操作系统原理与实例分析文件管理系统课件

1、第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 1 第5章 文件管理系统 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 2 5.1 文件系统概述文件系统概述 交互式操作系统的文件系统应该向用户提交互式操作系统的文件系统应该向用户提 供如下基本服务供如下基本服务: 1) 用户可以创建用户可以创建,删除删除,读取或更新文件读取或更新文件; 2) 一个用户可以受控制地访问其它用户文件一个用户可以受控制地访问其它用户文件; 3) 可以控制不同用户对不同文件的访问权限可以控制不同用户对不同文件的访问权限; 4) 用户可以根据实际需要重新构造文件用户可以根据实际需要重新构造文件;

2、 5) 允许用户在两个文件之间移动数据允许用户在两个文件之间移动数据; 6) 用户能备份文件用户能备份文件,且能在文件被毁坏时且能在文件被毁坏时,恢复恢复 文件文件; 7) 用户可以通过符号名访问文件用户可以通过符号名访问文件. 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 3 5.2 文件系统与数据库管理系统文件系统与数据库管理系统 目前数据库管理系统与操作系统之间目前数据库管理系统与操作系统之间 存在两种依附关系存在两种依附关系: * 利用操作系统中的文件系统来管理利用操作系统中的文件系统来管理 文件及存储空间文件及存储空间; * 不依赖操作系统提供的文件系统不依赖操作系统提

3、供的文件系统, 而具有独立的数据组织及存取控制而具有独立的数据组织及存取控制. 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 4 5.3 文件文件 5.3.1 5.3.1 文件的概念文件的概念 文件文件: :是一种具有符号名的是一种具有符号名的, ,相关联元素相关联元素 的有序集合的有序集合. . 文件名是文件系统和用户之间的联系纽文件名是文件系统和用户之间的联系纽 带带. . 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 5 文件、记录和数据项文件、记录和数据项 1. 数据项数据项 (1) 基本数据项。这是用于描述一个对象的某基本数据项。这是用于描述一个对象的某

4、种属性的字符集，是数据组织中可以命名的最小逻种属性的字符集，是数据组织中可以命名的最小逻 辑数据单位，辑数据单位， 即原子数据，又称为数据元素或即原子数据，又称为数据元素或字字 段段。 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 6 (2) 组合数据项组合数据项(复合字段复合字段)。它是由若干个基本。它是由若干个基本 数据项组成的，简称组项。数据项组成的，简称组项。 基本数据项除了数据名外，还应有数据类型。基本数据项除了数据名外，还应有数据类型。 因为基本项仅是描述某个对象的属性，根据属性的因为基本项仅是描述某个对象的属性，根据属性的 不同，需要用不同的数据类型来描述。不同，需

5、要用不同的数据类型来描述。 由数据项的名字和类型两者共同定义了一个数由数据项的名字和类型两者共同定义了一个数 据项的据项的“型型”。 而表征一个实体在数据项上的数据而表征一个实体在数据项上的数据 则称为则称为“值值”。例如，学号。例如，学号/30211、姓名、姓名/王有年、王有年、 性别性别/男等。男等。 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 7 2. 2. 记录记录 记录是一组相关数据项的集合，用于描述一个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。一个记录应包含哪些数据项，对象在某方面的属性。一个记录应包含哪些数据项， 取决于需要描述对象的哪个方面。

6、而一个对象，由取决于需要描述对象的哪个方面。而一个对象，由 于他所处的环境不同可把他作为不同的对象。于他所处的环境不同可把他作为不同的对象。 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 8 3. 3. 文件文件 文件是指由创建者所定义的、文件是指由创建者所定义的、 具有文件名的具有文件名的 一组相关元素的集合，可分为有结构文件和无结构一组相关元素的集合，可分为有结构文件和无结构 文件两种。文件两种。 在有结构的文件中，文件由若干个相在有结构的文件中，文件由若干个相 关记录组成；而无结构文件则被看成是一个字符流。关记录组成；而无结构文件则被看成是一个字符流。 文件在文件系统中是一

7、个最大的数据单位，它描述文件在文件系统中是一个最大的数据单位，它描述 了一个对象集。了一个对象集。 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 9 4. 4. 数据库数据库 略略 5.3.2 5.3.2 文件的类型文件的类型 1. 1. 按照文件的逻辑结构分类按照文件的逻辑结构分类 * * 由结构文件由结构文件 * * 无结构文件无结构文件 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 10 2. 2. 按照文件的物理组织结构分类按照文件的物理组织结构分类 * * 连续文件连续文件 * * 链接文件链接文件 * * 索引文件索引文件 第5章 文件管理系统 操作系统

