第7章文件管理
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文件系统设计目标：
方便用户使用 提高文件检索速度 提供文件共享 提供文件安全性保证 提高存储文件的外存资源利用率
2019/12/1
操作系统第7章第1讲
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7.1.1 几个基本概念
1. 文件与文件名
文件是在逻辑上具有完整意义的信息的集合 ，
以文件名作为其唯一标识。
文件名即文件的名称，以字符串的形式描述。
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7.1.1 几个基本概念
文件的属性通常包括以下内容：（文件说明，FCB） ⑴ 文件名：文件的外部标识，由用户按规定取名。 ⑵ 文件标识符：文件的内部标识，由操作系统给出。 ⑶ 类型：标志该文件类型，比如可执行文件、批处理文件、源文件、
文字处理文件等等。 ⑷ 位置：指向文件在设备上存放位置的指针。 ⑸ 大小：文件大小。 ⑹ 存取权限：文件的存取控制信息（是否可读、可写、可执行等） ⑺ 时间、日期和用户标识：文件创建、上次修改、上次访问等的时间、
从用户角度来看，文件系统主要是实现“按名取存”，文件系统 的用户只要知道所需文件的文件名，就可存取文件中的信息，而 无需知道这些文件究竟存放在什么地方。（面向用户）
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7.1.1 几个基本概念
文件系统的详细功能：
(1) 实现“按名存取”。 (2) 合理存放文件，对磁盘等外存空间进行统一管理。 (3) 提供合适的文件物理结构 (文件在物理设备上的存放方式，实现
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7.1.2 文件的逻辑结构及其存取方式
2．文件存取方法
对不同逻辑结构的文件采用不同的存取方法 根据文件的访问次序，将文件的存取方法分为三类：
顺序存取 随机存取（直接存取） 按键存取
(2) 按信息保存期限分类
临时文件，永久文件，档案文件。
(3) 按文件的保护方式分类
只读文件，读写文件，可执行文件。
(4) 按文件的逻辑结构分类
流式文件：构成文件的基本单位是字符，是有序字符的集合。 记录式文件：构成文件的基本单位是记录，是一组有序记录的集合。
(5) 按文件的物理结构分类
顺序（连续）文件，链接文件，索引文件。
（1）无结构文件（字符流式文件） 定义：对文件内信息不再划分单位，是依次的一串字符流构成的文件。
访问流式文件时，依靠读写指针定位下一个待访问的字符。 字符流式文件的管理简单，但要查找信息却很困难。因此，这种结构
适合于查询、修改操作不多的文件。（例如源程序文件、目标代码文 件等）
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7.1.1 几个基本概念
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。 文件系统的组成：
管理文件所需要的数据结构； 操作系统实现文件管理的系统程序； 涉及文件操作的一组系统调用。
从系统角度来看，文件系统是对文件存储器的存储空间进行组织、 分配和回收，负责文件的存储、检索、共享和保护。（面向系统）
文件共享的方式：绕道法、链接法、基本文件目录表法。
文件完整性 文件操作 文件系统的层次模型
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操作系统第7章第1讲
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7.1 文件管理概述
文件及文件系统产生的必要性：
计算机处理信息大，内存容量有限 进程地址空间存放信息是临时的 多进程间需实现大量的信息共享
第7章 文件管理
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本章要点（1）
基本概念
文件、文件名、文件系统（定义、组成、功能）、文件的分类。
文件的逻辑结构及存取方式
逻辑结构：字符流式文件、记录式文件。 存取方式：顺序存取、随机存取、按键存取。
文件的物理结构与存储设备
物理结构：连续文件、串联文件、索引文件。（定义及特点） 存储设备：顺序存取设备、直接存取设备。（特点及举例）
文件的存储空间管理
常用存储空间管理方法：空闲文件目录、空闲块链（其中的成 组链接）、位示图。
