成空闲盘块链和空闲盘区链。当需要分配存储空间 时，从链首开始，依次摘下适当大小的空闲盘区分配给用户，反之，当用户不再使用这部分存储空间时，将回收 的盘区依次挂入空闲盘区链的末尾。
应用举例
在Windows系统中，采用了空闲链表法来管理文件存储空间。系统将外存上的空闲区域按照大小进行分类，并 分别建立空闲链表。当需要分配存储空间时，系统会根据请求的大小从相应的空闲链表中分配空闲区域给文件。 当文件被删除时，系统将其占用的存储空间释放回相应的空闲链表。
被删除时，系统将其占用的盘块标记为空闲状态并更新位示图。
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05
文件共享与保护机制
2024/2/3
19
文件共享实现方法
01
基于索引节点的共享方式
利用索引节点（inode）建立文件与物理存储位置之间的映射关系，多
个用户或进程可通过相同的路径名或文件描述符访问同一文件。
02
基于符号链接的共享方式
通过创建符号链接（symbolic link）来实现文件共享，符号链接是指
云存储和虚拟化技术
将文件存储于云端，实现数据共享和灵活扩展，降低存储成本。
安全性和隐私保护
加强文件访问控制和数据加密，保障用户数据安全和隐私。
存储结构
文件的存储结构是指文件在磁盘等存储设备上的组织方式，包括顺序存储、链 式存储、索引存储等。不同的存储结构对文件的访问效率和可靠性有不同的影 响。
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空闲链表法原理及应用举例
原理
将所有空闲盘区拉成一条空闲链，根据空闲盘区的大小，可拉成空闲盘块链和空闲盘区链。当需要分配存储空间 时，从链首开始，依次摘下适当大小的空闲盘区分配给用户，反之，当用户不再使用这部分存储空间时，将回收 的盘区依次挂入空闲盘区链的末尾。
应用举例
在Windows系统中，采用了空闲链表法来管理文件存储空间。系统将外存上的空闲区域按照大小进行分类，并 分别建立空闲链表。当需要分配存储空间时，系统会根据请求的大小从相应的空闲链表中分配空闲区域给文件。 当文件被删除时，系统将其占用的存储空间释放回相应的空闲链表。
被删除时，系统将其占用的盘块标记为空闲状态并更新位示图。
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05
文件共享与保护机制
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文件共享实现方法
01
基于索引节点的共享方式
利用索引节点（inode）建立文件与物理存储位置之间的映射关系，多
个用户或进程可通过相同的路径名或文件描述符访问同一文件。
02
基于符号链接的共享方式
通过创建符号链接（symbolic link）来实现文件共享，符号链接是指
云存储和虚拟化技术
将文件存储于云端，实现数据共享和灵活扩展，降低存储成本。
安全性和隐私保护
加强文件访问控制和数据加密，保障用户数据安全和隐私。
《操作系统》课件07 文件管理
7.1.2 文件类型和文件系统模型
1.文件类型
按用途分类： 系统文件，用户文件，库文件。 (用户对以上三者的访问权限不同)
按文件中的数据形式分类: 源，目标，可执行。
按存取控制方式分类： E，R，R/W
按组织形式和处理方式分类 普通文件、目录文件、特殊文件
第七章 文件管理
1) 按性质和用途分类
3) 按操作保护分类
只读文件：只允许文件主及被核准的用户去读文件，而不允许写 文件。标记为：-r-
可读可写文件：允许文件主及被核准的用户去读和写文件。标记 为： -rw-
可执行文件：允许文件主及被核准的用户去调用执行该文件而不 允许读和写文件，标记为： -x-
各个操作系统的保护方法和级别有所不同 ٭DOS操作系统三种保护：系统、隐藏、可写 ٭UNIX或Linux操作系统有九个级别的保护
⑵实现观点（物理结构）
研究的是存储在物理设备介质上的实际文件，即物理文件。其目 的是选择一些性能良好、设备利用率高的物理结构。系统按此和外部 设备打交道，控制信息的传输。 对文件逻辑结构所提出的基本要求
(1)有助于提高对文件的检索速度 (2)结构应方便对文件进行修改 (3)降低文件存放在外存上的存储费用
第七章 文件管理 7.1.2 文件类型和文件系统模型
7.1文件和文件系统
2.文件系统模型
概念：文件和对文件进行操纵和管理的软件集合。
三个层：文件(对象及属性)文件操作文件访问接口
管理的对象及属性：文件、目录、物理存贮空间
对对象操纵和管理的软件集合： ①对文件存储空间的管理； ②对文件目录的管理； ③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。
计算机操作系统文件管理课件
23
第六章 文件管理
6.3.3 索引分配
索引文件
