《计算机操作系统教程(第三版)》 第6章 文件管理
计算机操作系统(第三版)完整课后习题答案
第一章1．设计现代OS的主要目标是什么？答：（1）有效性（2）方便性（3）可扩充性（4）开放性2．OS的作用可表现在哪几个方面？答：（1）OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口（2）OS作为计算机系统资源的管理者（3）OS实现了对计算机资源的抽象3．为什么说OS实现了对计算机资源的抽象？答：OS首先在裸机上覆盖一层I/O设备管理软件，实现了对计算机硬件操作的第一层次抽象；在第一层软件上再覆盖文件管理软件，实现了对硬件资源操作的第二层次抽象。
OS 通过在计算机硬件上安装多层系统软件，增强了系统功能，隐藏了对硬件操作的细节，由它们共同实现了对计算机资源的抽象。
4．试说明推劢多道批处理系统形成和収展的主要劢力是什么？答：主要动力来源于四个方面的社会需求与技术发展：（1）不断提高计算机资源的利用率；（2）方便用户；（3）器件的不断更新换代；（4）计算机体系结构的不断发展。
5．何谓脱机I/O和联机I/O？答：脱机I/O 是指事先将装有用户程序和数据的纸带或卡片装入纸带输入机或卡片机，在外围机的控制下，把纸带或卡片上的数据或程序输入到磁带上。
该方式下的输入输出由外围机控制完成，是在脱离主机的情况下进行的。
而联机I/O方式是指程序和数据的输入输出都是在主机的直接控制下进行的。
6．试说明推劢分时系统形成和収展的主要劢力是什么？答：推动分时系统形成和发展的主要动力是更好地满足用户的需要。
主要表现在：CPU 的分时使用缩短了作业的平均周转时间；人机交互能力使用户能直接控制自己的作业；主机的共享使多用户能同时使用同一台计算机，独立地处理自己的作业。
7．实现分时系统的关键问题是什么？应如何解决？答：关键问题是当用户在自己的终端上键入命令时，系统应能及时接收并及时处理该命令，在用户能接受的时延内将结果返回给用户。
解决方法：针对及时接收问题，可以在系统中设臵多路卡，使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据；为每个终端配臵缓冲区，暂存用户键入的命令或数据。
计算机操作系统第三版第六章详解
| |
和管理的软
件集合
基本 I/O 管理程序（文件组织模块）
青
基本文件系统（物理 I/O 层）
岛
理 工 大 学 文件、目录、磁盘
(带)存储空间
I/O 控制层（设备驱动程序） 对象及其属性说明
第六章 文件管理
计 算
6.1 文件和文件系统
机
操
6.1.3 文件操作
作
系
1.最基本的文件操作
统 |
★创建文件
工
读写文件
大
学
第六章 文件管理
6.1 文件和文件系统 计对文件存储空间的管理、对文件
算目录的管理、用于将文件的逻辑
机操地文址件转的换读6为和.物 写1.理的2 地管文址理件的以类机及型制对、文和对件文件系统模型
作的共享2.与文保件护系统模型
命令接口、程序接口
系
文件系统接口
统
|
对对象操纵
逻辑文件系统
|
★删除文件
|
★读文件
青
岛
★写文件
理
★截断文件
工
大
★设置文件的读/写位置
学
第六章 文件管理
计 算
6.1 文件和文件系统
机
操 6.1.3 文件操作
作
系 2.文件的“打开”和“关闭”操作
统 |
步骤：
|
① 检索文件目录找到指定文件的属性及其在
|
外存上的位置；
青
② 对文件实施相应的操作。
岛
理 3.其它文件操作
岛 理 工 大
其目件用的，户是即选物择理一文逻结种件辑构良。好的、设备物结利理构用率高系的统物理 文件结构。系统按此结构和外部设备交换信息。
计算机操作系统教案第06章 文件管理PPT课件
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。
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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
您的内容打在这里，或者通过复制您的文本后。
概况2
+ 您的内容打在这里，或者通过复制您的文本后。
概况3
