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第6章文件管理§6.1文件的概念6.1.1文件及其分类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。§6.1文件的概念2.文件命名一般情况下，一个文件是一组逻辑上具有完整意义的信息集合，并赋以一个文件名。文件名由用户给定，它是由字母或数字组成的一个字符串，用来标识文件。文件名是文件存在的标识，操作系统根据文件名来对其进行控制和管理。各个操作系统的文件命名规则略有不同，即文件名的格式和长度因系统而异。一般来说，文件名由文件名和扩展名两部分组成，中间用“·”隔开。它们都是字母或数字组成的字母数字串。扩展名也称为文件后缀，利用扩展名可以区分文件的属性。§6.1文件的概念3.文件的分类（1）以文件的用途分类系统文件：由操作系统及其他系统程序和数据组成的文件。这种文件不对用户开放，仅供系统使用，用户只能通过操作系统提供的系统调用来使用它们。库文件：是指系统为用户提供的各种标准函数，标准过程和实用程序等。用户只能使用这些文件，而无权对其进行修改。用户文件：由用户的信息组成的文件，如源程序文件，数据文件等。这种文件的使用和修改权均属于用户。§6.1文件的概念（2）按文件的操作保护分类只读文件：只允许进行读操作，不能进行写操作的文件。读写文件：允许文件主和授权用户对其进行读或写操作的文件。只执行文件：该类文件只允许授权的用户调用执行，而不允许其修改或读出文件的内容。（3）按文件的性质分类普通文件：指一般的用户文件和系统文件。目录文件：管理和实现文件系统的文件目录项组成的系统文件，对目录文件可以进行与普通文件一样的各种文件操作。特别文件：有的系统把设备作为文件统一管理和使用，并为区别起见，把设备称为特别文件。§6.1文件的概念6.1.2文件的属性为了对文件进行控制和管理，大多数操作系统都用一组信息来指定文件的类型、操作特性和存取保护等，这组信息称为文件的属性。文件的属性虽然不是文件的信息内容，但对于文件的管理和控制是十分重要的。这组属性包括：文件基本属性文件的类型属性文件的保护属性文件的管理属性文件的控制属性§6.1文件的概念6.1.3文件的组织1.有结构的文件有结构文件又称记录式文件。它在逻辑上可被看成一组连续记录的集合，即文件是由若干相关记录组成，且对每个记录编上号码，依次为记录1、记录2、…、记录n。每个记录是一组相关的数据集合，用于描述一个对象某个方面的属性，如年龄、姓名、职务、工资等。记录式文件按照记录长度是否相同，又可分为定长记录文件和不定长记录文件两种。（1）定长记录：文件中所有记录的长度相等。（2）变长记录：文件中记录的长度不相等。§6.1文件的概念§6.1文件的概念2.无结构的文件无结构文件是指文件内部不再划分记录，是由一组相关信息组成的有序字符流，即流式文件。其长度直接按字节来计算。大量的源程序、可执行程序、库函数等均采用无结构的文件形式。在UNIX和Windows系统中，所有的文件都被看成流式文件。事实上操作系统不知道或不关心文件中存放的内容是什么，它所见到的都是一个一个的字节。文件中任何信息的含义都由用户级程序解释。§6灶.1文件弯的概絮念6.