操作系统课件

操作系统原理主讲教师:李楠操作系统原理主讲教师:李楠第六章文件管理

文件系统的概念文件结构文件目录管理文件管理和文件保护

第六章文件管理

第六章文件管理

文件系统的概念

文件结构文件目录管理文件管理和文件保护

第六章文件管理

2．文件系统：负责存取和管理辅助存储器上文件信息的机构。1．文件：具有文件名的一组相关信息的集合。从用户角度看：文件系统实现“按名存取”。从系统角度看：文件系统是对文件存储器的存储空间进行组织、分配和管理，负责文件的存储、保护和检索的一组软件的集合。文件系统的概念快点记下来！快点记下来！2023/9/12操作系统原理2．文件系统：负责存取和管理辅助存储器上文件信息的机4文件系统的概念3.文件的类型按性质和用途：系统文件，用户文件，库文件。按组织形式分类：普通文件、目录文件、特殊文件（I/O设备）。按存取控制属性分类：只读文件、读写文件、可执行文件。2023/9/12操作系统原理文件系统的概念3.文件的类型2023/7/29操作系统原理5文件系统的概念4.文件名文件名：文件外部名和文件内部标识符。文件外部名：用户使用，方便管理文件。文件内部标识符：系统使用，方便系统进行文件的管理，也是文件在系统中的唯一标识。2023/9/12操作系统原理文件系统的概念4.文件名2023/7/29操作系统原理6文件系统的概念5.文件系统的功能(1)按名存取(2)文件组织(3)文件存储空间的管理(4)文件的共享与保护(5)文件操作(6)文件转储和恢复2023/9/12操作系统原理文件系统的概念5.文件系统的功能2023/7/29操作系统原7第六章文件管理

文件系统的概念文件结构文件目录管理文件管理和文件保护

第六章文件管理

1.文件的结构：文件的组织方式。2.文件的“逻辑结构”：文件的“物理结构”：

3.文件系统的主要功能之一就是在文件的逻辑结构与相应的物理结构之间建立起一种映射关系，并实现两者之间的转换。文件结构2023/9/12操作系统原理文件结构2023/7/29操作系统原理9

4.文件的逻辑结构

按照文件的逻辑结构分类，可以把文件分为流式文件和记录式文件两种。流式文件是指由一个有序的字符流序列所组成的文件。流式文件的基本单位是字符。例如源程序文件，目标代码文件等。记录式文件是指由一组相关记录所组成的文件。记录式文件的基本单位是记录。例如数据库文件。文件结构快点记下来！2023/9/12操作系统原理 4.文件的逻辑结构文件结构快点记下来！2023/7/29操10 文件的顺序结构、链接结构和索引结构，形成的文件叫做连续文件、串联文件和索引文件。 (1)．连续存放——连续文件将信息连续存放到辅存连续的物理块中，该文件的物理结构被称为顺序结构。5.文件的物理结构文件结构快点记下来！2023/9/12操作系统原理 文件的顺序结构、链接结构和索引结构，形成的文件叫做连续11文件结构例如，文件A有三个记录（逻辑记录与物理块大小相等），采用连续文件结构，r0存放在块号为100的磁盘块上。2023/9/12操作系统原理文件结构例如，文件A有三个记录（逻辑记录与物理块大小相12文件结构连续文件的特点a.结构简单，进行顺序存储时速度较快。b.用户需事先给出文件的长度；文件长度不能随时增加。c.不允许对文件的中间部分插入和删除，只能在文件末端进行插入和删除。2023/9/12操作系统原理文件结构连续文件的特点2023/7/29操作系统原理13

(2)．链接块存放——串联文件把用户文件信息存放到辅存的不连续物理块中，并在每一块中包含一个指针，指向与它链接的下一块所在的位置，最后一块的指针放上“-1”，表示文件的结束。这个文件的物理结构称为链接结构。文件结构2023/9/12操作系统原理(2)．链接块存放——串联文件文件结构2023/7/2914最大的好处是能够利用每一个存储块，不会因为磁盘碎片而浪费存储空间。缺点：1.指针要占去一些字节，降低了存储空间的利用率。2.不利于文件内容的随机存取，查找时每次都要从头开始。文件结构2023/9/12操作系统原理最大的好处是能够利用每一个存储块，不会因为磁盘碎片而浪费存储15文件结构2023/9/12操作系统原理文件结构2023/7/29操作系统原理16

(3)．索引表存放——索引文件把用户文件信息存放到辅存的不连续物理块中，系统为每个文件建立一张索引表，表中按照逻辑记录存放的物理块顺序记录了这些物理块号，这个文件的物理结构称为索引结构。文件结构2023/9/12操作系统原理(3)．索引表存放——索引文件文件结构2023/7/2917文件结构2023/9/12操作系统原理文件结构2023/7/29操作系统原理18文件结构2023/9/12操作系统原理文件结构2023/7/29操作系统原理196.文件的存取 常采用顺序存取和随机存取（也称直接存取）两种方式。 （1）顺序存取：即按照文件记录的排列次序一个接一个地存取。为了存取第i个记录，必须先通过记录1到记录i-1。（2）随机存取：即可以以任何次序存取文件中的记录，无须先涉及它前面的记录。文件结构2023/9/12操作系统原理6.文件的存取（2）随机存取：即可以以任何次序存取文件20第六章文件管理