+ 您的内容打在这里，或者通过复制您的文本后。
第六章 文件管理
第六章 文件管理
第6章 文件管理(一)
7
6-2 文件的结构和存取方式
6-2-2 文件的逻辑结构
• 设计文件系统时，选择逻辑结构应遵循的原则 设计文件系统时， - 便于修改 - 提高检索效率 - 使文件信息占据最小的存储空间 - 便于用户进行操作 • 文件的逻辑结构分类 - 记录式文件 - 流式文件
8
6-2 文件的结构和存取方式
• 记录式文件（有结构文件） 记录式文件（有结构文件） -记录式文件在逻辑上被看成一组连续有序的记录的集合 记录式文件在逻辑上被看成一组连续有序的记录的集合 -根据记录的长度分类：定长记录文件、变长记录文件 根据记录的长度分类：定长记录文件、 根据记录的长度分类 -记录式文件可把文件中的记录按各种不同的方式排列，构成不同 记录式文件可把文件中的记录按各种不同的方式排列， 记录式文件可把文件中的记录按各种不同的方式排列 的逻辑结构：顺序文件、索引文件、 的逻辑结构：顺序文件、索引文件、索引顺序文件 • 流式文件（无结构文件） 流式文件（无结构文件） -无结构的流式文件是相关的有序字符的集合 无结构的流式文件是相关的有序字符的集合 -字符是构成文件的基本单位 字符是构成文件的基本单位 -查找困难、管理简单 查找困难、 查找困难
14
6-2 文件的结构和存取方式
- 直接读写的性质 ， 并且物理块的大小固定不变 ， 所以在这种介质 直接读写的性质，并且物理块的大小固定不变， 上可以按照多种物理结构组织信息， 上可以按照多种物理结构组织信息 ， 并且不一定要求信息按逻辑 记录的顺序存储。 记录的顺序存储。 - 由于定位时间远远小于磁带设备的定位时间 ， 因此广泛用于信息 由于定位时间远远小于磁带设备的定位时间， 存储，并且作为虚拟存储器和虚拟设备使用。 存储，并且作为虚拟存储器和虚拟设备使用。 - 存储介质的容量逐渐增大 ， 并且有些可像磁带一样随时更换 ， 因 存储介质的容量逐渐增大，并且有些可像磁带一样随时更换， 而也作为保存档案材料之用，成为一种高速、大容量、 而也作为保存档案材料之用 ， 成为一种高速 、 大容量 、 可拆卸的 海量存储器。 海量存储器。 - 软盘 - 光盘 - 闪存
计算机操作系统第三版课件 第六章
文件与原来的主文件加以合并， 产生一个按关键字排序的
新文件。
节 返 回
28
6.2.3 索引文件
对于定长记录文件，如果要查找第i个记录， 可直接根
第六章 文件管理
据下式计算来获得第i个记录相对于第一个记录首址的地址：
Ai=i×L 然而，对于可变长度记录的文件，要查找其第i个记录 时，须首先计算出该记录的首地址。为此，须顺序地查找 每个记录，从中获得相应记录的长度Li，然后才能按下式
在交互应用的场合，如果用户(程序)要求查找或修改单个记
录，为此系统便要去逐个地查找诸记录。 这时， 顺序文件所表 现出来的性能就可能很差， 尤其是当文件较大时， 情况更为严 重。 例如，有一个含有104个记录的顺序文件，如果对它采用 顺序查找法去查找一个指定的记录，则平均需要查找5×103个 记录； 如果是可变长记录的顺序文件，则为查找一个记录所需 付出的开销将更大，这就限制了顺序文件的长度。
3
Байду номын сангаас
第六章 文件管理
6.1 文件系统综述
6.1.1 文件类型
6.1.2
6.1.3
文件系统
文件的基本操作
6.1.4
文件的基本操作
4
第六章 文件管理
6.1.1
文件：
文件类型
-----章返回 -----------
由若干记录组成的集合 本数据项组成，所以也叫组合数据项。 或无记录无结构的相关元素的集合 也可以是某些慢速字符设备
11
UNIX、Linux以及Dos系统中，文件按组织和处理方式分为： （1）普通文件 内部无结构的一串字符。
第六章 文件管理
这种文件既可以是系统文件，也可以是库文件或用户文件。
计算机操作系统(汤小丹第三版)第5章设备管理第6章文
（3）使用信息类
文 扩属 件展 名 名性
备 用
时 间
日 期
第 一
块 号
盘 块 数
图 6-15 MS-DOS的文件控制块
29
第六章 文件管理
2、 索引结点 （1）磁盘索引结点 文件主标识符 文件类型 文件存取权限 文件物理地址 文件长度 文件连接计数 文件存取时间