铁1.歇4文件岂的访族问方剪式1.顺序感访问疲：顺序莲存取爽是最沈简单伏的方少法。量它严卡格按科照文专件信紧息单名位排宰列的暮顺序瘦依次搏存取哗，后威一次气存取饼总是酱在前押一次术存取独的基苦础上疤进行菊，所味以不丘必给破出具络体的忙存取欲位置驰。当打序开文芹件时临，文丛件的靠存取罢指针山指向洗第一稼个信哄息单敌位，府如第识一个亏字节桃或第存一个肾记录驼，每烘存取敌一个趣信息成单位受存取脏指针厦加1闪指向挺下一盆个信元息单要位，爽如此迷类推雷。§6香.1文件吧的概射念2.随机类访问筝：随机捕访问愿也称知直接呜存取催，每蓄次存互取操黎作时胆必须沸先确向定存蒸取的烂位置蜘。直歉接访卧问是呈基于退文件隆的磁齐盘模幼型，坏这是执因为仿磁盘社允许恋对任驳意文宣件块准进行妻随机宗读和源写。赢对直盟接访镰问，数文件进可作掏为块户或记恐录的汗编号寄序列马。直沾接访是问文令件允树许对沿任意彻块进岁行读驼或写薄，读宇写顺条序是愈没有忠限制跑的。直接萄访问伍文件尿可立竭即访林问大妙量的炭数据糖信息侍，因妹此，六随机是访问见方式僻主要啄对大封批信柳息的战立即义访问矩，如膨大型偏数据依库的品访问破。当特接到蓝访问涨请求扑时，夸系统交计算弃出信简息所火在块惠的位隙置，辩然后础直接港读取葱其中车的信煮息。§6民.1文件葵的概杆念3.其他现访问漠方式--姜--煤-索引蒸方式§6机.2目录劈燕结构6.房诚2.荡1文件淡控制堪块和龟文件坏目录1.文件携控制吃块从文驰件管争理的呆角度扁看，湾一个拌文件更包括膀两部书分：缘瑞文件杨说明日和文虎件体健。文预件体挑指文保件本误身的忠信息傻，它返可能碧是记扬录式旗文件劝或字委符流垒文件化。而圣文件舅说明正有时别也叫僵文件裁控制悼块（fi梨le纠c童on意tr酒ol庸b务lo希ck敲,济FC钻B），速它是颗操作抚系统场为管铲理文像件而何设置非的数交据结护构，波存放道了为猫管理调文件箩所需键的所疼有有次关信问息（脊文件碰属性宜）。文件虚控制字块是旬文件谦存在券的标排志，附它通呼常由泡文件委属性排信息滤组成捆。§6矩.2目录塔结构2.文件拘目录从文绝件管傍理的失角度滋看，信一个梦文件敏包括梢两部将分：冠文件雾说明睬和文为件体财。文德件体指指文帮件本绪身的缩慧信息果，它供可能锄是记妨录式冲文件镜或字洽符流仔文件帖。而甜文件情说明姑有时添也叫振文件前控制燥块（fi猴le唐c答on衔tr盾ol京b裤lo达ck讨,察FC井B），鞠它是粉操作繁系统苍为管慈理文和件而掌设置崖的数孕据结副构，宅存放固了为捉管理颈文件抖所需照的所禽有有外关信软息（警文件恢属性太）。文件冲控制占块是嘱文件旗存在弃的标资志，难它通姿常由槐文件某属性歇信息秃组成雄。操艺作系悲统内溪核利馅用FC轧B对文膏件实租施各颗种管叼理。§6侍.2目录炮结构不同兼的系访统，碍文件斧目录歪的组鼠织也谦不完竹全相恼同。MS底-D葡OS的目抖录结糟构UN雁IX钢/L础in情ux采用侨了一究种比牙较特基殊的明目录异建立毫方法夕，它氧把文损件目厕录项桨中的赚文件往名和倦其他棋的管庭理信冰息分南开，慕后者博单独糠组成颈一个骑定长滋的数决据结耽构，桐成为佛索引芒节点眠（in均_n脚od炮e），饺该索衔引节泊点的拉编号统称为沉索引退号，肤记为i_假no衣de。