操作系统文件管理模块设计

操作系统文件管理模块设计摘 要操 作 系 统 课 程 综 合 性 强 涉 及 面 广 ，实 验 容 量 很 大 。但 是 学 时 是 有 限 的 。如 何 让同 学 们 在 最 短 的 时 间 内 ，学 到 最 多 的 知 识 是 摆 在 老 师 和 同 学 们 面 前 的 问 题 。设 计 一套 小 巧 简 单 的 模 拟 操 作 系 统 做 参 考 实 例 ，是 解 决 这 一 问 题 的 捷 径 。模 拟 操 作 系 统 简化 了 复 杂 的 构 造 ，着 重 突 出 核 心 思 想 ，便 于 学 习 者 参 考 理 解 。本 次 毕 业 设 计 就 是 遵循 这 一 思 想 设 计 并 实 现 了 一 个 模 拟 文 件 系 统 。该 文 件 系 统 的 特 点 ：1.实现了文件系统 管 理 文 件 的 基 本 功 能 ，采 用 了 精 简 的 数 据 结 构 和 简 便 的 算 法 ，程 序 长 度 适 中 ，非常 适 合 做 初 学 者 编 程 实 现 操 作 系 统 时 的 参 考 程 序 。2.模拟文件系统的实现严格遵循软 件 工 程 的 开 发 流 程 ：需 求 分 析 ，概 要 设 计 ，详 细 设 计 ，编 码 ，测 试 。3.采 用 Linux作为开发平台。Linux 是时下热门的操作系统，是操作系统未来的发展方向。通过测 试 证 明 模 拟 文 件 系 统 可 以 实 现 如 下 功 能 ：新 建 文 件 、读 取 文 件 、删 除 文 件 、新 建目 录 、访 问 目 录 、删 除 目 录 、显 示 当 前 目 录 信 息 、显 示 当 前 路 径 等 。该 模 拟 文 件 系统 可 扩 展 性 非 常 强 ，适 合 同 学 们 以 此 为 基 础 进 行 创 新 。最 终 可 以 统 一 接 口 ，发 展 成一个完整的模拟操作系统。关 键 词 ：模拟 操作系统 文件系统I操作系统文件管理模块设计AbstractThe operating system course is very synthesized and relates to many other computercourses. It is the cause of the great capacity of the experiments. However, the learningtime is limited. How to make students learn as much as possible in the limited time is theproblem that teachers and students face to. Designing a set of simulated operatingsystem as a reference instance that is cabinet and simple is a shortcut to resolves thisproblem. Simulated operating system makes complicated structure simpler, emphasizesthe core thought and is easier to be comprehended by learners. This design of graduationdesigned a simulated file system and achieved it by following the idea above. The mainfeatures of the simulated file system is as follow:1.It implements the basic functions ofthe file system and adopts simplified data structures and simple arithmetic. The length ofits code is not very long and is suitable to be the reference program for the fresh manwho