为每个文件分配一个索引块（表），记录该文 件的所有盘块的指针。
优点：
* 支持直接访问； * 不会产生外部碎片； * 支持多级索引。
（1）单级索引 （2）多级索引 （3）混合索引
计算机操作系统文件管理
24
第六章 文件管理
1、
目录
count
file 块序号
通常位示图可用 m*n 位数来构成；也可以用 二维数组map[i,j]来表示。
计算机操作系统文件管理
37
第六章 文件管理
6.5.2 位示法 2、盘块的分配：
* 扫描位示图，找到“0”位：map[i,j]=0 * 转换成盘块号：b=n(i-1)+j * 分配，修改位示图： map[i,j]=1
20
第六章 文件管理
6.3.2 链接分配
1、 隐式链接
0 4 8 12 16 1 20 24 28
1 10 2
3
5
6
7
9 16 10 25 11
13
14
15
17
18
19
21
22
23
25 -1 26
27
29
30
31
目录
file start end jeep 9 25
图 6-8 磁盘空间的链接式分配
计算机操作系统文件管理
27
第六章 文件管理
6.4 目 录 管 理
(1) 实现“按名存取”； (2)(2) 提高对目录的检索速度； (3)(3) 文件共享； (4)(4) 允许文件重名。
计算机操作系统文件管理
28
第六章 文件管理
操作系统和文件管理PPT课件
文件格式多样化
随着各种应用软件的不断发展，文件格式越来越 多样化，给文件的兼容性和互操作性带来了挑战 。解决方案包括制定统一的文件格式标准、开发 通用的文件格式转换工具等。
跨平台整合难度
不同操作系统和设备之间的差异给跨平台整合带 来了难度。解决方案包括采用跨平台开发框架、 制定统一的接口标准、提供云服务支持等。
虚拟文件系统
实现虚拟文件系统层，屏蔽底层硬件设备的差异，提高文件系统的可 移植性和兼容性。
文件系统的性能优化
01
缓存技术
利用内存作为磁盘缓存，减少磁 盘I/O次数，提高文件访问速度。
03
并行处理技术
利用多核CPU和分布式存储技术 ，实现文件系统的并行处理，提 高数据处理能力和系统吞吐量。
02
索引技术
文件管理的挑战与解决方案
数据量爆炸式增长
随着大数据时代的到来，数据量呈现爆炸式增长 ，给文件管理带来了巨大的挑战。解决方案包括 采用分布式存储技术、数据压缩技术等，提高存 储效率和管理性能。
数据安全问题
网络安全问题日益严重，数据泄露、篡改等安全 问题对文件管理构成了严重威胁。解决方案包括 加强数据加密技术、完善访问控制机制、定期备 份数据等。
文件的操作与保护
文件操作
文件操作包括创建、打开、读写、关闭和删除等。这些操作是用户与文件系统交 互的基本方式。
文件保护
文件保护是防止未经授权的用户访问或修改文件的过程。常见的文件保护措施包 括访问控制列表（ACL）、加密和备份等。这些措施可以确保文件的安全性和完 整性。
03
操作系统中的文件管理
文件目录的管理
操作系统通过设备管理，管理存储设 备如硬盘、U盘等，确保文件数据的 可靠存储和访问。
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索引号 0 1
长度 m
m0 m1
指针 ptr
…
i
mi
…
索引表
图 6-4 索引文件的组织
…
…
R0 R1
Ri
逻辑文件
14
6.2.4 索引顺序文件
键 An Qi Bao Rong Chen Lin
逻辑地址
姓名 An Qi An Kang
其它属性
Bao Rong
…
图 6-5 索引顺序文件
逻辑文件
15
6.2.5 直接文件和哈希文件
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
1
第六章 文件管理
文件系统的功能：
* 用户可执行创建、修改、删除读写文件的命令； * 用户能以合适的方式构造他的文件； * 用户能在系统的控制下，共享其他用户的文件； * 允许用户用符号名访问文件； * 系统应有转存和恢复文件的能力，以防止意外 事故的发生； * 系统应提供可靠保护及保密措施。
1、直接文件 根据给定的记录键值，直接获
得指定记录的物理地址，记录键值本 身就决定了记录的物理地址。
2、 哈希(Hash)文件 Hash 函数
f 键值
目录表
图 6-6 Hash文件的逻辑结构
16
6.3 外存分配方式 6.3.1 连续分配
顺序文件
为每个文件分配一组邻接的磁盘块。
优点： * 顺序访问容易；
19
6.3.2 链接分配
链接文件
1、隐式链接： 文件目录中每个目录项（FCB）都存放指向
链接文件的首尾盘块的指针。
* 利于文件顺序操作，不便于随机访问。
2、显示链接： 把用于链接文件各物理块的指针，显示的存
放在一张链接表中；整个磁盘一张，即文件分配表 （FAT）。
* FAT需占用较大内存空间。
28
29
2
f
6
7
10
11
tr
14
15 mail