8、原理与实例分析文件管理 系统 11 3. 3. 按照文件的保护级别分类按照文件的保护级别分类 * * 只读文件只读文件 * * 执行文件执行文件 * * 读读/ /写文件写文件 * * 不保护文件不保护文件 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 12 4. 4. 按照文件的性质和用途分类按照文件的性质和用途分类 * * 系统文件系统文件 * * 用户文件用户文件 * * 库文件库文件 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 13 5. 5. 按照文件的数据形式分类按照文件的数据形式分类 * * 源文件源文件 * * 目标文件目标文件 * * 可执行文件

9、可执行文件 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 14 6. 6. 多媒体文件多媒体文件 是一种集成了数字是一种集成了数字, ,字符字符, ,格式化文本格式化文本, ,可可 执行程序执行程序, ,图形图形, ,图像图像, ,声音等信息的高度结构声音等信息的高度结构 化文件化文件. . 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 15 5.3.3 5.3.3 对文件的操作对文件的操作 对文件的操作包含两个方面的含义对文件的操作包含两个方面的含义: : * * 指对整个文件的操作指对整个文件的操作; ; * * 指对文件中的数据项的操作指对文件中的数据项的操作

10、. . 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 16 对文件的操作对文件的操作: : * * 打开文件打开文件 * * 关闭文件关闭文件 * * 建立文件建立文件 * * 撤销文件撤销文件 * * 复制文件复制文件 * * 修改文件名修改文件名 * * 读操作读操作 * * 写操作写操作 * * 更新操作更新操作 * * 插入操作插入操作 * * 删除操作删除操作 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 17 5.4 文件目录文件目录 5.4.1 5.4.1 文件目录的内容文件目录的内容 文件目录的内容文件目录的内容: : * * 基本信息基本信息 *

11、* 地址信息地址信息 * * 访问控制信息访问控制信息 * * 使用信息使用信息 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 18 5.4.2 5.4.2 对文件目录的操作对文件目录的操作 目录文件目录文件: :多个文件的目录项构成的一种多个文件的目录项构成的一种 特殊文件特殊文件. . 对目录文件的操作对目录文件的操作: : * * 搜索目录搜索目录 * * 创建目录创建目录 * * 删除目录删除目录 * * 显示目录显示目录 * * 修改目录修改目录 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 19 5.4.3 5.4.3 目录结构目录结构 目录结构目录结构

12、: : * * 单级目录结构单级目录结构 * * 两级目录结构两级目录结构 * * 层次目录结构层次目录结构( (多级目录结构多级目录结构) ) 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 20 * * 单级目录结构单级目录结构 文件名物理地址文件说明状态位 文件名1 文件名2 单级目录单级目录 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 21 * * 两级目录结构两级目录结构 用户名 Wang Zhang Gao 指向子目录指针 Wang用 户 目 录 Alpha Test Alpha Test Report Test Zhang用 户 目 录 Report

13、Test Gao用 户 目 录 Beta Device Misx Beta Device Misx 两级目录结构两级目录结构 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 22 * * 层次目录结构层次目录结构( (多级目录结构多级目录结构) ) ABC FED 1 3ABD2GA4 AC5 67 1011 JNK12JMK13AHF14 1516 b 1718192021 a 89 多级目录结构多级目录结构 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 23 在树形目录结构中，在树形目录结构中， 从根目录到任何数从根目录到任何数 据文件，据文件， 都只有一条惟一的

14、通路。在该路径都只有一条惟一的通路。在该路径 上从树的根上从树的根( (即主目录即主目录) )开始，开始， 把全部目录文把全部目录文 件名与数据文件名，依次地用件名与数据文件名，依次地用“/”/”连接起来，连接起来， 即构成该数据文件的路径名即构成该数据文件的路径名(path name)(path name)。 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 24 5.5 文件的逻辑组织与访问文件的逻辑组织与访问 5.5.1 5.5.1 有结构文件与文件系统有结构文件与文件系统 有结构文件系统有结构文件系统: : 文件系统直接支持控制文件系统直接支持控制 管理有结构文件的文件系统管