文件系统的概念文件结构文件目录管理

文件管理和文件保护

第六章文件管理

一、文件控制块

1即为每一个文件开辟一个存储区，在它的里面记录着该文件的有关信息，我们把该存储区称为“文件控制块（FCB）”。

2FCB的称谓较多，比如“文件描述符”、“文件说明”等文件目录管理2023/9/12操作系统原理一、文件控制块2FCB的称谓较多，比如“文件描述符”、22文件目录管理2023/9/12操作系统原理文件目录管理2023/7/29操作系统原理23二、目录的层次结构

1.把文件的文件控制块汇集在一起，就形成了系统的文件目录。

文件目录管理2.如果把所有文件的FCB都登记在一个文件目录中，这样由文件名查文件目录项，直接就能够找到所需要的文件，那么就说这种文件目录为一级目录结构。快点记下来！2023/9/12操作系统原理二、目录的层次结构文件目录管理2.如果把所有文件的FC24文件目录管理2023/9/12操作系统原理文件目录管理2023/7/29操作系统原理25文件目录管理一级文件目录的特点a.实现了按名存取的功能，比较简单；b.要求文件名和文件之间有一一对应的关系，即：不允许两个文件有相同的名字。产生的问题？在多用户环境中，出现了重命名问题，或称为命名冲突。2023/9/12操作系统原理文件目录管理一级文件目录的特点2023/7/29操作系统原理26二、目录的层次结构

3.二级目录结构由“主目录”与“用户目录”两级构成。在主目录（也就是根目录）中，每个目录项的内容只是给出文件主的名以及它的目录所在的磁盘地址。在一个个用户目录中，才是由文件的FCB组成的目录。文件目录管理2023/9/12操作系统原理二、目录的层次结构文件目录管理2023/7/29操作系统原27文件目录管理2023/9/12操作系统原理文件目录管理2023/7/29操作系统原理28二、目录的层次结构4.树型目录结构即是目录的层次结构。在这种结构中，它允许每个用户可以拥有多个自己的目录，即在用户目录的下面，可以再分子目录，子目录的下面还可以有子目录。文件目录管理2023/9/12操作系统原理二、目录的层次结构文件目录管理2023/7/29操作系统原29二、目录的层次结构文件目录管理

5.文件的“绝对路径名”。在二级和多级目录结构中一个文件的唯一标识不再是文件名，而是从根结点开始，经过一个或多个中间结点，到达某个叶子结点的一条路径。路径名是文件的唯一标识，即不同目录中的文件可以同名。例如/dir/dirl2/datafile和/root/dir2/datafile

6.用户可以指定一个目录作为当前目录（也称工作目录）。从当前目录到所要访问的文件所经过的文件夹，称为文件的相对路径名。“.”表示当前目录。“..”表示上级目录。2023/9/12操作系统原理二、目录的层次结构文件目录管理5.文件的“绝对路径30第六章文件管理

文件系统的概念文件结构文件目录管理

文件管理和文件保护

第六章文件管理

（1）、位示图法1.磁盘空间的管理（分配与回收）文件管理和文件保护2023/9/12操作系统原理（1）、位示图法1.磁盘空间的管理（分配与回收）文件管理和32答案：C

某文件管理系统在磁盘上建立了位示图，记录磁盘使用情况。如系统中字长为32位，磁盘上的物理块依次编号为：0、1、2……，那么32号物理块的使用情况在位视图的第（）个字中描述。A.0 B.1 C.2 D.3

课堂练习2023/9/12操作系统原理答案：C某文件管理系统在磁盘33（2）、空闲区表

1.磁盘空间的管理（分配与回收）文件管理和文件保护2023/9/12操作系统原理（2）、空闲区表1.磁盘空间的管理（分配与回收）文件管理和34（2）空闲区表分配：可采用首次适应算法等。顺序检索文件目录表->找到满足大小的空闲->删除或修改该表目空闲文件目录。回收：检索空闲文件目录，寻找一个空表目，并将回收空间的物理块号及物理块数填入表目。