wants to program to implement the operating system.2. The implementation of thesimulated file system follows the development flow of software engineering strictly,which is the analysis of requirement, general design, detail design, code, test. 3. Thedevelopment platform is Linux. Linux is one of the most popular operating systems inrecent time, and is the direction of the development of operating system in future. Thetest proves that the simulated file system can achieve these functions as follow: createfile, read file, delete file, create directory, access diretory, delete directory, show recentdirectory information, show recent path, and so on. The simulated file system is veryexpansible and suitable to be the base of the innovation for students. At last it can bedeveloped into a integrated simulated operating system by unifying interfaces.Key words：simulated, operating system, file systemII操作系统文件管理模块设计目 录第一章 前 言.11.1 操作系统概述.11.2 文件系统概述.31.3 操作系统的学习难点.41.4 解决方案.41.5 本章小结.5第二章 文件系统理论基础.62.1 文件系统的定义.62.2 文件与文件系统.62.3 文件的逻辑结构和存取方法.72.4 文件的物理结构和存储设备.82.4.1 连 续 文 件 . 92.4.2 串 联 文 件 . 102.4.3 索 引 文 件 . 112.4.4 文 件 物 理 结 构 比 较 . 112.5 文件的存储空间管理.122.6 文件目录.132.7 本章小结.15第三章 Linux 平 台 开 发 基 础 .163.1 Linux 概述.163.2 学 习 Linux 的意义.163.3 Linux 平 台 下 的 C 语言程序开发和调试.173.3.1 gcc编 译 器 使 用 基 础 . 183.3.2 gdb调 试 器 的 基 本 用 法 . 203.3.3 vi编 辑 器 . 213.4 本章小结.24第四章 模拟文件系统需求分析.254.1 经济可行性分析.254.2 实施可行性分析.254.2.1 平 台 选 择 . 254.2.2 开 发 语 言 选 择 . 264.2.3 开 发 模 型 选 择 . 264.3 实现目标.264.4 本章小结.27第五章 模拟文件系统概要设计.285.1 主体数据结构.285.1.1 块 结 构 . 285.1.2 空 闲 块 表 . 295.1.3 文 件 信 息 表 . 295.2 程序执行流程.30III操作系统文件管理模块设计5.3 格式化.335.4 命令实现.335.5 本章小结.36第六章 模拟文件系统详细设计.376.1 数据结构.376.1.1 块 结 构 . 376.1.2 空 闲 块 表 . 376.1.3 文 件 信 息 表 . 376.2 功能函数.386.2.1 主 调 函 数 . 386.2.2 格 式 化 函 数 . 396.2.3 命 令 和 参 数 获 取 函 数 . 396.2.4 新 建 文 件 函 数 . 