15、理有结构文件的文件系统, ,也称高级文件系也称高级文件系 统统. . 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 25 有结构文件中记录组织的原则有结构文件中记录组织的原则: : * * 有利于快速访问文件记录有利于快速访问文件记录 * * 易于修改易于修改 * * 存储代价小存储代价小 * * 维护简单维护简单 * * 可靠性高可靠性高 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 26 根据有结构文件中的记录组织形式不同根据有结构文件中的记录组织形式不同, , 可以将有结构文件分为可以将有结构文件分为: : * * 堆文件堆文件 * * 顺序文件顺序文件 *

16、* 索引文件索引文件 * * 索引顺序文件索引顺序文件 * * 索引文件索引文件 * * 直接直接( (哈希哈希) )文件文件 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 27 5.5.2 5.5.2 堆文件堆文件 时间时间 1 n 堆文件堆文件 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 28 5.5.3 5.5.3 顺序文件顺序文件 关键字关键字 顺序文件顺序文件 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 29 5.5.4 5.5.4 索引顺序文件索引顺序文件 键 An Qi Bao Rong Chen Lin 逻辑地址姓 名 An Qi

17、An Kang 其它属性 Bao Rong 逻辑文件 索引顺序文件索引顺序文件 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 30 5.5.5 5.5.5 索引文件索引文件 索引号 0 长度 m指针 ptr m0 1m1 imi 索引表 R0 R1 Ri 逻辑文件 索引文件的组织索引文件的组织 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 31 索引方式索引方式: : * * 完备索引完备索引 * * 部分索引部分索引 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 32 5.5.6 5.5.6 直接直接( (哈希哈希) )文件文件 1. 直接文件直接文

18、件 对于直接文件，则可根据给定的记录键值，直接获得对于直接文件，则可根据给定的记录键值，直接获得 指定记录的物理地址。换言之，记录键值本身就决定了记录指定记录的物理地址。换言之，记录键值本身就决定了记录 的物理地址。的物理地址。 这种由记录键值到记录物理地址的转换被称为键值转这种由记录键值到记录物理地址的转换被称为键值转 换换(Key to address transformation)。组织直接文件的关键，。组织直接文件的关键， 在于用什么方法进行从记录值到物理地址的转换。在于用什么方法进行从记录值到物理地址的转换。 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 33 2. 哈

19、希哈希(Hash)文件文件 Hash文件的逻辑结构文件的逻辑结构 f Hash函数 目录表 键值 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 34 5.6 文件的物理组织文件的物理组织-存储空间的管理存储空间的管理 5.6.1 5.6.1 文件存储空间分配的有关问题文件存储空间分配的有关问题 1. 1. 预分配与动态分配预分配与动态分配 预分配方式预分配方式: :要求文件创建时必须申要求文件创建时必须申 明需要的最大空间明需要的最大空间; ; 动态分配方式动态分配方式: :给文件分配的空间根给文件分配的空间根 据文件的大小动态的变化据文件的大小动态的变化. . 第5章 文件管理

20、系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 35 2. 2. 分区大小分区大小 文件分区文件分区: :将物理上连续的若干数据块组织在将物理上连续的若干数据块组织在 一起一起, ,形成一个分区形成一个分区. . 文件分区大小与以下因素有关文件分区大小与以下因素有关: : * * 文件中的数据相邻存储有利于提高性能文件中的数据相邻存储有利于提高性能; ; * * 若分区太小若分区太小, ,文件分配到的分区数将会很多文件分配到的分区数将会很多; ; * * 若分区大小固定若分区大小固定, ,将会简化空间的分配和回将会简化空间的分配和回 收收; ; * * 若分区大小可变若分区大小可变, ,或分区大小

21、固定且较小或分区大小固定且较小, , 可以减少存储空间的浪费可以减少存储空间的浪费. . 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 36 1. . 连续分配连续分配 1 2 3 0 56 7 4 91011 8 13 14 15 12 171819 16 212223 20 25 26 27 24 list 293031 28 mail count filestartlength count02 tr143 mail196 list284 f62 目录 tr f 磁盘空间的连续分配磁盘空间的连续分配 5.6.2 5.6.2 文件存储空间的分配技术文件存储空间的分配技术 第5章

22、 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 37 连续分配的主要优点如下：连续分配的主要优点如下： 顺序访问容易。顺序访问容易。 (1) (2) 顺序访问速度快。顺序访问速度快。 连续分配的主要缺点如下：连续分配的主要缺点如下： 要求有连续的存储空间。要求有连续的存储空间。 (1) (2) 必须事先知道文件的长度。必须事先知道文件的长度。 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 38 2.链接分配链接分配 磁盘空间的链接式分配磁盘空间的链接式分配 25 123 0 567 4 9 10 11 8 131415 12 171819 16 2122 23 20 25