1.磁盘空间的管理（分配与回收）文件管理和文件保护2023/9/12操作系统原理（2）空闲区表1.磁盘空间的管理（分配与回收）文件管理和文35（3）、空闲块链 将文件存储空间中的所有空闲块用链指针链接在一起。需要空闲块时，从链头摘取空闲块。回收空闲块时，将空闲块链入空闲块首部。1.磁盘空间的管理（分配与回收）文件管理和文件保护2023/9/12操作系统原理（3）、空闲块链1.磁盘空间的管理（分配与回收）文件管理和362.文件的建立，打开，删除，修改，关闭等（1）创建文件（CREATE）：创建一个没有任何数据的文件。该命令的主要功能是：向系统申请一个存储区，作为创建文件的FCB并存入文件名等。（2）删除文件（DELETE）：把不再需要的文件从系统里删除。该命令的主要功能是：收回该文件所占用的磁盘存储空间，收回该文件控制块所使用的存储区。文件管理和文件保护2023/9/12操作系统原理2.文件的建立，打开，删除，修改，关闭等（1）创建文件（CR372.文件的建立，打开，删除，修改，关闭等（3）打开文件（OPEN）：在使用一个文件之前，为后面的访问做好准备工作。该命令的主要功能是：把指定文件的有关属性（在FCB中）复制到内存的活动目录表中，以便随后对文件进行的各种操作，可以直接从活动目录表里获得该文件的信息。文件管理和文件保护2023/9/12操作系统原理2.文件的建立，打开，删除，修改，关闭等（3）打开文件（OP382.文件的建立，打开，删除，修改，关闭等（4）关闭文件（CLOSE）：在使用完一个文件后，做善后工作。该命令的主要功能是：释放该文件在内存活动文件目录表里所占据的位置，以便腾出活动文件目录表里的表目。文件管理和文件保护2023/9/12操作系统原理2.文件的建立，打开，删除，修改，关闭等（4）关闭文件（CL392.文件的建立，打开，删除，修改，关闭等（5）读文件（READ）：在文件中读取数据。该命令的主要功能是：申请一个输入缓冲区，根据命令所给需要读出数据的个数，以及读出数据在内存的存放位置，对文件进行读操作。（6）写文件（WRITE）：往文件中写数据。该命令的主要功能是：首先把输出的数据送入内存缓冲区。缓冲区满后，按照指定位置做写操作，完成往文件里写的工作。文件管理和文件保护2023/9/12操作系统原理2.文件的建立，打开，删除，修改，关闭等（5）读文件（REA40文件系统中，设立打开文件(Open)系统功能调用的基本操作是（）。A．把文件信息从辅存读到内存

B．把文件的控制管理信息从辅存读到内存

C．把磁盘的超级块从辅存读到内存

D．把文件的FAT表信息从辅存读到内存答案：B课堂练习2023/9/12操作系统原理文件系统中，设立打开文件(Open)系统功能调用的基本操作是41

“文件保护”的含义，是指要防止未经授权的用户使用文件，也要防止文件主自己错误地使用文件而给文件带来伤害。

（1）．存取控制矩阵 所谓“存取控制矩阵”，即是整个系统维持一个二维表，一维列出系统中的所有文件名，一维列出系统中所有的用户名，行、列交汇处给出用户对文件的存取权限。文件管理和文件保护

3.文件保护2023/9/12操作系统原理 “文件保护”的含义，是指要防止未经授权的用户使用文件，也42交汇处为空时，表示用户无权对此文件进行任何访问文件管理和文件保护2023/9/12操作系统原理交汇处为空时，表示用户无权对此文件进行任何访问文件管理和文件43（2）．存取控制表

只按存取控制矩阵的列存储，且只存储非空元素，就形成了所谓的“存取控制表”。文件管理和文件保护

3.文件保护（3）．权限表如果只按存取控制矩阵的行存储，且只存储非空元素，就形成了所谓的“权限表”。（4）．口令 2023/9/12操作系统原理（2）．存取控制表文件管理和文件保护 3.文件保护（3）．441.文件系统是指（1），文件系统中用（2）管理文件，从用户的角度看，引入文件系统的目的是（3）。（1）A．文件的集合

B．文件的目录

C．实现文件管理的一组软件

D．负责存取和管理辅助存储器上文件信息的机构（2）A．作业控制块B．外页表C．目录D．软硬件结合的方法（3）A．实现虚拟存储B．保存系统文档

C．保存用户和系统文档D．实现对文件的按名存取答案：（1）D，（2）C，（3）D

课堂练习2023/9/12操作系统原理1.文件系统是指（1），文件系统中用（2）管理文件，45课堂练习2.在文件系统中，若按逻辑结构划分，可将文件划分成（）和记录式文件两种。Answer:流式文件

2023/9/12操作系统原理课堂练习2.在文件系统中，若按逻辑结构划分，可将文件划分成46课堂练习3．常用的流式文件是字符流文件，可看成是（）的集合。A.字符序列B．数据C．记录D．页面Answer:A2023/9/12操作系统原理课堂练习3．常用的流式文件是字符流文件，可看成是（）的集合。47课堂练习4．常用的文件存取方法有两种：顺序存取和（）存取。A．流式B．串联C．顺序D．随机Answer:D2023/9/12操作系统原理课堂练习4．常用的文件存取方法有两种：顺序存取和（）存取。A48课堂练习5.从文件管理角度看，文件是由（）和文件体两部分构成。Answer:文件控制块

2023/9/12操作系统原