396.2.5 删 除 文 件 函 数 . 406.2.6 读 取 文 件 函 数 . 416.2.7 新 建 目 录 函 数 . 416.2.8 读 取 当 前 目 录 信 息 函 数 . 426.2.9 访 问 目 录 函 数 . 426.2.10 删 除 目 录 函 数 . 426.2.11 显 示 当 前 路 径 函 数 . 436.3 本章小结.43第七章 模拟文件系统测试.447.1 测试流程.447.2 测试用例.447.3 测试结果.457.4 本章小结.45第八章 结论与展望.468.1 结论.468.2 展望.46参 考 文 献.48致 谢.49附 录.50声 明.66IV操作系统文件管理模块设计第一章 前 言1.1 操作系统概述操作系统（Operating System，简称 OS） 是计算机系 统中负责支撑应用程序 运 行 环 境 以 及 用 户 操 作 环 境 的 系 统 软 件 ，同 时 也 是 计 算 机 系 统 的 核 心 与 基 石 。它 的 职 责 通 常 (但 并 非 绝 对 )包 括 对 硬 件 的 直 接 监 管 、对 各 种 计 算 资 源 (如 内 存 、处 理 器 时 间 等 )的 管 理 、以 及 提 供 诸 如 作 业 管 理 之 类 的 面 向 应 用 程 序 的 服 务 等等 。操 作 系 统 的 理 论 是 计 算 机 科 学 中 一 个 古 老 而 又 活 跃 的 分 支 ，而 操 作 系 统 的 设计与实现则是软件工业的基础与核心。操 作 系 统 的 概 念 是 比 较 含 混 的 ，在 历 史 上 几 乎 没 有 过 精 确 的 、被 广 泛 接 受 的定 义 ，同 时 ，随 着 操 作 系 统 本 身 的 不 断 发 展 ，它 的 概 念 也 在 不 断 的 变 化 。 归纳起来，操作系统有以下四种定义：1硬件与应用程序之中介即 操 作 系 统 是 直 接 操 控 硬 件 并 支 撑 应 用 程 序 运 行 的 软 件 。从 逻 辑 上 来 说 ，也就 是 应 用 程 序 与 硬 件 打 交 道 的 中 介 。这 种 定 义 是 最 常 用 的 ，但 是 不 足 之 处 在 于 ，很多嵌入式系统中的应用程序是直接与硬件交互的。2应用程序之公共交集即操作系统是实现所有应用程序都需要的基本功能的软件的集合。3应用程序之公共补集即 操 作 系 统 是 所 有 实 现 必 要 但 是 不 被 任 何 应 用 程 序 所 提 供 的 功 能 的 软 件 的集合。这种定义是最能够体现现代操作系统特性的定义。4所有预装软件之集合操 作 系 统 一 词 往 往 被 误 用 ，很 多 非 专 业 人 士 都 常 常 错 误 的 使 用 它 来 泛 指 所 有计 算 机 上 被 厂 家 预 装 的 软 件 。这 种 用 法 显 然 属 于 对 术 语 的 滥 用 ，但 它 的 使 用 面 非常之广，以至于可以见于相当数量的专业刊物。操 作 系 统 的 历 史 在 某 种 意 义 上 来 说 也 是 计 算 机 的 历 史 。操 作 系 统 提 供 对 硬 件控制的调用和应用程序所必需的功能。背景：早 期 的 计 算 机 没 有 操 作 系 统 。用 户 有 单 独 的 机 器 ，他 （她 ）会 带 着 记 录 有 程序 和 数 据 的 卡 片 (punch card)或 较 后 期 的 打 孔 纸 带 去 操 作 机 器 。程 序 读 入 机 器后 ，机 器 就 开 始 工 作 直 到 程 序 停 止 。由 于 程 序 难 免 有 误 ，所 以 机 器 通 常 都 会 中 途崩 溃 。程 序 一 般 通 过 控 制 板 的 开 关 和 状 态 灯 来 调 试 。据 说 图 灵 能 非 常 熟 练 地 用 这1操作系统文件管理模块设计种 方 法 操 作 Manchester Mark I 机 器 。后 来 ，机 器 引 入 帮 助 程 序 输 入 输 出 等 工 作 的 代 码 库 。这 是 现 代 操 作 系 统 的 起源 。然 而 ，机 器 每 次 只 能 执 行 一 件 任 务 。在 英 国 剑 桥 大 学 ，这 些 任 务 的 磁 带 从 前是排成一排挂在衣钩上的，衣钩的颜色代表任务的优先级。