于泊是，叛文件哲目录掀项中窑仅剩臣下14个字泛节的发文件障名和辈两个冠字节摸的i_桥no蚀de。§6歪.2目录鞠结构6.鸡2.配2单级诱目录单级监目录奥是最贱简单孟的目惕录结料构。稀在这呆种组预织方即式下春，全遗部文脚件都吐登记蹄在同劳一目岩录中讯。其特袍点是筛简单继、易闻于理家解和粱实现地，但罩那也唇存在眠以下朵的缺户陷：哀查找谨速度判慢、款允许园重名刃和不乱便于绪文件挤的共村享。§6剥.2目录爆结构6.阶2.荣3两级浓目录每个奋用户广使用车一个差相对量独立洋的目析录，蔽在所虑有用略户的僚目录复上层据再建真一层家目录显来管艇理各拘个用茂户目并录。二级队目录两结构卧把文墓件目束录分名成二竹级，中第一牙级称鼠为主物目录芝，第落二级阻称为包子目烤录或柿次目蒜录。系统通允许夹每个紫用户薪有一聋个子刚目录川。也洲称为抗用户飘目录久。二级润目录沃结构核有效摄地解过决文谣件重吗名的疑问题盯，不续同用饱户的铅文件多，使窃用相病同名朱字也应不会绍导致尸混乱瓦。§6握.2目录叮结构§6袄.2目录团结构6.炸2.偷4树型舅目录又称堤为多驶级目且录结寺构，灵它是垦二级杜目录师结构硬的扩旁充。这种捷多层扔次的筑目录气结构饰如同箭一棵冬倒置剖的树宣，主祸目录滩就是友树根寸，称抄为根除目录每一园个树桐枝结缝点就贴是一庸个子焰目录广，每元一片株树叶谣描述疮的一盼个文稀件。§6锣.2目录服结构§6鹊.2目录桃结构在树抚形目誓录结田构中直，一岗个文唤件的歇全名照将包规括从溪根目杠录开拒始到邻文件晨为止天的通夹路上粱遇到妹的所隐有子岭目录沾路径雪。各剂子目概录名松之间势用正撇斜线拐“/”或反床斜线达“\”隔开昆，其毕中，尝子目深录名蒸组成仙的部姜分又慢称为迁路径掏名。系统圆内的汪每个浇文件眼都有镇惟一都的路院径名叹。路绪径名棕是从售根经责过所枪有子糕目录腔再到相指定坐文件谢的路赛径。路径缘瑞名有型两种治形式婶：绝校对路卖径名啊和相部对路敢径名遥。绝因对路唯径名撕从根六目录娘开始咳并给化出路昆径上聚的目误录名谅直到驻指定陕的文面件，阅而相卵对路族径名情从当脆前目四录开虎始定须义一辉个路其径。§6蔽.2目录贩结构6.纵2.久5目录芳的实竞现1.线性忍表目录定文件着由目疲录项傅构成迷一个锣线性停表，响每个木目录概项包慢括文眨件名茄和指誓向数耐据块雷的指谢针。当需聚要创钓建一悔个新映文件列时，博系统它必须渐首先桌搜索浇目录匙文件塌以确规定有送没有歉同名次文件溉的存匙在，玩然后系把新包文件诸的目形录项拒添加闭到目蠢录的循末尾遍。删除映一个延文件补时，芹系统晌根据妇给定躬的文宾件名陷来搜名索文歌件目双录。下找到浮该文辞件所郑在目眯录项密后，舰释放票分配维给该踏文件逝的磁仍盘空丹间，刘并将洞相应裳的目谨录项萌删除慨。§6策.2目录糖结构2.哈希伟表用于艰实现呈文件屑目录遣的另晋一种伐数据影结构角是哈抹希表炒。采稳用这忙种方速法时洲，除干了使杏用线政性列闯表来小存放访目录斤项以主外，欢还使烤用了眼哈希巡寿表。哈希谱表根将据文隆件名没计算泡出一杯个哈予希值度，并嫁返回即一个鄙指向梅线性监列表较中元位素的辆指针举。因详此，液它大腾大降朗低了育目录琴搜索械时间兔，插陈入和贫删除鼻也很勒方便火，不缝过需享要一辽些措翻施来浴避免余冲突效（co岸ll掏is狮io逐n）（虹两个移不同陪的文托件名痕哈希缎到同妨一位狭置）垫。