23、26 27 24 293031 28 filestartend jeep925 目录 10 1 -1 16 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 39 3.索引分配索引分配 * 单级索引分配单级索引分配 链接分配方式虽然解决了连续分配方式所存在的问题，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，但又出现了另外两个问题， 即：即： (1) 不能支持高效的直接存取。要对一个较大的文件进不能支持高效的直接存取。要对一个较大的文件进 行直接存取，须首先在行直接存取，须首先在FAT中顺序地查找许多盘块号。中顺序地查找许多盘块号。 (2) FAT需占用较

24、大的内存空间。需占用较大的内存空间。 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 40 索引分配方式索引分配方式 12 3 0 567 4 9 10 11 8 131415 12 1718 19 16 21 22 23 20 25 26 27 24 2930 31 28 count file块序号 jeep19 目录 9 16 1 10 25 1 1 1 19 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 41 * 多级索引分配多级索引分配 0 1 2 105 106 254 356 357 985 105 106 254 740 356 357 1125 985

25、 360 740 1125 主索引 360 第二级索引 磁盘空间 两级索引分配两级索引分配 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 42 索引分配的优点索引分配的优点: 索引分配方法支持文件的直接存取索引分配方法支持文件的直接存取; (2) 索引分配能满足文件的动态增长索引分配能满足文件的动态增长; (3) 利用多级索引可以支持大型文件的存取利用多级索引可以支持大型文件的存取. 索引分配的不足索引分配的不足: 对于文件过小对于文件过小,索引节点的利用率较低索引节点的利用率较低; (2) 如果文件太大如果文件太大,建立多级索引会花费很长时建立多级索引会花费很长时 间间 而且需

26、要海量存储而且需要海量存储. 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 43 5.6.3 5.6.3 空闲空间的管理空闲空间的管理 常用的空闲分区组织方式常用的空闲分区组织方式: : * * 空闲分区表空闲分区表 * * 空闲分区链空闲分区链 * * 索引索引 * * 位图位图 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 44 1. 1. 空闲分区表空闲分区表 序号第一空闲盘块号空闲盘块数 124 293 3155 4 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 45 空闲分区表方式的空闲分区表方式的存储空间的分配与回收存储空间的分配与回收 :

27、 空闲盘区的分配与内存的动态分配类似，同样是采用空闲盘区的分配与内存的动态分配类似，同样是采用 首次适应算法、循环首次适应算法等。首次适应算法、循环首次适应算法等。 系统在对用户所释放的存储空间进行回收时，也采取系统在对用户所释放的存储空间进行回收时，也采取 类似于内存回收的方法，类似于内存回收的方法， 即要考虑回收区是否与空闲表中即要考虑回收区是否与空闲表中 插入点的前区和后区相邻接，对相邻接者应予以合并。插入点的前区和后区相邻接，对相邻接者应予以合并。 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 46 空闲分区表方式的优点空闲分区表方式的优点: : * * 实现简单实现简单

28、. . 空闲分区表方式的缺点空闲分区表方式的缺点: : * * 当空闲分区分布较分散且数量多时当空闲分区分布较分散且数量多时, , 空闲分区表将会很大空闲分区表将会很大; ; * * 对于非连续存储的文件对于非连续存储的文件, ,如果空闲分如果空闲分 区的操作并非必须区的操作并非必须, ,反而会影响效率反而会影响效率. . 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 47 2. 2. 空闲分区链表空闲分区链表 head 10 4572 4 2 1 8 空闲分区链表空闲分区链表 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 48 空闲分区链表方式的优点空闲分区链表方

29、式的优点: : * * 节省了数据结构带来的额外空间开销节省了数据结构带来的额外空间开销; ; * * 分配和回收的操作速度很快分配和回收的操作速度很快. . 空闲分区链表方式的缺点空闲分区链表方式的缺点: : * * 可能出现太多的小分区可能出现太多的小分区, ,使文件分配到的使文件分配到的 存储空间过分分散存储空间过分分散; ; * * 删除一个由许多离散小分区构成的文件删除一个由许多离散小分区构成的文件, , 其回收开销大其回收开销大; ; * * 在写入数据前进行的读空闲分区信息带来在写入数据前进行的读空闲分区信息带来 了开销了开销. . 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文