概 念 意 义 上 的 操 作 系 统 和 通 俗 意 义 上 的 操 作 系 统 差 距 越 来 越 大 。通 俗 意 义 上的 操 作 系 统 为 了 方 便 而 把 最 普 通 的 包 和 应 用 程 序 的 集 合 包 括 在 操 作 系 统 内 。随 着操 作 系 统 的 发 展 ，一 些 功 能 更 强 的 “第 二 类 ”操 作 系 统 软 件 也 被 包 括 进 去 。在 今天，没有图形界面和各种文件浏览器已经不能称为一个真正的操作系统了。大型机时代：早 期 的 操 作 系 统 非 常 多 样 化 ，生 产 商 生 产 出 针 对 各 自 硬 件 的 系 统 。每 一 个 操作 系 统 都 有 很 不 同 的 命 令 模 式 、操 作 过 程 和 调 试 工 具 ，即 使 它 们 来 自 同 一 个 生 产商 。最 能 反 映 这 一 状 况 的 是 ，厂 家 每 生 产 一 台 新 的 机 器 都 会 配 备 一 套 新 的 操 作 系统 。这 种 情 况 一 直 持 续 到 二 十 世 纪 六 十 年 代 IBM 公 司 开 发 了 System/360 系 列 机器 。尽 管 这 些 机 器 在 性 能 上 有 明 显 的 差 异 ，但 是 他 们 有 统 一 的 操 作 系 统OS/360（在 开 发 OS/360过 程 中 遇 到 的 问 题 在 Fred Brooks 写 的 软 件 工 程 经典之作人月神话中详细地叙述了）OS/360 的 成 功 陆 续 地 催 化 出 MFT、MVT、SVS、MVS、MVS/XA、MVS/ESA、OS/390和 z/OS。小 型 机 和 UNIX 的 崛 起 ：UNIX 操 作 系 统 是 由 AT&T 公 司 开 发 出 来 的 。由 于 它 的 早 期 版 本 是 完 全 免 费的 ，可 以 轻 易 获 得 并 随 意 修 改 ，所 以 它 得 到 了 广 泛 的 接 受 。后 来 ，它 成 为 开 发 小型 机 操 作 系 统 的 起 点 。由 于 早 期 的 广 泛 应 用 ，它 已 经 成 为 的 操 作 系 统 的 典 范 。不过，它始终属于 AT&T 公司，只有那些能负担的起许可费的企业才用得起，这限制了它的应用范围。早 期 的 操 作 系 统 是 可 以 被 用 户 软 件 所 利 用 的 功 能 的 集 合 。一 些 有 能 力 的 公 司发展更好的系统，但他们不支持其他公司硬件的特性。60 年 代 末 70 年 代 初 ，几 种 硬 件 支 持 相 似 的 或 提 供 端 口 的 软 件 可 在 多 种 系 统上 运 行 。早 期 的 系 统 已 经 利 用 微 程 序 来 在 他 们 的 系 统 上 实 现 功 能 。事 实 上 ，除 了360/165 和 360/168 外 ，360/40 之 后 的 大 部 分 360 系 列 的 机 器 都 实 行 微 程 序 设 计 。个人计算机时代：Apple, DOS 和以后：微 型 处 理 器 的 发 展 使 计 算 机 的 应 用 普 及 至 中 小 企 及 个 人 爱 好 者 。而 计 算 机 的普及又推动了硬件组件公共接口的发展（如 S-100,SS-50,Apple II,ISA 和 PCI总 线 ），并 逐 渐 地 要 求 有 一 种 “标 准 ”的 操 作 系 统 去 控 制 它 们 。在 这 些 早 期 的 计2操作系统文件管理模块设计算机中，主要的操作系统是 8080/8085/Z-80 CPU 用的 CP/M-80，它建立在数位研究公司(Digital Research)先前几个针对 PDP-11 架构的操作系统的基础上。在 此 基 础 上 又 产 生 了 MS-DOS（或 IBM 公 司 的 PC-DOS）。这 些 计 算 机 在 ROM（只 读存 储 器 ）都 有 一 个 小 小 的 启 动 程 序 ，可 以 把 操 作 系 统 从 磁 盘 装 载 到 内 存 。IBM-PC系 列 的 BIOS 是 这 一 思 想 的 延 伸 。自 1981 年 第 一 台 IBM-PC诞 生 以 来 ，BIOS 的 功能得到不断地增强。随 着 显 示 设 备 和 处 理 其 成 本 的 降 低 ，很 多 操 作 系 统 都 开 始 提 供 图 形 用 户 界面 。