UNIX系統(tǒng)文件管理分析

1、 第第6 6章章 文件管理文件管理UNIX系統(tǒng)系統(tǒng)文件管理文件管理 本章學(xué)習(xí)目標(biāo)本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 6.1 文件與文件系統(tǒng)文件與文件系統(tǒng) 6.2 文件的邏輯結(jié)構(gòu)文件的邏輯結(jié)構(gòu) 6.3 文件的物理結(jié)構(gòu)文件的物理結(jié)構(gòu) 6.4 UNIX系統(tǒng)系統(tǒng)文件索引結(jié)構(gòu)舉例文件索引結(jié)構(gòu)舉例6.5 文件目錄文件目錄6.6 文件的操作文件的操作6.7 文件的共享與保護(hù)文件的共享與保護(hù)6.8 文件的完整性文件的完整性 6.9 外存空間的管理外存空間的管理 開 始 第第6 6章章 文件管理文件管理本章學(xué)習(xí)目標(biāo)本章學(xué)習(xí)目標(biāo)文件、文件系統(tǒng)、文件目錄、目錄項(xiàng)、文件共享等文件、文件系統(tǒng)、文件目錄、目錄項(xiàng)、文件共享等基本概念及文件的分類

2、基本概念及文件的分類文件的兩種邏輯結(jié)構(gòu)及兩種存取方法文件的兩種邏輯結(jié)構(gòu)及兩種存取方法文件的三種物理結(jié)構(gòu)：連續(xù)結(jié)構(gòu)、鏈接結(jié)構(gòu)及索引文件的三種物理結(jié)構(gòu)：連續(xù)結(jié)構(gòu)、鏈接結(jié)構(gòu)及索引結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)UNIX系統(tǒng)的文件索引結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的文件索引結(jié)構(gòu)三種目錄結(jié)構(gòu)：?jiǎn)渭?jí)、兩級(jí)、多級(jí)目錄結(jié)構(gòu)三種目錄結(jié)構(gòu)：?jiǎn)渭?jí)、兩級(jí)、多級(jí)目錄結(jié)構(gòu) 文件的共享及保護(hù)文件的共享及保護(hù)外存空間的管理方法外存空間的管理方法 返回本章首頁(yè) 第第6 6章章 文件管理文件管理6.1 文件與文件系統(tǒng)文件與文件系統(tǒng) 6.1.1 文件與文件系統(tǒng)的概念文件與文件系統(tǒng)的概念 6.1.2 文件的分類、屬性及文件系統(tǒng)文件的分類、屬性及文件系統(tǒng)的功能的功能 返回本章首頁(yè)

3、 第第6 6章章 文件管理文件管理6.1.1 文件與文件系統(tǒng)的概念文件與文件系統(tǒng)的概念 1文件的定義文件的定義文件是具有標(biāo)識(shí)符（文件名）的一組相關(guān)信息的文件是具有標(biāo)識(shí)符（文件名）的一組相關(guān)信息的集合。標(biāo)識(shí)符是用來(lái)標(biāo)識(shí)文件的。不同的系統(tǒng)對(duì)集合。標(biāo)識(shí)符是用來(lái)標(biāo)識(shí)文件的。不同的系統(tǒng)對(duì)標(biāo)識(shí)符的規(guī)定有所不同。文件的確切定義有兩種標(biāo)識(shí)符的規(guī)定有所不同。文件的確切定義有兩種說(shuō)法：說(shuō)法： （1）文件是具有標(biāo)識(shí)符的相關(guān)字符流的集合。）文件是具有標(biāo)識(shí)符的相關(guān)字符流的集合。（2）文件是具有標(biāo)識(shí)符的相關(guān)記錄的集合。）文件是具有標(biāo)識(shí)符的相關(guān)記錄的集合。下一頁(yè) 第第6 6章章 文件管理文件管理2文件系統(tǒng)的定義文件系統(tǒng)的定