30、件管理 系统 49 3. 3. 索引索引 将空闲分区看作文件将空闲分区看作文件, ,按文件存储空间分按文件存储空间分 配方法为空闲分区建立索引配方法为空闲分区建立索引. . 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 50 4. 4. 位示图位示图 位示图位示图 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 51 位示图盘块的分配位示图盘块的分配 (1) (1) 顺序扫描位示图，从中找出一个或一组其值为顺序扫描位示图，从中找出一个或一组其值为“0”0” 的二进制位的二进制位(“0”(“0”表示空闲时表示空闲时) )。 (2) (2) 将所找到的一个或一组二进制位，

31、将所找到的一个或一组二进制位， 转换成与转换成与 之相应的盘块号。假定找到的其值为之相应的盘块号。假定找到的其值为“0”0”的二进制位，位的二进制位，位 于位示的第于位示的第i i行、第行、第j j列，则其相应的盘块号应按下式计算：列，则其相应的盘块号应按下式计算： b=n(i-1)+jb=n(i-1)+j 式中，式中， n n代表每行的位数。代表每行的位数。 (3) (3) 修改位示图，修改位示图， 令令mapmapi,ji,j=1=1。 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 52 位示图盘块的回收位示图盘块的回收 (1) (1) 将回收盘块的盘块号转换成位示图中的行号

32、和列将回收盘块的盘块号转换成位示图中的行号和列 号。号。 转换公式为：转换公式为： i=(b-1)DIV n+1i=(b-1)DIV n+1 j=(b-1)MOD n+1j=(b-1)MOD n+1 (2) (2) 修改位示图。修改位示图。 令令map map i,ji,j=1=1。 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 53 5.7 逻辑文件与物理数据块之间的转换逻辑文件与物理数据块之间的转换 5.7.1 5.7.1 字节流字节流, ,记录与数据块之间的转换记录与数据块之间的转换 * * 字节流和数据块之间的转换字节流和数据块之间的转换; ; * * 记录和数据块之间的

33、转换记录和数据块之间的转换. . 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 54 5.7.2 5.7.2 记录如何组成数据块记录如何组成数据块 记录组块方法记录组块方法: : 1) 1) 固定组块法固定组块法 数据块由若干条固定长度的记录组成数据块由若干条固定长度的记录组成, , 一条记录必须完整地存储在一个数据块中一条记录必须完整地存储在一个数据块中. . 此种方法会出现内部碎片此种方法会出现内部碎片, ,从而浪费空从而浪费空 间间. . 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 55 2) 2) 固定组块法固定组块法 数据块允许被划分存储在不同数据块中数

34、据块允许被划分存储在不同数据块中. . 技术实现很难技术实现很难; ; 读写访问效率降低读写访问效率降低; ; 修改也非常困难修改也非常困难. . 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 56 3) 3) 可变长非跨块组块法可变长非跨块组块法 数据块由变长记录组成数据块由变长记录组成, ,不允许一条记录不允许一条记录 跨越两个数据块存储跨越两个数据块存储. . 但还是不可避免会存在内部碎片但还是不可避免会存在内部碎片. . 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 57 5.8 文件共享文件共享 文件共享文件共享:就是指多个用户就是指多个用户(进程进程)访

35、访 问同一个文件问同一个文件. 5.8.1 5.8.1 文件共享的控制文件共享的控制 文件共享的有效控制包括两个方面文件共享的有效控制包括两个方面: : * * 同时存取同时存取 * * 存取权限存取权限 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 58 为共享用户设置的存取权限包括一下几类为共享用户设置的存取权限包括一下几类: : * * 无无 * * 探知探知 * * 执行执行 * * 读读 * * 追加追加 * * 更新更新 * * 更改权限更改权限 * * 删除删除 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 59 注意注意: : * * 以上各级存取权

36、限具有层次结构以上各级存取权限具有层次结构, ,后一种后一种 权限包含前一种及前面各种存取权限权限包含前一种及前面各种存取权限; ; * * 文件主通常指创建文件的用户文件主通常指创建文件的用户, ,文件主拥文件主拥 有以上所列的全部权限有以上所列的全部权限, ,并且对指定用户并且对指定用户, ,用户用户 组和该系统的所有用户赋予权限组和该系统的所有用户赋予权限. . 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 60 5.8.2 5.8.2 文件共享的实现文件共享的实现 根据实现文件共享的方式不同可以分为根据实现文件共享的方式不同可以分为: : * * 利用链接目录项实现共享利