（2）内存索引结点 索引结点编号 状态 访问计数 逻辑设备号 链接指针
…
7901
400
7900
…
98 202 99 201
299
399
7899
…
201
301
7801
图 6-23 空闲盘块的成组链接法
7999 7901
39
第六章 文件管理
6.6 文件共享与文件保护
文件共享与文件保护是文件系统中的一个重要问题， 共享性与安全性是一个问题的两方面。
文件共享：是指在不同用户之间共同使用某些文件。 （1）是完成共同的任务的必需； （2）能节省大量辅存空间和主存空间； （3）减少输入/输出操作； （4）节省用户的劳动，减少重复开发。
30
第六章 文件管理
6.4.2 目录结构
1、 单级目录结构
文件名 文件名1 文件名2
……
物理地址
文件说明
（1） 查找速度慢 （2） 不允许重名 （3） 不便于实现文件共享
状态位
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第六章 文件管理
2、 两级目录
用户名 Wang Zhang Gao
指向子目录指针
Wang用户目录
Alpha Test
10
9
5
EOF
图 6-10 MS-DOS的文件物理结构
操作系统第六章文件管理
如果系统发生故障， 系统应对以前所发生的事务进行
清理。
26
6.7.2 检查点
1. 检查点(Check Points)的作用 作用是对事务记录表中事务记录的清理工作经常化。
• 首先是将驻留在易失性存储器(内存)中的当前事务记录表中的
所有记录，输出到稳定存储器中。
• 其次是将驻留在易失性存储器中的所有已修改数据，输出到 稳定存储器中；
(3) 可以采用索引结点，将文件的物理地址等属性不再存放于目录项中， 而是放在索引节点中。
(4) 在文件目录中只设置文件名及指向相应索引结点的指针，如下图所 示。 (5) 索引结点中的链接计数变量count，表示链接到本结点的用户目录项 的数量。
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Wang 用户文件目录
Test r
索引结点
Lee用户文件目录
(2) 只有对分布在不同位置的同一数据所进行的读和写(含修改)操作 全部完成时，才能再以Commit操作来终止事务。
(3)只要有一个读、写或修改操作失败，便须执行Abort操作，使系
统中各数据项恢复至事务执行前的状态。事务原子性
24
2. 事务记录(Transaction Record) 事务记录存放于高度可靠的存储器中，用来记录事务运行时 数据项修改的全部信息，又称为运行记录(Log)。 包括如下信息： ·事务名： 用于标识该事务的惟一名字；
可在不同的磁盘上或在磁盘的不同区域中，分别
建立主、备两份目录表和FAT。
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2) 热修复重定向和写后读校验
热修复重定向 保留磁盘容量的一部分（ 2 %~3%），用作存放 磁盘缺陷区域的待写数据
写后读校验 1）每次从内存缓冲区向磁盘写入一个数据块后， 立即从磁盘上读出该块内容，并作比较。 2） 若不一致，则重写。 3）若重写后仍不一致，则将应写入该盘块的数 据写入到热修复重定向区。
操作系统课件第六章
2024/1/17
Page 3
文件逻辑结构的类型
有结构文件 （记录式）
定长记录 变长记录
文件逻辑结构
顺序文件 索引文件 索引顺序文件
Operating System
无结构文件 （流式）
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文件逻辑结构的类型
1. 有结构文件 定长记录：文件中所有记录的长度都是相同的，所有记录中 的各数据项，都处在相同的位置，具有相同的顺序和长度。 变长记录：指文件中各记录的长度不相同。
记录号 学号
1
1
2
3
3
4
4
5
5
6
6
20
Operating System
姓名 赵 钱 孙 李 周 吴
性别 出生时间
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顺序文件