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本章要点（2）
文件目录管理
文件的组成：文件说明（FCB）及文件体。 文件目录项、目录文件、文件i结点。 文件目录结构：一级目录、二级目录、多级目录。（特点） 文件共享与保护
日期以及用户，用于系统保护、安全和使用跟踪。
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7.1.1 几个基本概念
2. 文件的分类
(1) 按文件性质和用途分类
系统文件：由操作系统核心和各种系统应用程序和数据组成的文件。 用户文件：用户委托文件系统保存的文件。用户文件主要由源程序、目标程 序、用户数据库等组成。 库 文 件： 标准子程序及常用应用程序组成文件，允许用户使用但不能修改。
操作系统第7章第1讲
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7.1.2 文件的逻辑结构及其存取方式
（2）有结构文件（记录式文件） 定义：文件信息被划分为若干条记录，用户以记录为单位组织信息的有结
构文件。 记录是具有特定意义的信息单位。它由记录在文件中的相对位置（记录
号）、记录名以及与记录对应的一组键、属性及属性值组成，例如目录 文件由记录集合组成。 记录分为定长记录和变长记录。记录的长度可以短到一个字符，也可以 长到整个文件。从这个意义上说，流式文件可以看作为只有一条记录的 特殊的记录文件。（大量的数据结构和数据库采用此类文件 ）
对文件及文件目录的管理) 。 (4) 提供用户接口 (如：键盘命令、图形菜单、批处理和系统调用函
数，均由文件系统提供) 。 (5) 提供有关文件自身的服务(如文件的共享和保护以及文件完整性控
制等) 。
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7.1.2 文件的逻辑结构及其存取方式
文件的结构是指文件的组织形式， 两种形式：逻辑结构和物理结构。
文件逻辑结构对用户可见并由用户定义。 文件物理结构由操作系统定义并感知，它涉及文件在实际外存
设备上的存放形式和外存空间的利用率，文件的物理结构对于 用户透明。
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7.1.2 文件的逻辑结构及其存取方式
1．文件的逻辑结构
文件的逻辑结构分类：无结构文件和有结构文件
方便用户使用 提高文件检索速度 提供文件共享 提供文件安全性保证 提高存储文件的外存资源利用率
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7.1.1 几个基本概念
1. 文件与文件名
文件是在逻辑上具有完整意义的信息的集合 ，
以文件名作为其唯一标识。
文件名即文件的名称，以字符串的形式描述。
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7.1.1 几个基本概念
文件的属性通常包括以下内容：（文件说明，FCB） ⑴ 文件名：文件的外部标识，由用户按规定取名。 ⑵ 文件标识符：文件的内部标识，由操作系统给出。 ⑶ 类型：标志该文件类型，比如可执行文件、批处理文件、源文件、
文字处理文件等等。 ⑷ 位置：指向文件在设备上存放位置的指针。 ⑸ 大小：文件大小。 ⑹ 存取权限：文件的存取控制信息（是否可读、可写、可执行等） ⑺ 时间、日期和用户标识：文件创建、上次修改、上次访问等的时间、
从用户角度来看，文件系统主要是实现“按名取存”，文件系统 的用户只要知道所需文件的文件名，就可存取文件中的信息，而 无需知道这些文件究竟存放在什么地方。（面向用户）
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7.1.1 几个基本概念
文件系统的详细功能：
(1) 实现“按名存取”。 (2) 合理存放文件，对磁盘等外存空间进行统一管理。 (3) 提供合适的文件物理结构 (文件在物理设备上的存放方式，实现
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7.1.2 文件的逻辑结构及其存取方式
2．文件存取方法
对不同逻辑结构的文件采用不同的存取方法 根据文件的访问次序，将文件的存取方法分为三类：
顺序存取 随机存取（直接存取） 按键存取
(2) 按信息保存期限分类
临时文件，永久文件，档案文件。
(3) 按文件的保护方式分类
只读文件，读写文件，可执行文件。
(4) 按文件的逻辑结构分类