如 ：许 多 UNIX 提 供 的 XWindow 一 类 的 系 统 、微 软 的 Windows 系 统 、苹 果 公司 的 Mac 系 统 和 IBM 公 司 的 OS/2 等 。最 初 的 图 形 用 户 界 面 是 由 XeroxPaloAlto研 究 中 心 70 年 代 初 期 研 发 出 来 的 ，之 后 被 许 多 公 司 模 仿 ，继 承 发 展 。常见操作系统都具备下列模块：1用户机界面2进程管理3处理机调度4存储管理5文件系统6设备管理对操作系统的研究和学习也从上面的六个方向着手。1.2 文件系统概述对 大 多 数 用 户 来 说 ，文 件 系 统 是 操 作 系 统 最 直 接 可 见 的 部 分 。计 算 机 的 重 要作 用 之 一 就 是 能 快 速 处 理 大 量 信 息 ，从 而 ，信 息 的 组 织 、存 取 和 保 管 成 为 一 个 极为重要的内容。文件系统是计算机组织、存取和保存信息的重要手段。文件系统必须完成的工作：1为 了 合 理 的 存 放 文 件 ，必 须 对 磁 盘 等 辅 助 存 储 器 空 间 （或 称 文 件 空 间 ）进 行统 一 管 理 。在 用 户 创 建 文 件 时 为 其 分 配 空 闲 区 。而 在 用 户 删 除 或 修 改 某 个 文件时，回收和调整存储区。2为 了 实 现 按 名 存 取 ，需 要 有 一 个 用 户 可 见 的 文 件 逻 辑 结 构 ，用 户 按 照 文 件 逻辑 结 构 所 给 定 的 方 式 进 行 信 息 的 存 取 和 加 工 。这 种 逻 辑 结 构 是 独 立 于 物 理 存储设备的。3为 了 便 于 存 放 和 加 工 信 息 ，文 件 在 存 储 设 备 上 应 按 一 定 的 顺 序 存 放 。这 种 存放方式被称为文件的物理结构。4完成对存放在存储设备上的文件信息的查找。3操作系统文件管理模块设计5完成文件的共享和和提供保护功能。文件系统的理论基础将在第二章具体讨论。1.3 操作系统的学习难点计 算 机 系 统 一 般 分 成 四 层 ：硬 件 层 ，操 作 系 统 层 ，编 程 层 和 应 用 软 件 层 。从这 个 分 层 关 系 中 可 以 看 出 。操 作 系 统 是 硬 件 和 软 件 的 连 接 层 。这 就 对 操 作 系 统 的学 习 和 研 究 人 员 提 出 了 较 高 的 要 求 ：既 拥 有 一 定 的 硬 件 基 础 ，也 具 备 扎 实 的 软 件功 底 。所 以 在 学 习 操 作 系 统 之 前 ，一 定 要 先 对 计 算 机 组 成 原 理 ，数 据 结 构 ，面 向对象编程，面向过程编程，等基础知识了然于胸。操作系统的学习又很多自身的特点：1与 纯 硬 件 学 习 的 不 同 点 ：操 作 系 统 的 很 多 概 念 并 没 有 实 际 物 体 与 之 对 应 。因此显得很抽象，不太容易理解。2与 纯 软 件 学 习 的 不 同 点 ：并 没 有 完 全 屏 蔽 底 层 硬 件 。对 软 件 的 学 习 要 和 硬 件本身充分的结合，才能理解其精髓。上 述 两 个 不 同 点 也 正 是 操 作 系 统 的 学 习 难 点 所 在 。大 多 数 人 在 学 习 计 算 机 时都 会 把 学 习 重 心 偏 移 到 软 件 或 者 硬 件 上 。真 正 “软 硬 兼 施 ”的 很 少 。所 以 能 够 做到真正理解操作系统并不是一件容易的事。在 操 作 系 统 教 学 过 程 中 ，实 验 是 非 常 重 要 的 一 环 ，但 学 时 太 有 限 ，想 在 短 时间 内 从 头 到 尾 编 程 实 现 操 作 系 统 ，是 很 困 难 的 事 情 ，这 也 是 一 直 以 来 困 扰 很 多 老师和同学的问题。1.4 解决方案首 先 一 定 要 学 习 一 些 前 序 课 程 如 ：计 算 机 组 成 原 理 、数 据 结 构 、面 向 过 程 编程 、面 向 对 象 编 程 、C语 言 、汇 编 语 言 、等 等 。计 算 机 组 成 原 理 是 计 算 机 硬 件 基 础 。操 作 系 统 的 实 现 基 础 就 是 形 形 色 色 的 数据 结 构 以 及 算 法 。