对顺序文件(Sequential File)的读/写操作
起始地址
R0 R1 R2 R3
Rptr Ri
…
记录长度
0
L
L 记录
L
L0 R0
2L L
3L
L1 R1
Operating System
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Page 15
索引顺序文件
索引顺序文件（Index Sequential File）是最 常见的一种逻辑文件组织形式，是顺序文件与索 引文件的结合
克服了变长记录文件不便于直接存取的缺点，代 价也不太大
将顺序文件中的所有记录分为若干个组，为每组 中的第一个记录建立索引项，其中含有该记录的 键值及指向该记录的指针
L
4L
Wptr
L
Li
L (i＋1)L
计算机操作系统(汤小丹等,第三版)课后答案
第四章存储器管理1. 为什么要配置层次式存储器？这是因为：a.设置多个存储器可以使存储器两端的硬件能并行工作。
b.采用多级存储系统，特别是Cache技术，这是一种减轻存储器带宽对系统性能影响的最佳结构方案。
c.在微处理机内部设置各种缓冲存储器，以减轻对存储器存取的压力。
增加CPU中寄存器的数量，也可大大缓解对存储器的压力。
2. 可采用哪几种方式将程序装入内存？它们分别适用于何种场合？将程序装入内存可采用的方式有：绝对装入方式、重定位装入方式、动态运行时装入方式；绝对装入方式适用于单道程序环境中，重定位装入方式和动态运行时装入方式适用于多道程序环境中。
3. 何为静态链接？何谓装入时动态链接和运行时动态链接？a.静态链接是指在程序运行之前，先将各自目标模块及它们所需的库函数，链接成一个完整的装配模块，以后不再拆开的链接方式。
b.装入时动态链接是指将用户源程序编译后所得到的一组目标模块，在装入内存时，采用边装入边链接的一种链接方式，即在装入一个目标模块时，若发生一个外部模块调用事件，将引起装入程序去找相应的外部目标模块，把它装入内存中，并修改目标模块中的相对地址。
c.运行时动态链接是将对某些模块的链接推迟到程序执行时才进行链接，也就是，在执行过程中，当发现一个被调用模块尚未装入内存时，立即由OS 去找到该模块并将之装入内存，把它链接到调用者模块上。
4. 在进行程序链接时，应完成哪些工作?a.对相对地址进行修改b.变换外部调用符号6. 为什么要引入动态重定位?如何实现?a.程序在运行过程中经常要在内存中移动位置，为了保证这些被移动了的程序还能正常执行，必须对程序和数据的地址加以修改，即重定位。
引入重定位的目的就是为了满足程序的这种需要。
b.要在不影响指令执行速度的同时实现地址变换，必须有硬件地址变换机构的支持，即须在系统中增设一个重定位寄存器，用它来存放程序在内存中的起始地址。
程序在执行时，真正访问的内存地址是相对地址与重定位寄存器中的地址相加而形成的。
操作系统文件管理OS第六章PPT课件
树形结构目录
以根目录为起点，形成多级子目录结构，便于分 类管理和查找。
图形结构目录
任意两个文件之间都可能有联系，结构灵活，但 实现复杂。
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目录操作与实现方法
删除目录
删除空目录或非空目录及其下 所有文件和子目录，释放存储 空间。
关闭目录
将目录从内存调出到外存，释 放内存空间。
创建目录
数据恢复策略
根据备份数据进行恢复，包括完全恢复、部分恢复等，以确保数据的可用性。
2024/1/27
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THANK YOU
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记录文件的访问历史和操作记录，以 便在发生安全事件时进行追溯和分析 。
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06
文件操作与I/O设备管 理
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文件基本操作功能介绍
创建文件
在文件系统中为新文 件分配存储空间，并 建立相应的文件目录 项。