4、義文件系統(tǒng)是操作系統(tǒng)中負(fù)責(zé)存取和管理文件信息文件系統(tǒng)是操作系統(tǒng)中負(fù)責(zé)存取和管理文件信息的機(jī)構(gòu)。它由管理文件所需的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（如文件的機(jī)構(gòu)。它由管理文件所需的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（如文件控制塊，存儲(chǔ)分配表等）和相應(yīng)的管理軟件以及控制塊，存儲(chǔ)分配表等）和相應(yīng)的管理軟件以及訪問(wèn)文件的一組操作組成。訪問(wèn)文件的一組操作組成。返回本節(jié) 第第6 6章章 文件管理文件管理6.1.2 文件的分類、屬性及文件系統(tǒng)的功能文件的分類、屬性及文件系統(tǒng)的功能 1文件的分類文件的分類 2文件的屬性文件的屬性 3文件系統(tǒng)的功能文件系統(tǒng)的功能 下一頁(yè) 第第6 6章章 文件管理文件管理1文件的分類文件的分類 按文件的用途分類可分為以下三類。按

5、文件的用途分類可分為以下三類。 （1）系統(tǒng)）系統(tǒng)文件。文件。 （2）用戶文件）用戶文件 （3）庫(kù)文件。）庫(kù)文件。 按文件中的數(shù)據(jù)形式分類按文件中的數(shù)據(jù)形式分類（1）源文件。）源文件。 （2）目標(biāo)文件。）目標(biāo)文件。 （3）可執(zhí)行文）可執(zhí)行文件。件。 下一頁(yè) 第第6 6章章 文件管理文件管理l l按操作保護(hù)分類按操作保護(hù)分類（1）只讀文件。）只讀文件。 （2）讀寫文件。）讀寫文件。 （3）執(zhí)行文件）執(zhí)行文件按文件的性質(zhì)分類按文件的性質(zhì)分類 （1）普通文件。）普通文件。 （2）目錄文件。）目錄文件。 （3）特殊文件。）特殊文件。下一頁(yè) 第第6 6章章 文件管理文件管理2文件的屬性文件的屬性（1）文件

6、類型。）文件類型。 （2）文件長(zhǎng)度。）文件長(zhǎng)度。 （3）文件的位置。）文件的位置。 （4）文件的存取控制。）文件的存取控制。 （5）文件的建立時(shí)間。）文件的建立時(shí)間。 下一頁(yè) 第第6 6章章 文件管理文件管理3文件系統(tǒng)的功能文件系統(tǒng)的功能 （1）用戶可執(zhí)行創(chuàng)建、修改、刪除讀寫文件的命令。）用戶可執(zhí)行創(chuàng)建、修改、刪除讀寫文件的命令。（2）用戶能以合適的方式構(gòu)造他的文件。）用戶能以合適的方式構(gòu)造他的文件。（3）用戶能在系統(tǒng)的控制下，共享其他用戶的文件。）用戶能在系統(tǒng)的控制下，共享其他用戶的文件。（4）允許用戶用符號(hào)名訪問(wèn)文件。）允許用戶用符號(hào)名訪問(wèn)文件。（5）系統(tǒng)應(yīng)有轉(zhuǎn)存和恢復(fù)文件的能力，以防止意

7、外事故）系統(tǒng)應(yīng)有轉(zhuǎn)存和恢復(fù)文件的能力，以防止意外事故的發(fā)生。的發(fā)生。（6）系統(tǒng)應(yīng)提供可靠保護(hù)及保密措施。）系統(tǒng)應(yīng)提供可靠保護(hù)及保密措施。返回本節(jié) 第第6 6章章 文件管理文件管理6.2 文件的邏輯結(jié)構(gòu)文件的邏輯結(jié)構(gòu) 6.2.1 邏輯結(jié)構(gòu)邏輯結(jié)構(gòu) 6.2.2 存取方法存取方法 返回本章首頁(yè) 第第6 6章章 文件管理文件管理6.2.1 邏輯結(jié)構(gòu)邏輯結(jié)構(gòu) 1有結(jié)構(gòu)的文件有結(jié)構(gòu)的文件 有結(jié)構(gòu)的文件是指由若干個(gè)相關(guān)的記錄構(gòu)成的文有結(jié)構(gòu)的文件是指由若干個(gè)相關(guān)的記錄構(gòu)成的文件，又稱記錄式文件。件，又稱記錄式文件。 2無(wú)結(jié)構(gòu)文件無(wú)結(jié)構(gòu)文件無(wú)結(jié)構(gòu)文件又稱流式文件，組成流式文件的基本無(wú)結(jié)構(gòu)文件又稱流式文件，組成流