37、用链接目录项实现共享 * * 利用基本文件目录实现文件共享利用基本文件目录实现文件共享 * * 利用索引节点实现共享利用索引节点实现共享 * * 利用利用URLURL实现文件共享实现文件共享 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 61 (1)(1)利用链接目录项实现共享利用链接目录项实现共享 /1usr user1user2 ZhangWangLi 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 62 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ID 物理位置 空闲文件目录 Sqrt Beta 5 6 符号名ID Mist Alpha 7 6 符号名ID Repo

38、rt Oaf 8 9 Wang Zhang 3 4 符号名ID 主目录MFD Wang的SFD Zhang的SFD Sqrt Wang的Beta Zhang的Alpha Mist OafReport基本文件目录BFD (2)(2)利用基本文件目录实现文件共享利用基本文件目录实现文件共享 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 63 (3)(3)利用索引节点实现共享利用索引节点实现共享 UNIXUNIX系统中，文件的目录结构由两部分构成：目系统中，文件的目录结构由两部分构成：目 录项和索引节点录项和索引节点( (也称也称i i节点节点) )。其中目录项由文件名和。其中目录项由

39、文件名和 索引节点号组成。索引节点号组成。 索引节点中包含文件属性，文件共索引节点中包含文件属性，文件共 享目录数，与时间有关的文件管理参数以及文件存放享目录数，与时间有关的文件管理参数以及文件存放 的物理地址的索引区等。的物理地址的索引区等。 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 64 文件在创建时，系统在目录项中填入其文文件在创建时，系统在目录项中填入其文 件名和分配相应的索引节点号。当某用户希望件名和分配相应的索引节点号。当某用户希望 共享该文件时，则在某目录的一个目录项中填共享该文件时，则在某目录的一个目录项中填 入该文件的别名，而索引节点仍然填写创建时入该文件的

40、别名，而索引节点仍然填写创建时 的索引节点号。的索引节点号。 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 65 (4)(4)利用利用URLURL实现文件共享实现文件共享 URL:URL:同一资源定位器是同一资源定位器是InternetInternet上用来链上用来链 接超文本文件的一种方法接超文本文件的一种方法. . 可以链接本地文件可以链接本地文件, ,也可以链接也可以链接InternetInternet上上 任何主机上的远程文件任何主机上的远程文件. . 其实现方法是通过输入相同的访问文件的其实现方法是通过输入相同的访问文件的 URLURL地址来达到访问同一个文件的目的地址

41、来达到访问同一个文件的目的. . 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 66 5.9 文件保护与安全文件保护与安全 5.9.1 5.9.1 文件保护文件保护 影响文件安全性的主要因素是影响文件安全性的主要因素是: : * * 数据丢失数据丢失 * * 非法侵入非法侵入 解决因数据丢失而导致文件系统不安全的解决因数据丢失而导致文件系统不安全的 主要解决方案由主要解决方案由: : * * 系统容错技术系统容错技术 * * 系统备份系统备份 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 67 5.9.2 5.9.2 安全性管理安全性管理 文件系统安全性管理的四个级

42、别文件系统安全性管理的四个级别: : * * 系统级安全管理系统级安全管理 * * 用户级安全管理用户级安全管理 * * 目录级安全管理目录级安全管理 * * 文件级安全管理文件级安全管理 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 68 (1)(1)系统级安全管理系统级安全管理 系统级安全管理的主要任务系统级安全管理的主要任务: : 防止未授权用户进入系统防止未授权用户进入系统, ,以保证系统资以保证系统资 源不被非法使用源不被非法使用. . 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 69 (2)(2)用户级安全管理用户级安全管理 用户级安全管理是根据用户的

43、性质用户级安全管理是根据用户的性质, ,要求要求 及访问的文件属性为用户分配及访问的文件属性为用户分配“文件访问权文件访问权 限限”. . 用户级安全管理包括两个方面用户级安全管理包括两个方面: : * * 对用户分类对用户分类 * * 为用户分配文件访问权限为用户分配文件访问权限 第5章 文件管理系统 操作系统原理与实例分析文件管理 系统 70 (3)(3)目录级安全管理目录级安全管理 目录级安全管理是系统保护各种目录目录级安全管理是系统保护各种目录, ,规规 定只有系统内核才有具有写目录的权利定只有系统内核才有具有写目录的权利. . 目录的读权限指允许进程读目录目录的读权限指允许进程读目录; ; 目录的写权限指允许进程请求系统为之建目录的写权限指允许进程请求系统为之建 立新目录项或撤销已有的目录项立新目录项或撤销已有的目录项; ; 目录的执行权指允许进程访问目录目录的执行权指允许进程访问目录, ,查找查找 指定文件指定文件. . 第5章 文件管理系统 操作系统原理