打开文件
将文件的目录项复制 到内存中的打开文件 表，以便后续对文件 的读写操作。
数据缓冲与传输
对于需要大量数据传输的设备，驱动程序应提供 数据缓冲机制，以减少CPU的等待时间并提高数 据传输效率。同时，驱动程序还应实现数据的可 靠传输，确保数据的完整性和准确性。
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设备控制与处理
设备驱动程序应能够实现对设备的控制，包括设 备的启动、停止、暂停等操作，并能够处理设备 的中断请求和错误状态。
逻辑结构
文件中的记录通过索引表进行组织和访问，索引表包含记录的键值和物理地址。
物理结构
文件在磁盘上可以非连续存放，记录之间可以存在间隙。
优点
支持随机访问，插入、删除操作效率高。
计算机操作系统教程_第三版_(张尧学_张高_史美林_著)_清华大学出版社_第6章g
第(2)点反映了进程的静态特性 一个进程的静态描述是由三部分组成的，即进程状态控制块 PCB，进程的程序文本（正文）段以及进程的数据段。 这三部分统称为进程上下文.
6.2.2 进程的虚拟地址结构 Linux进程的虚拟地址结构依赖于硬件，本书默认那些 与硬件有关部分依赖于intel 80x86。80x86平台中，每个进 程拥有一个4GB的虚拟空间。其中0-3GB的地址空间有用户 进程使用，3-4GB的地址空间称为核心地址空间，在所有进 程中共享，只被核心使用，用户进程不能使用。 Linux进程由逻辑段组成，一个进程的虚拟地址空间 被分成若干个虚拟区域来存放上述的逻辑段。区是虚拟地 址空间上的一段连续区域，是共享、保护以及进行内存分 配和地址变换的独立实体。 Linux中的区和段页式管理中的段非常相像。所不同的 是，段页式管理中的虚拟地址空间是二维的，而Linux的各 个进程的分区虚拟地址仍然是一维的。
为了使操作系统内核能在每次开机时顺利地装 入内存，用户必须事先把Linux操作系统的执行代 码以文件方式存储在计算机硬盘设备中，并对计算 机系统中的相应资源，例如高速缓存、交换区等进 行初始化。这一过程被称为操作系统的安装过程。
பைடு நூலகம்
Intel 80x86提供了4种不同权限的执行模式， Linux系统使用其中2种模式：核心态和用户态。 两态之间的主要区别是，用户态下的进程能存 取它们自己的指令与数据，但不能存取核心指令和 数据。然而，核心态下的进程能存取核心和用户地 址。另外，某些机器的指令是特权指令(如输入输出 指令)，在用户态下执行会引起错误，只能在核心态 下执行。 在不同的执行模式下执行时，同一进程使用不 同的堆栈，分别称为核心态堆栈和用户态堆栈。在 进程切换到不同执行模式时候，操作系统负责为进 程切换到相应的堆栈。
计算机操作系统(第三版)汤小丹第6章
注意：1)“本章要点”部分，用红字标注的不是期末考试出题范围。
2)“习题部分”用蓝字标注的是重点习题，期末考试50%的题目是这些习题的原题。
红字标注的习题期末考试不考，仅供考研的同学参考。
3）大部分习题答案只给出要点，同学们可以自行适当补充，但一定要简明扼要。
4）如“本章要点”部分用红字标注的非考试内容，在“习题”部分有相关的重点习题，则对该部分内容只需做该习题即可。
------------------------------------------------------------第六章文件管理要点6.1 文件和文件系统根据P206 图6-2概略叙述文件系统模型。
结合Windows 举例说明文件的命令接口和程序接口。
P207文件“打开”和“关闭”的原因。
6.2 文件的逻辑结构了解有结构文件（记录式文件）的特点：顺序文件、索引文件、索引顺序文件。
需要说明的是，这一小节主要讲的是记录式文件，但OS 更常使用的是无结构的流式文件，记录式文件反而少用。
结合实际说明你常用到的记录式文件有那些，流式文件有那些。
6.3 文件的物理结构这是本章最重要的一小节，考研有可能出大题的地方。
要熟悉掌握连续、链节、索引分配的优缺点，了解Windows 的FAT和NTFS。
6.4 目录管理知道什么是FCB，FCB主要数据项有那些。
知道单级目录、两级目录、多级目录（教材讲的目录结构主要针对多用户OS）6.5 文件存储空间管理考研的同学要全读。