8、式文件的基本信息單位是字節(jié)或字，其長(zhǎng)度是文件中所含字節(jié)信息單位是字節(jié)或字，其長(zhǎng)度是文件中所含字節(jié)的數(shù)目，如大量的源程序，庫(kù)函數(shù)等采用的就是的數(shù)目，如大量的源程序，庫(kù)函數(shù)等采用的就是流式結(jié)構(gòu)。流式結(jié)構(gòu)。返回本節(jié) 第第6 6章章 文件管理文件管理6.2.2 存取方法存取方法 （1）順序存取。順序存取是最簡(jiǎn)單的方法。它）順序存取。順序存取是最簡(jiǎn)單的方法。它嚴(yán)格按照文件信息單位排列的順序依次存取，后嚴(yán)格按照文件信息單位排列的順序依次存取，后一次存取總是在前一次存取的基礎(chǔ)上進(jìn)行，所以一次存取總是在前一次存取的基礎(chǔ)上進(jìn)行，所以不必給出具體的存取位置。不必給出具體的存取位置。（2）隨機(jī)存取。隨機(jī)存取又稱直接

9、存取，在存）隨機(jī)存取。隨機(jī)存取又稱直接存取，在存取時(shí)必須先確定進(jìn)行存取時(shí)的起始位置（如記錄取時(shí)必須先確定進(jìn)行存取時(shí)的起始位置（如記錄號(hào)、字符序號(hào)等）。號(hào)、字符序號(hào)等）。返回本節(jié) 第第6 6章章 文件管理文件管理6.3 文件的物理結(jié)構(gòu)文件的物理結(jié)構(gòu) 6.3.1 連續(xù)結(jié)構(gòu)連續(xù)結(jié)構(gòu) 6.3.2 鏈接結(jié)構(gòu)鏈接結(jié)構(gòu) 6.3.3 索引結(jié)構(gòu)索引結(jié)構(gòu) 返回本章首頁(yè) 第第6 6章章 文件管理文件管理6.3.1 連續(xù)結(jié)構(gòu)連續(xù)結(jié)構(gòu) 圖圖6.1 文件的連續(xù)結(jié)構(gòu)文件的連續(xù)結(jié)構(gòu)返回本節(jié) 第第6 6章章 文件管理文件管理6.3.2 鏈接結(jié)構(gòu)鏈接結(jié)構(gòu) 圖圖6.2 文件的鏈接結(jié)構(gòu)文件的鏈接結(jié)構(gòu)返回本節(jié) 第第6 6章章 文件管理

10、文件管理6.3.3 索引結(jié)構(gòu)索引結(jié)構(gòu) 圖圖6.3 文件的索引結(jié)構(gòu)文件的索引結(jié)構(gòu)下一頁(yè) 第第6 6章章 文件管理文件管理圖圖6.4 文件的多重索引結(jié)構(gòu)文件的多重索引結(jié)構(gòu)返回本節(jié) 第第6 6章章 文件管理文件管理6.4 UNIX系統(tǒng)文件索引結(jié)構(gòu)舉例系統(tǒng)文件索引結(jié)構(gòu)舉例1小型文件的索引結(jié)構(gòu)小型文件的索引結(jié)構(gòu)2大型文件的索引結(jié)構(gòu)大型文件的索引結(jié)構(gòu)3巨型文件的索引結(jié)構(gòu)巨型文件的索引結(jié)構(gòu)返回本章首頁(yè) 第第6 6章章 文件管理文件管理1小型文件的索引結(jié)構(gòu)小型文件的索引結(jié)構(gòu)圖圖6.5 小型文件的索引結(jié)構(gòu)小型文件的索引結(jié)構(gòu)下一頁(yè) 第第6 6章章 文件管理文件管理2大型文件的索引結(jié)構(gòu)大型文件的索引結(jié)構(gòu)圖圖6.6

11、大型文件的索引結(jié)構(gòu)大型文件的索引結(jié)構(gòu)下一頁(yè) 第第6 6章章 文件管理文件管理3巨型文件的索引結(jié)構(gòu)巨型文件的索引結(jié)構(gòu)圖圖6.7 巨型文件的索引結(jié)構(gòu)巨型文件的索引結(jié)構(gòu)返回本節(jié) 第第6 6章章 文件管理文件管理6.5 文件目錄文件目錄 6.5.1 單級(jí)目錄結(jié)構(gòu)單級(jí)目錄結(jié)構(gòu)6.5.2 二級(jí)目錄結(jié)構(gòu)二級(jí)目錄結(jié)構(gòu) 6.5.3 多級(jí)目錄結(jié)構(gòu)多級(jí)目錄結(jié)構(gòu) 返回本章首頁(yè) 第第6 6章章 文件管理文件管理一般情形下文件目錄項(xiàng)包括以下信息：一般情形下文件目錄項(xiàng)包括以下信息： （1）文件名。文件的標(biāo)識(shí)符。）文件名。文件的標(biāo)識(shí)符。 （2）文件的邏）文件的邏輯結(jié)構(gòu)。輯結(jié)構(gòu)。 （3）文件在輔存上的物理位置。）文件在輔存上的