18
19
22
23
26
27
30
31
图 6-7 磁盘空间的连续分配
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6.3.2 链接分配
链接文件
文件存储在由链接指针连接的多个离散的 磁盘块中。
优点： * 消除了外存碎片，提高了外存空间的利用
率；
* 利于文件的动态增长，便于文件的增、删、 修改等操作。
函数等， 采用指针来进行读写定位。
10
6.2.2 顺序文件
指由一系列记录，按某种顺序排列所形成的文件。
对于顺序文件，知道了当前记录的地址，就能很方 便放入确定一个要存取记录的地址。
优、缺点： （1）管理简单、顺序存取速度快； （2）修改记录困难、要求连续存储空间； （3）必须事先知道文件的长度。
11
3
6.1.1 文件、记录和数据项
(1) 文件类型 (2) (2) 文件长度 (3) (3) 物理位置 (4) (4) 建立时间 记录1
文件
记录 2
…
记录 n
数据项 1 数据项 2
…
数据项 n
图 6-1 文件、 记录和数据项之间的层次关系
4
6.1.2 文件类型和文件系统模型
1、 1) 按用途分类 (1) 系统文件 (2) (2) 用户文件
12
6.2.3 索引文件
索引文件为每个文件建立一张索引表，其中每一个表 目指出文件中记录所在的物理块号。
索引式文件组织，便于随机存取文件中的一个记录， 是随机文件的一种。
优、缺点： （1）外存利用率高； （2）文件可动态增长，可顺序、直接访问； （3）访问两次辅存，索引表浪费空间。
13
6.2.3 索引文件
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，与存储介质的存 储性能有关。（顺序、链接、索引）
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6.2.1 文件逻辑结构的类型
1、有结构文件 （1）定长记录 （2）变长记录 （a）顺序文件 （b）索引文件 （c）索引顺序文件
2、 即流式文件，如：源程序、 可执行文件、 库
对文件中的数据项而言： （1）读（read） （2）写（write） （3）修改（update） （4）插入（Insert） （5）删除（delete）
8
6.2 文件的逻辑结构
文件的逻辑结构：是从用户的观点出发，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，它独立于物理特性。
文件逻辑结构的要求：提高检索效率、便于修 改、降低文件的存储费用。
* 顺序访问速度较快； 缺点：
* 要求具有较多的连续存储空间；
* 文件的长度事先确定，不便增长；
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6.3.1 连续分配
目录
file start length count 0 2
tr 14 3 mail 19 6 list 28 4
f6 2
count
0
1
4
5
8
9
12
13
16
17
20
21
24
25
list
(3) (3)
2) 按文件中数据的形式分类 (1) 源文件 (2) (2) 目标文件 (3) (3) 可执行文件
3) 按存取控制属性 (1) 只执行文件 (2) (2) 只读文件 (3) (3) 读写文件
4） 按组织形式分类 （1）普通文件 （2）目录文件 （3）特殊文件
5
2、 文件系统模型
图 6-2 文件系统模型
6
6.1.3 文件操作
1、最基本的文件操作 (1) 创建文件 (2) (2) 删除文件 (3) (3) 读文件 (4) (4) 写文件 (5) (5) 截断文件 (6) (6) 设置文件的读/写位置
7
6.1.3 文件操作
2、文件的操作功能
对整体文件而言： （1）打开（open) （2）关闭（close) （3）建立 (create) （4）撤消（destory) （5）复制（copy) （6）改变文件名（rename) （7）显示文件内容（list)
6.2.2 顺序文件
R0 R1 R2 R3
Rptr Ri
…
0
L
L0
L L
R0
2L L
3L
L1 R1
L
4L
Wptr
L
Li
L (i＋ 1)L
Ri
…
0
L0
L0＋ 1
L1
L0＋ L1＋ 2
i－ 1
k＝∑(0Lk＋ 1)
Li
i
k＝∑(0Lk＋ 1)
…
…
(a) 定长记录文件
(b) 变长记录文件
图 6-3 定长和变长记录文件
2
6.1 文件和文件系统
6.1.1 文件、记录和数据项 数据项：用于描述一个对象的某种属性的字符集。 记录：一组描述一个对象某方面属性的相关数据
项的集合。 文件：是由创建者所定义的，具有符号名的一组
相关联元素的有序序列，可分为有结构文件和无结构 文件。
文件系统：指负责存取和管理辅助存储器上文件信 息的机构