6.6 文件的共享与保护阅读教材并上网查询“SFT 容错”和“服务器集群”的概念和应用。
其他内容考研的同学也没必要看。
6.7 数据一致性控制考研的同学也没必要看。
本章习题1．何谓数据项、记录和文件？答：【P203-204 6.1.1】1)数据项可分为基本数据项和组合数据项。
基本数据项是用于描述一个对象某种属性的字符集，是数据组织中可以命名的最小逻辑数据单位，又称为原子数据、数据元素或字段，其具有数据名、数据类型及数据值三个特性。
计算机操作系统(汤小丹等,第三版)课后答案1-6部分版
第一章操作系统引论1. 设计现代OS的主要目标是什么?方便性，有效性，可扩充性和开放性.2. OS的作用可表现为哪几个方面?a. OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口；b. OS作为计算机系统资源的管理者；c. OS实现了对计算机资源的抽象.7. 实现分时系统的关键问题是什么?应如何解决?a. 关键问题：使用户能与自己的作业进行交互，即当用户在自己的终端上键入命令时，系统应能及时接收并及时处理该命令，再将结果返回给用户。
b. 解决方法：------对于及时接收，只需在系统中设置一多路卡，使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据；此外，还须为每个终端配置一个缓冲区，用来暂存用户键入的命令（或数据）。
------对于及时处理，应使所有的用户作业都直接进入内存，并且为每个作业分配一个时间片，允许作业只在自己的时间片内运行，这样在不长的时间内，能使每个作业都运行一次。
12. 试在交互性，及时性和可靠性方面，将分时系统与实时系统进行比较.a. 分时系统是一种通用系统，主要用于运行终端用户程序，因而它具有较强的交互能力；而实时系统虽然也有交互能力，但其交互能力不及前。
b. 实时信息系统对实用性的要求与分时系统类似，都是以人所能接收的等待时间来确定；而实时控制系统的及时性则是以控制对象所要求的开始截止时间和完成截止时间来确定的，因此实时系统的及时性要高于分时系统的及时性。
c. 实时系统对系统的可靠性要求要比分时系统对系统的可靠性要求高。
13. OS具有哪几大特征?它的最基本特征是什么?a. 并发性、共享性、虚拟性、异步性。
b. 其中最基本特征是并发和共享。
（最重要的特征是并发性）18. 是什么原因使操作系统具有异步性特征?在多道程序环境下允许多个进程并发执行，但由于资源等因素的限制，进程的执行通常并非一气呵成，而是以走走停停的方式运行。
内存中的每个进程在何时执行，何时暂停，以怎样的速度向前推进，每道程序总共需要多少时间才能完成，都是不可预知的，因此导致作业完成的先后次序与进入内存的次序并不完全一致。
操作系统教程第三版
6.1.1 文件的概念(1)
• 文件是由文件名字标识的一组信 息的集合。可按各种方法进行分类： 按用途可分成： 按保护级别可分成： 按信息流向可分成： 按存放时限可分成： 按设备类型可分成： 按文件的结构分成：
文件的概念(2)
文件系统优点 • 用户使用方便 • 文件安全可靠 • 实现文件共享 把数据组织成文件形式加以管理 和控制是计算机数据管理的重大 发展。
操作系统教程(第3版)
第六章 文件管理
面向21世纪课程教材 高等教育出版社 2003年8月
第六章 文件管理
6.1文件 6.2文件目录 6.3文件组织与数据存储 6.4文件系统其他功能的实现 6.5 实例研究：Linux的文件管理 6.6 实例研究：Windows 2000/XP文件系统
文件系统概述(1)
树形目录结构(2)
路径名 • 路径名 • 目录路径名 • 文件路径名 • 绝对路径名 • 相对路径名
UNIX特殊目录项建立方法(1)
文件名 inode节点号
14个字节
2个字节
UNIX特殊目录项建立方法(2)
• 目录中的文件名和管理信息分开， 后者单独组成数据结构，称索引节 点（i-node）。 • 文件目录项中仅剩14 个字节的文件 名和两个字节的i-no， • 目录项组成的目录文件和普通文件 一样，均存放在文件存储器中。 • 外存/内存索引节点(i-node)
6.1.4文件的属性