流式文件：构成文件的基本单位是字符，是有序字符的集合。 记录式文件：构成文件的基本单位是记录，是一组有序记录的集合。
(5) 按文件的物理结构分类
顺序（连续）文件，链接文件，索引文件。
（1）无结构文件（字符流式文件） 定义：对文件内信息不再划分单位，是依次的一串字符流构成的文件。
访问流式文件时，依靠读写指针定位下一个待访问的字符。 字符流式文件的管理简单，但要查找信息却很困难。因此，这种结构
适合于查询、修改操作不多的文件。（例如源程序文件、目标代码文 件等）
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7.1.1 几个基本概念
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。 文件系统的组成：
管理文件所需要的数据结构； 操作系统实现文件管理的系统程序； 涉及文件操作的一组系统调用。
从系统角度来看，文件系统是对文件存储器的存储空间进行组织、 分配和回收，负责文件的存储、检索、共享和保护。（面向系统）
文件共享的方式：绕道法、链接法、基本文件目录表法。
文件完整性 文件操作 文件系统的层次模型
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7.1 文件管理概述
文件及文件系统产生的必要性：
计算机处理信息大，内存容量有限 进程地址空间存放信息是临时的 多进程间需实现大量的信息共享
第7章 文件管理
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操作系统第7章第1讲
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本章要点（1）
基本概念
文件、文件名、文件系统（定义、组成、功能）、文件的分类。
文件的逻辑结构及存取方式
逻辑结构：字符流式文件、记录式文件。 存取方式：顺序存取、随机存取、按键存取。
文件的物理结构与存储设备
物理结构：连续文件、串联文件、索引文件。（定义及特点） 存储设备：顺序存取设备、直接存取设备。（特点及举例）
文件的存储空间管理
常用存储空间管理方法：空闲文件目录、空闲块链（其中的成 组链接）、位示图。
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本章要点（2）
文件目录管理
文件的组成：文件说明（FCB）及文件体。 文件目录项、目录文件、文件i结点。 文件目录结构：一级目录、二级目录、多级目录。（特点） 文件共享与保护
日期以及用户，用于系统保护、安全和使用跟踪。
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7.1.1 几个基本概念
2. 文件的分类
(1) 按文件性质和用途分类
系统文件：由操作系统核心和各种系统应用程序和数据组成的文件。 用户文件：用户委托文件系统保存的文件。用户文件主要由源程序、目标程 序、用户数据库等组成。 库 文 件： 标准子程序及常用应用程序组成文件，允许用户使用但不能修改。
操作系统第7章第1讲
11
7.1.2 文件的逻辑结构及其存取方式
（2）有结构文件（记录式文件） 定义：文件信息被划分为若干条记录，用户以记录为单位组织信息的有结
构文件。 记录是具有特定意义的信息单位。它由记录在文件中的相对位置（记录
号）、记录名以及与记录对应的一组键、属性及属性值组成，例如目录 文件由记录集合组成。 记录分为定长记录和变长记录。记录的长度可以短到一个字符，也可以 长到整个文件。从这个意义上说，流式文件可以看作为只有一条记录的 特殊的记录文件。（大量的数据结构和数据库采用此类文件 ）
对文件及文件目录的管理) 。 (4) 提供用户接口 (如：键盘命令、图形菜单、批处理和系统调用函
数，均由文件系统提供) 。 (5) 提供有关文件自身的服务(如文件的共享和保护以及文件完整性控
制等) 。
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7.1.2 文件的逻辑结构及其存取方式
文件的结构是指文件的组织形式， 两种形式：逻辑结构和物理结构。
文件逻辑结构对用户可见并由用户定义。 文件物理结构由操作系统定义并感知，它涉及文件在实际外存
设备上的存放形式和外存空间的利用率，文件的物理结构对于 用户透明。
2019/12/1
操作系统第7章第1讲
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7.1.2 文件的逻辑结构及其存取方式
1．文件的逻辑结构
文件的逻辑结构分类：无结构文件和有结构文件