哈尸希表膏的最事大困班难在柜于其万大小妙通常遍是固烘定的缎，而堵且哈鸣希函津数也详依赖政于哈恼希表琴的大忌小。§6钥.3文件搞和目垃录操辛作6.款3.振1文件识操作创建研文件现：写文表件：读文供件：文件荒定位现：删除厌文件旗：截短筋文件篮：§6钩.3文件目和目晓录操栋作大多碑数文来件操寒作都鉴涉及系到为撑给定狮文件梢搜索笨相关雪目录乡丰条目羽的操仰作。凯为了苹避免呀这种窄不断灿的搜色索操勿作，扮提高音文件梢操作笑的效扣率，跪许多把系统毅要求衫在首草次使陆用文咸件时朵，必你须使裹用系食统调顷用op罚en来显须式地榜打开别文件样。操僵作系老统维体护着夏一个助包含犬所有拿打开昨文件铅的信害息表峰（打触开文生件表哈，op眯en摩f故il掠e忍ta叶bl章e）。灾当需糟要进状行一却个文吊件操翼作时费，可笋通过罢打开秒文件旷表的吴一个倦索引务来指双定文意件，葱而不拍需要亡搜索伶整个期文件瓜目录周。当场文件净不再辅使用碰时，仁进程兴可以灵关闭遵它，册操作脾系统寇从打贱开文泄件表参中删兽除这鸡一条械目。有的汪系统赌在首况次使暮用文禁件时捎，会旷隐式贝地打猾开它槐，在景打开稼文件基的作忆业或众程序括终止滴时会稍自动块关闭每它。乡丰然而盯，绝晃大多餐数操锄作系改统要蜡求程词序员肉在使藏用文金件之逐前，旺显式甚地打若开它缘瑞。§6葛.3文件公和目弟录操烘作6.猪3.桐2目录略操作创建政目录谁：被创智建的录新目际录除逢了目固录项音“·”（表芦示该肢目录王本身辨）和书“··兄”（表茂示父锄目录乐）以婶外，汤其内则容为好空。曲目录扒项“·”和“··接”是系放统自松动放末在该掌目录侦中的丧。创句建目至录时是，系存统首符先根势据调碧用者亩提供倒的路欲径名康来进暗行目棒录检诉索。除如果沸存在孤同名航的目烂录文微件，练则返食回出蒙错信郑息，科创建伐失败咱。否预则，爸为新哥目分室配磁库盘空屡间和效控制暑结构树，并抽进行速初始盘化，祥将新醋目录稠文件世对应茂的目虹录项勺添加疫到父盗目录户中。删除伟目录酿：§6舅.4文件粱系统很的实伴现6.呀4.够1文件赛系统勾的结忆构获得上结果用户劲存取尼要求用户吴接口符号管文件费系统存取比控制见验证逻辑裹文件炒系统物理楚文件日系统设备扣和分锅配策磁略模索块I/伴O控制专系统物理吗介质基本厉文件灿系统§6津.4文件嗓系统做的实缓现6.协4.句2文件消系统多的实离现文件干系统蚂以文斜件的屡形式阶保存廉在计爪算机颈的磁犁盘上构，磁恩盘和辟内存混之间种以块报为单吸位进蚕行数序据I/怕O转移然。每业块为脖一个平或多被个扇隶区，曾扇区罢的大钻小通神常为51壶2B。因经此，唉实现捡文件参系统痛需要搂使用车磁盘确和内匹存结飞构。文件愿系统匠在使猾用之冒前必哨须安煎装。欢安装扒通常蛮比较苹简单移，操跳作系嫌统需携要知搏道磁笋盘设昨备的壤名称臣以及迅在哪签里安窑装文睁件系充统。睛通常清，一稠个磁糠盘设楼备可愈以分好为不盖同的漫分区扭，每议个分键区可陪以安辱装不信同的门操作问系统溜。每若个分玻区的筹格式势在不召同的菊操作婶系统印下有未很大留的差谨别，意一般堵由引合导块线、管拳理块晕和数蓝据块亡三部找分组观成。§6纤.4文件伤系统属的实防现6.成4.卵3文件收存储毅空间简的分厅配1.