•文件基本属性： •文件类型属性： •文件保护属性： •文件管理属性： •文件控制属性：
文件保护属性(1)
• 文件保护属性用于防止文件被破坏， 称为文件保护。包括两个方面： 一是防止系统崩溃所造成的文件破坏； 二是防止文件主和其他用户有意或无 意的非法操作所造成的文件不安全性。
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在检索目录文件时，只用到了文件名，而其它信 息并没有利用到。只有当指定文件名与目录项中 的文件名相匹配的时，才需要从目录项中读取文 件的物理位置等相关信息。因此在检索目录项时， 并不需要把目录整个都调入内存。解决方案是， 将文件名和文件描述信息分开，将文件描述信息 单独形成一个称为索引节点的数据结构，简称i 节点。文件目录中的每个目录项，仅由文件名和 指向该文件所对应的i节点的指针构成。
（1）源文件。 （2）目标文件。 （3）可执行文 件。
下一页
l按操作保护分类
（1）只读文件。 （2）读写文件。 按文件的性质分类 （1）普通文件。 （3）执行文件 （2）目录文件。 （3）特殊文件。
下一页
2．文件的属性
（1）文件类型。
（2）文件长度。 （3）文件的位置。 （4）文件的存取控制。 （5）文件的建立时间。
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6.2.2 存取方法
（ 1 ）顺序存取。顺序存取是最简单的方法。它 严格按照文件信息单位排列的顺序依次存取，后 一次存取总是在前一次存取的基础上进行，所以 不必给出具体的存取位置。 （ 2 ）随机存取。随机存取又称直接存取，在存 取时必须先确定进行存取时的起始位置（如记录 号、字符序号等）。
6.4.1 文件控制块和索引节点
1、文件控制块 2、索引节点
1、文件控制块
为了能对一个文件进行正确的操作，必须为文件 设置用于描述和控制文件的数据结构，称之为文 件控制块（FBC，File Control Block），文件和 文件控制块是一一对应的，而文件控制块的有序 集合称之为文件目录。
一般情形下文件控制块包括以下信息： 1）文件名。文件的标识符。 2）用户名。标识文件的生产者---用户。 3）文件的逻辑结构。对流式文件需说明文件的长度，对记 录文件需说明记录是否定长、记录长度及个数等。 4）文件在辅存上的物理位置。对连续结构和链接结构的文 件登记文件的起始物理块号和指向第一物理块的指针，对 索引结构的文件登记文件的索引表地址。 5）文件建立修改日期及时间。登记文件建立或修改日期、 时间。 6）文件的类型。指明文件的类型。 7）存取控制信息。指明用户对文件的存取权限。
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6.4 文件目录
6.4.1 文件控制块和索引节点 6.4.2 单级目录结构
6.4.3 二级目录结构
6.4.4 多级目录结构 6.4.5 非循环图形目录结构
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一般来说文件目录应具有以下几个功能： 1）实现“按名存取”。用户可以只需提供文件名，就对文件进行操 作。这是文件目录管理的最基本的功能，也是文件系统向用户提供 的最基本的服务。 2）提高对目录的检索速度。在设计文件系统时，要合理的设计目录 结构，提高目录检索速度，从而加快文件的存取速度。对于大型文 件系统来说，只是一个很重要的设计目标。 3）允许文件重名。为了方便多个用户对于不同文件取相同文件名， 文件系统应允许不同文件使用相同名称。可通过不同工作目录解决。 4）允许文件共享。在多用户系统中，应允许多个用户共享一个文件， 这样可以节省存储空间，也可方便用户共享资源。
6.1.2 文件的分类、属性及文件系统 的功能
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6.1.1 文件与文件系统的概念
1．文件的定义 文件是具有标识符（文件名）的一组相关信息的 集合。标识符是用来标识文件的。不同的系统对 标Байду номын сангаас符的规定有所不同。文件的确切定义有两种 说法： （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的集合。