面 向 过 程 和 面 向 对 象 是 编 程 思 想 ，C 和 汇 编 是 编 程 语 言 。在 有 了 上 述 软 硬 件 基 础 之 后 ，还 要 选 择 一 个 容 易 的 切 入 点 。这 样 有 利 于 由 浅入 深 ，循 序 渐 进 。从 文 件 系 统 入 手 就 是 一 个 不 错 的 选 择 。对 大 多 数 用 户 来 说 ，文件 系 统 是 操 作 系 统 最 直 接 可 见 的 部 分 。普 通 使 用 者 对 操 作 系 统 的 认 识 都 是 从 文 件系 统 开 始 的 。这 符 合 通 常 认 识 事 物 的 习 惯 。文 件 系 统 更 多 的 是 软 件 层 面 上 的 应 用 ，学 习 文 件 系 统 不 需 要 太 多 的 硬 件 知 识 （当 然 ，设 备 文 件 除 外 ）。之 后 再 接 触 存 储管 理 和 进 程 管 理 ，循 序 渐 进 ，逐 步 接 近 硬 件 。文 件 系 统 是 对 这 个 操 作 系 统 模 块 的4操作系统文件管理模块设计一 个 非 常 形 象 的 描 述 ，它 不 像 进 程 那 般 的 抽 象 。学 习 时 在 脑 海 中 很 容 易 形 成 概 念 。对 于 计 算 机 最 重 要 ，最 有 效 的 学 习 方 式 就 是 实 践 。只 有 真 正 动 手 做 了 一 件 事 ，才 能 彻 底 了 解 其 精 髓 。所 以 想 学 好 操 作 系 统 就 要 动 手 编 程 序 去 实 现 操 作 系 统 中 的具 体 功 能 。Linus Torvalds（Linux 之 父 ）就 是 在 上 大 学 本 科 的 时 候 ，为 了 了 解Minix 操作系统的内部构造，并 扩展 Minix，自己 动手写出现今操作系统领域为人 津 津 乐 道 的 Linux 的 雏 形 。由 此 可 见 ，自 己 编 程 实 现 操 作 系 统 的 部 分 功 能 并 不是 一 件 高 不 可 攀 的 工 作 ，本 科 生 是 完 全 可 以 胜 任 的 。编 程 实 现 的 过 程 不 仅 有 助 于彻 底 理 解 操 作 系 统 中 的 各 个 概 念 ，更 能 锻 炼 编 程 能 力 ，一 举 多 得 。操 作 系 统 是 各门计算机基础课程的综合，对它的学习非常有利于将以往学过的知识融会贯通。但是在编程时，并不必要需要每一个细节都去思考。这样做学习效率不高，同 学 们 不 是 操 作 系 统 的 研 发 者 ，而 是 操 作 系 统 的 学 习 者 。基 于 这 个 定 位 ，在 编 程实 践 的 过 程 中 ，实 际 是 需 要 一 些 现 成 的 代 码 供 同 学 们 参 考 学 习 。这 些 代 码 可 以 是开 发 框 架 ，在 其 基 础 上 可 以 添 枝 加 叶 ；也 可 以 是 针 对 某 个 模 块 的 完 整 代 码 ，供 学习 者 阅 读 理 解 。现 行 的 操 作 系 统 课 程 是 有 试 验 这 个 实 践 环 节 的 。但 是 课 时 非 常 有限 ，在 这 个 有 限 的 时 间 内 如 果 让 大 家 从 头 到 尾 写 代 码 非 常 不 现 实 。虽 然 试 验 指 导书 上 有 参 考 程 序 ，但 是 那 些 程 序 错 误 百 出 ，没 有 注 释 ，讲 解 的 也 非 常 概 括 ，更 重要得是涵盖面太广重点不突出。总而言之,就是不适于短时间的试验。为 了 解 决 上 面 的 问 题 ，可 以 考 虑 编 写 一 个 短 小 精 悍 ，正 确 无 误 ，注 释 详 细 的小 程 序 ，这 个 程 序 能 体 现 核 心 的 数 据 结 构 ，去 除 细 枝 末 节 ，不 涉 及 复 杂 的 算 法 和辅 助 功 能 。当 然 ，程 序 的 可 扩 展 行 也 是 很 重 要 的 。学 习 者 在 参 考 这 个 程 序 的 时 候可 以 掌 握 最 基 本 的 实 现 方 法 ，在 时 间 能 力 和 兴 趣 允 许 的 情 况 下 ，可 以 自 己 修 改 算法 ，添 加 功 能 。由 此 学 习 者 可 以 在 较 短 的 时 间 内 获 得 最 大 的 收 益 ，既 学 到 了 最 基础的知识，自己又能在这之上有所创新。