连续称分配连续钩分配外（Co钱nt陶ig逮uo瞧us前a乌ll大oc抱at滋io盖n）方扩法要亚求每迷个文叠件在巴磁盘披上占铁用一绑组连膏续的借块。演文件榜的连裹续分格配可丝式以用佩第一仍块的驴磁盘胳地址派和连中续块烂的数地量来明定义溉。如序果文吗件有n块长瓣并从镰位置b开始蜜，那穿么该让文件犹将占傅有块b、b+未1、b+障2、…、b+窑n-暑1。一甲个文策件目苹录项拨包括算开始衔块的你地址现和该疗文件哭所分谢配区幸域的辈长度捐。采用流连续棉分配杀方法绍可把仪逻辑围文件护中的煎信息吼顺序稼地存扭放到仔一组阴邻接布的物圾理盘慎块中抬，这搏样形佩成的司物理券文件颤称为僻连续漆文件趣（或卡顺序训文件居）。§6价.4文件召系统摘的实般现文件Fi畏le彩A的起我始地肚址为德盘块2，长溪度为3，它漏占用秀了盘泄块2、3和4。文雨件Fi姜le稀B的起衣始地竞址为剂盘块9，长棍度为5，其衰占用汗的连布续块秩为9、10、11、12和13。§6合.4文件飞系统揉的实舱现2.链接屿分配链接绒分配险（li蛇nk允ed虽a始ll闭oc倚at弟io嘴n）克遍服了益连续咽分配简的所滨有缺挤点。瘦采用留链接炸分配挪，每充个文倾件是齿磁盘蒸块的付链表油。链发接分么配采荡用非程连续梦的物篮理块混来存埋放文碰件信忽息，汤这些周非连墓续的得物理丝式块分怕布在嫁磁盘卡的任感何地怕方，霸它们室之间库没有负顺序叔关系卖，其舌中每相个物蒜理块职设有堡一个律指针且，指斜向其考后续肃连接洁的另壳一个判物理酬块，滔从而嫁使得马存放急同一伸文件祝的物援理块链链接苹成一越个串唱联队言列。采用满链接粮分配排形成脾的物枕理文捞件称鲜为链吐接文秋件或麦串联题文件以。§6毛.4文件摄系统林的实谅现§6带.4文件颤系统雹的实醉现一个传采用京链接寨分配盖方法悦的变亏种是翅文件苗分配须表（FA浊T）的街使用承。每价个分谈区的创开始涛部分颠用于阳存储晋该FA酱T表。维磁盘伐上的秤每个租块都按在该响表中贱登记曲，占锹用一陪个表何项，意该表狂可以翁通过裹块的伯编号尸来索悲引，FA子T的每稿个表停项含验有文赤件的沸下一如块的驼块号丸。系统播首先久根据迹目录讽文件俘中的完文件你第一敬块的播块号妙去检糊索FA秩T表，厚从中安得出聚文件储下一牙个盘趣块号块，以土此类窄推，摔直到钥该文烛件的罢最后突一块毯，该冒块对寨应FA渠T表的种值为絮文件喉结束谎标志堂。在FA弄T表中谊，未辞使用值的块静用0来表怒示，嘉因此肃，当招一个向文件奶需要渔分配耀新的困存储屋空间序时，比就在FA缺T表中鸡查找欧第一售个标逃志为0的块戚，用脾新分估配块窄的块乓号来叼替换受该条栽目的遣值，症把该浴块链高接到筐文件浮的尾富部。§6脊.4文件鄙系统顶的实跑现§6补.4文件乔系统类的实称现3.索引叨分配索引毙分配气（in神de粪xd瞧edal允lo芽ca桶ti摸on）要孩求系护统为移每个陵文件倾建立尸一张磁索引欲表，购表中鸭每一沫栏目我指出随文件汉信息零所在撤的逻革辑块砍号和释与之垒对应通的物给理块侍号。枣索引史表的敢物理例地址狭则由挥文件招目录对对应锣的表遣项给过出。遵这种毯物理逮结构饲形式壶的文覆件称首为索脉引文梅件。§6矛.4文件宰系统椅的实符现多重粒索引搏：§6歉.4文件锤系统御的实主现6.喉4.冰2空闲津空间炸的管革理1、空络闲文技件目妈录：扁简巷单的泄空闲组块管戴理方稳