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6.3 文件的物理结构 6.3.1 连续结构 6.3.2 链接结构
6.3.3 索引结构
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6.3.1 连续结构
图6.1 文件的连续结构
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6.3.2 链接结构
图6.2 文件的链接结构
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6.3.3 索引结构
图6.3 文件的索引结构 下一页
图6.4 文件的多重索引结构
计算机操作系统教程（第三版）
第6章 文件管理
6.1 文件与文件系统 6.2 文件的逻辑结构 6.3 文件的物理结构 6.4 文件目录
6.5 文件和目录的操作
6.6 文件系统的实现 6.7 文件的共享与保护
6.8 文件的完整性
6.9 外存空间的管理 6.10 磁盘组织与管理 开 始
本章学习目标
文件、文件控制块、文件系统、文件目录、目录项、
6.2 文件的逻辑结构
6.2.1 逻辑结构 6.2.2 存取方法
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6.2.1 逻辑结构
1．有结构的文件 有结构的文件是指由若干个相关的记录构成的文 件，又称记录式文件。
2．无结构文件
无结构文件又称流式文件，组成流式文件的基本 信息单位是字节或字，其长度是文件中所含字节 的数目，如大量的源程序，库函数等采用的就是 流式结构。
2、索引节点
1）导入索引节点 2）磁盘索引节点 3）内存索引节点
1）导入索引节点 在文件系统中，目录文件通常存放在磁盘上，当有大量 文件时，文件目录将占用大量的磁盘空间（也就是大量 的磁盘块）。如果要查找一个文件，首先查找目录文件。 查找目录文件的过程是：首先将存放目录的第一个磁盘 块调入内存，然后用要查找的文件名与目录项中的文件 名进行逐一比较，若没有找到指定文件，则将下一个存 放目录的磁盘块调入内存查找，如此循环，直至找到指 定文件或查询所有目录文件后结束。
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3．文件系统的功能 （1）用户可执行创建、修改、删除读写文件的命令。 （2）用户能以合适的方式构造他的文件。 （3）用户能在系统的控制下，共享其他用户的文件。
（4）允许用户用符号名访问文件。
（5）系统应有转存和恢复文件的能力，以防止意外事故 的发生。
（6）系统应提供可靠保护及保密措施。
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2．文件系统的定义 文件系统是操作系统中负责存取和管理文件信息 的机构。它由管理文件所需的数据结构（如文件 控制块，存储分配表等）和相应的管理软件以及 访问文件的一组操作组成。
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6.1.2 文件的分类、属性及文件系统的功能
1．文件的分类
2．文件的属性
3．文件系统的功能
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1．文件的分类 按文件的用途分类可分为以下三类。 （1）系统 文件。 （2）用户文件 （3）库文件。 按文件中的数据形式分类
索引节点、文件共享等基本概念及文件的分类 文件的两种逻辑结构及两种存取方法 文件的三种物理结构：连续结构、链接结构及索引 结构 四种目录结构：单级、两级、多级和非循环图形目 录结构 文件的共享方法和语义及文件保护 外存空间的管理方法 磁盘的组织和管理
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6.1 文件与文件系统
6.1.1 文件与文件系统的概念