12、物理位置。 （4）文件建立修改日期及時(shí)間。文件建立修改日期及時(shí)間。 （5）文件的類型。）文件的類型。指明文件的類型。（指明文件的類型。（6）存取控制信息。指明用）存取控制信息。指明用戶對(duì)文件的存取極限。戶對(duì)文件的存取極限。 第第6 6章章 文件管理文件管理6.5.1 單級(jí)目錄結(jié)構(gòu)單級(jí)目錄結(jié)構(gòu)文件名文件名文件的物理文件的物理位置位置日期日期時(shí)間時(shí)間其他信其他信息息C bsc Wps 圖圖6.8 單級(jí)目錄結(jié)構(gòu)單級(jí)目錄結(jié)構(gòu)返回本節(jié) 第第6 6章章 文件管理文件管理6.5.2 二級(jí)目錄結(jié)構(gòu)二級(jí)目錄結(jié)構(gòu) 圖圖6.9 二級(jí)目錄結(jié)構(gòu)二級(jí)目錄結(jié)構(gòu)返回本節(jié) 第第6 6章章 文件管理文件管理6.5.3 多級(jí)目錄結(jié)

13、構(gòu)多級(jí)目錄結(jié)構(gòu) 圖圖6.10 多級(jí)目錄結(jié)構(gòu)多級(jí)目錄結(jié)構(gòu)返回本節(jié) 第第6 6章章 文件管理文件管理6.6 文件的操作文件的操作 1對(duì)文件的操作對(duì)文件的操作（1）創(chuàng)建文件。）創(chuàng)建文件。 （2）刪除文件。）刪除文件。 （3）打開文件）打開文件 （4）讀文件）讀文件 （5）寫文件）寫文件 （6）關(guān)閉文件）關(guān)閉文件 返回本章首頁(yè) 第第6 6章章 文件管理文件管理2對(duì)記錄的操作對(duì)記錄的操作 （1）讀操作）讀操作 （2）寫操作）寫操作 （3）查找。）查找。 （4）修改。）修改。 （5）插入）插入 （6）刪除。）刪除。 返回本節(jié) 第第6 6章章 文件管理文件管理6.7 文件的共享與保護(hù)文件的共享與保護(hù) 1文件

14、的共享文件的共享 繞彎路法繞彎路法:繞彎路法是繞彎路法是MULTICS操作系統(tǒng)采用過(guò)的方法。操作系統(tǒng)采用過(guò)的方法。在該方法中，系統(tǒng)允許每個(gè)用戶獲得一個(gè)在該方法中，系統(tǒng)允許每個(gè)用戶獲得一個(gè)“當(dāng)前目錄當(dāng)前目錄”，用戶對(duì)文件的訪問(wèn)都是相對(duì)于用戶對(duì)文件的訪問(wèn)都是相對(duì)于“當(dāng)前目錄當(dāng)前目錄”下的，可以下的，可以通過(guò)通過(guò)“向上走向上走”的方式去訪問(wèn)其上級(jí)目錄，一般用的方式去訪問(wèn)其上級(jí)目錄，一般用“*”表示一個(gè)目錄的父目錄。表示一個(gè)目錄的父目錄。 連接法連接法 :一些系統(tǒng)為用戶指定使用目錄，用戶要訪問(wèn)指定一些系統(tǒng)為用戶指定使用目錄，用戶要訪問(wèn)指定目錄開始的子樹目錄開始的子樹 返回本章首頁(yè) 第第6 6章章 文件