这 次 毕 业 设 计 就 是 从 这 个 思 想 出 发 ，开 发 一 个 教 学 用 的 文 件 系 统 。从 文 件 系统 本 身 的 实 现 ，到 开 发 环 境 的 使 用 均 有 详 细 叙 述 。非 常 适 合 初 学 者 介 入 文 件 系 统的学习和开发。1.5 本章小结本 章 对 操 作 系 统 和 文 件 系 统 作 了 简 要 概 述 。并 分 析 了 操 作 系 统 课 程 的 学 习 难点 。为 了 解 决 这 一 问 题 ，提 出 了 一 个 实 践 带 动 学 习 的 解 决 方 案 。本 次 设 计 中 的 模拟文件系统的就是这个方案实施的一部分。5操作系统文件管理模块设计第二章 文件系统理论基础2.1 文件系统的定义文 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。文件系统应具有以下功能：1文件的组织管理；2文件的存储空间管理；3提供用户共享文件的机制；4提供文件的保护功能；2.2 文件与文件系统1文件是具有符号名的信息（数据） 项的集合。2文件名根 据 文 件 的 定 义 ，每 个 文 件 必 须 有 一 个 唯 一 的 文 件 名 ，不 论 是 系 统 管 理 ，还是用户使用文件都使用文件名。文件名是一个有限长度的字符串。DOS、WINDOWS 系统中文件名：文件名 文件扩 展名文件名是一个不大于 8 个字符的字符串，但 WINDOWS 系统中允许超长文件 名 ，最 多 可 有 256 个字符，不区分英文字母的大小写。文 件 扩 展 名 ：不 大 于 3 个字符，一般用来表示文件的类型。例如：C C 语言源程序文件COM 可执行文件（小模式）EXE 可执行文件（大模式）BAT 批处理文件OBJ 目标文件UNIX 系统中的文件名：文 件 名 是 一 个 不 大 于 14 个字符的字符串。并且区分英文字母的大小写。例如：unix linux ll.c a .out aa AA注 意 ：在 UNIX 系 统 中 文 件 名 就 是 一 个 字 符 串 ，没 有 文 件 名 和 文 件 扩 展 名 之分 ，文 件 的 类 型 由 用 户 命 名 时 确 定 。例 如 ，li.c，UNIX 系统认为这个文件名的长6操作系统文件管理模块设计度 是 4 个 字 符 。而 在 DOS、WINDOWS 系 统 中 则 解 释 这 个 文 件 名 ，li 是文件名，c 是文件扩展名，表示该文件是一个 C 语言的源程序文件，而 是文件名和文件扩展名的分隔符。3文件的分类以 UNIX 系统文件分类方法为例：（1）普通文件：普通文件是无结构的字符的集合。（2）目录文件：目 录文件是由文件的目 录项组成的文件。（3）特别文件：特 别文件就是 设备。4文件的属性文 件 属 性 反 映 文 件 的 类 型 、存 取 控 制 、等 UNIX 系 统中文件属性： 普通文件d 目录文件p 管道文件c 字符型设备文件b 块设备文件2.3 文件的逻辑结构和存取方法1可以用两种不同的 观点去进行研究文件结构（1）用户观点 :是研究用户“思维” 中的抽象文件，或称逻辑文件，其研究的侧重点在于为用户 提 供 一 种 逻 辑 结 构 清 晰 、使 用 简 便 的 逻 辑 文 件 形 式 。用 户 将 按 照 这 种 形 式 去 存储、检索和加工有关文件中的信息。（2）实现观点 :是研究驻留在设备“介质” 中的实际文件，或称物理文件。它研究的侧重点是选 择 一 些 工 作 性 能 良 好 、设 备 利 用 率 高 的 物 理 文 件 形 式 。系 统 将 按 照 这 种 形 式 同外部设备打交道并控制信息的传输2文件的组织 有两种：（1）文件的逻辑结 构：文件的逻辑结构是指用户思维中文件的结构。逻辑结构分为：无结构文件流式文件有结构文件记录式文件。流式文件：无 结 构 的 流 式 文 件 是 相 关 的 有 序 字 符 的 集 合 。文 件 的 长 度 为 所 含 字 符 数 。7操作系统文件管理模块设计UNIX、DOS、WINDOWS 系统中的普通文件都是流式文件。记录式文件：记 录 式 文 件 是 一 种 结 构 式 文 件 ，文 件 是 记 录 的 集