15、管理文件管理（a）對(duì)文件的連接對(duì)文件的連接 （b）對(duì)目錄的連接對(duì)目錄的連接下一頁(yè) 第第6 6章章 文件管理文件管理2文件的保護(hù)文件的保護(hù) 1存取控制矩陣存取控制矩陣2存取控制表存取控制表3口令口令4密碼密碼下一頁(yè) 第第6 6章章 文件管理文件管理文文件用件用戶戶12345678101001001210100100300010010401010100510101001600011100701100010表表6.1 存取控制矩陣存取控制矩陣下一頁(yè) 第第6 6章章 文件管理文件管理用戶用戶 文件文件WW文件名文件名 RWEB組組 RB組組 WC組組 E其他其他 NONE表表6.2 存取控制表存取控制

16、表下一頁(yè) 第第6 6章章 文件管理文件管理常見(jiàn)的文件的存取權(quán)限一般有以下幾種：常見(jiàn)的文件的存取權(quán)限一般有以下幾種：（1）E：表示只執(zhí)行。表示只執(zhí)行。（2）R：表示只讀。表示只讀。（3）W：表示只寫。表示只寫。（4）B：表示只在文件尾寫。表示只在文件尾寫。（5）D：表示刪除。表示刪除。下一頁(yè) 第第6 6章章 文件管理文件管理口令口令使用口令的優(yōu)點(diǎn)是：簡(jiǎn)便。節(jié)省空間。使用口令的優(yōu)點(diǎn)是：簡(jiǎn)便。節(jié)省空間。 其缺點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：其缺點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：（1）可靠性差?？诹钜妆桓`取。）可靠性差?？诹钜妆桓`取。（2）存取控制不易改變。）存取控制不易改變。（3）保護(hù)級(jí)別少。）保護(hù)級(jí)別少。 下一頁(yè) 第第6 6章章 文件

17、管理文件管理密碼密碼對(duì)文件進(jìn)行保護(hù)的另一項(xiàng)措施是密碼對(duì)文件進(jìn)行保護(hù)的另一項(xiàng)措施是密碼技術(shù)。技術(shù)。密碼技術(shù)除保密性強(qiáng)外，還具有節(jié)省密碼技術(shù)除保密性強(qiáng)外，還具有節(jié)省存儲(chǔ)空間的優(yōu)點(diǎn)。但它必須花費(fèi)大量存儲(chǔ)空間的優(yōu)點(diǎn)。但它必須花費(fèi)大量的編碼和譯碼時(shí)間，從而增加了系統(tǒng)的編碼和譯碼時(shí)間，從而增加了系統(tǒng)的開銷。的開銷。返回本節(jié) 第第6 6章章 文件管理文件管理6.8 文件的完整性文件的完整性 針對(duì)文件系統(tǒng)而言，它必須保證在系統(tǒng)硬件、軟件發(fā)生針對(duì)文件系統(tǒng)而言，它必須保證在系統(tǒng)硬件、軟件發(fā)生故障的時(shí)候，文件也不會(huì)遭到破壞，這就是文件的完整故障的時(shí)候，文件也不會(huì)遭到破壞，這就是文件的完整性。性。保證文件的完整，文件

18、系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)提供適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)，以便保證文件的完整，文件系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)提供適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)，以便復(fù)制備份，即系統(tǒng)必須保存所有文件的雙份拷貝。保存復(fù)制備份，即系統(tǒng)必須保存所有文件的雙份拷貝。保存雙份拷貝的目的是當(dāng)發(fā)生偶然事件毀壞文件后，可通過(guò)雙份拷貝的目的是當(dāng)發(fā)生偶然事件毀壞文件后，可通過(guò)另一拷貝將文件恢復(fù)。另一拷貝將文件恢復(fù)。建立文件拷貝的方法有周期性轉(zhuǎn)儲(chǔ)、增量轉(zhuǎn)儲(chǔ)等幾種。建立文件拷貝的方法有周期性轉(zhuǎn)儲(chǔ)、增量轉(zhuǎn)儲(chǔ)等幾種。 返回本章首頁(yè) 第第6 6章章 文件管理文件管理6.9 外存空間的管理外存空間的管理 6.9.1 外存的主要技術(shù)參數(shù)外存的主要技術(shù)參數(shù) 6.9.2 空閑塊的管理空閑塊的管理 6.9.3 分配策略分配策略 返回本章首頁(yè) 第第6 6章章 文件管理文件管理6.9.1 外存的主要技術(shù)參數(shù)外存的主要技術(shù)參數(shù) 外存的主要技術(shù)參數(shù)