第六章文件管理

1、第六章第六章 文件管理文件管理文件管理的功能文件管理的功能文件的按名存取按名存取實(shí)現(xiàn)文件的共享、保護(hù)共享、保護(hù)和保密 文件目錄目錄的建立與維護(hù) 邏輯文件邏輯文件到物理文件物理文件的轉(zhuǎn)換 文件存儲(chǔ)空間存儲(chǔ)空間的分配分配和管理管理 提供一組可供用戶使用的文件操作文件操作 文件：文件：具有文件名文件名的一組相關(guān)信息相關(guān)信息的集合。6.1 6.1 文件和文件系統(tǒng)文件和文件系統(tǒng)1）文件的相關(guān)概念）文件的相關(guān)概念 文件類型文件類型 按性質(zhì)與用途劃分：系統(tǒng)文件，用戶文件，庫(kù)文件 按數(shù)據(jù)形式劃分：源文件，目標(biāo)文件，可執(zhí)行文件 按數(shù)據(jù)存取方式劃分：只讀文件，讀寫(xiě)文件，只 可執(zhí)行文件 文件的組成文件的組成文件名、

2、基本內(nèi)容、文件屬性（說(shuō)明信息）文件的結(jié)構(gòu)文件的結(jié)構(gòu)邏輯結(jié)構(gòu)邏輯結(jié)構(gòu)：物理結(jié)構(gòu)物理結(jié)構(gòu)：呈現(xiàn)在用戶面前的文件自身的組織形式與結(jié)構(gòu)，根據(jù)其基本內(nèi)容的組織方式可分為有結(jié)構(gòu)文件和無(wú)結(jié)構(gòu)文件文件在物理存儲(chǔ)器上的組織形式與存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。其分配方式可分為連續(xù)分配、鏈接分配和索引分配2 2）文件系統(tǒng)）文件系統(tǒng) 用于對(duì)文件進(jìn)行組織、存儲(chǔ)與管理的子系統(tǒng)。用于對(duì)文件進(jìn)行組織、存儲(chǔ)與管理的子系統(tǒng)。l 用戶角度用戶角度l 系統(tǒng)角度系統(tǒng)角度文件系統(tǒng)接口文件系統(tǒng)接口管理程序集合管理程序集合管理對(duì)象：文件、文件管理對(duì)象：文件、文件目錄、文件存儲(chǔ)空間目錄、文件存儲(chǔ)空間文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型v文件系統(tǒng)類型lFATlVFAT

3、lNTFSlEXT2lHPFS 注：現(xiàn)代OS一般支持多種文件系統(tǒng)3）文件操作）文件操作 用戶通過(guò)文件系統(tǒng)的接口對(duì)文件所能實(shí)現(xiàn)的操作用戶通過(guò)文件系統(tǒng)的接口對(duì)文件所能實(shí)現(xiàn)的操作l基本操作基本操作創(chuàng)建文件、 刪除文件、 讀文件、 寫(xiě)文件等l其他操作其他操作目錄操作、設(shè)置文件訪問(wèn)權(quán)限、更改文件名等l 打開(kāi)文件與關(guān)閉文件打開(kāi)文件與關(guān)閉文件打開(kāi)：文件屬性從外存拷貝到內(nèi)存打開(kāi)文件表的一個(gè)打開(kāi)：文件屬性從外存拷貝到內(nèi)存打開(kāi)文件表的一個(gè)表目中，并將該表目的編號(hào)返回給用戶表目中，并將該表目的編號(hào)返回給用戶關(guān)閉：文件從打開(kāi)文件表中的表目上刪除掉關(guān)閉：文件從打開(kāi)文件表中的表目上刪除掉6.2 6.2 文件的邏輯結(jié)構(gòu)文件

4、的邏輯結(jié)構(gòu)p 記錄式文件結(jié)構(gòu)（又稱有結(jié)構(gòu)文件）記錄式文件結(jié)構(gòu)（又稱有結(jié)構(gòu)文件） 用戶把文件內(nèi)的信息按邏輯上獨(dú)立的含義劃分信息單位，每個(gè)單位稱為一個(gè)記錄p 流式文件結(jié)構(gòu)（又稱無(wú)結(jié)構(gòu)文件）流式文件結(jié)構(gòu)（又稱無(wú)結(jié)構(gòu)文件） 對(duì)文件內(nèi)信息不再劃分單位，它是依次的一串字符流構(gòu)成的文件文件由字符（字節(jié)）序列構(gòu)成 文件 記錄 n 記錄 2 記錄 1 數(shù)據(jù)項(xiàng)n 數(shù)據(jù)項(xiàng)2 數(shù)據(jù)項(xiàng)1 1）組成）組成文件文件由若干記錄記錄組成，每個(gè)記錄又由若干數(shù)據(jù)項(xiàng)數(shù)據(jù)項(xiàng)組成 記錄：記錄：數(shù)據(jù)的基本單位(存取訪問(wèn)的基本對(duì)象) 數(shù)據(jù)項(xiàng)：數(shù)據(jù)項(xiàng)：數(shù)據(jù)的最小單位（指基本數(shù)據(jù)項(xiàng)）n 記錄式文件結(jié)構(gòu)記錄式文件結(jié)構(gòu)lllR0R1Ri數(shù)據(jù)項(xiàng)數(shù)據(jù)項(xiàng)

5、1數(shù)據(jù)項(xiàng)數(shù)據(jù)項(xiàng)2數(shù)據(jù)項(xiàng)數(shù)據(jù)項(xiàng)n定長(zhǎng)記錄文件定長(zhǎng)記錄文件R0R1R2Ril0l1l2li變長(zhǎng)記錄文件變長(zhǎng)記錄文件2）類型：）類型： 定長(zhǎng)記錄文件定長(zhǎng)記錄文件 變長(zhǎng)記錄文件變長(zhǎng)記錄文件3）存取方法存取方法順序存取順序存取按照文件的邏輯地址順序存取隨機(jī)存取隨機(jī)存取允許用戶根據(jù)記錄的編號(hào)來(lái)存取文件的任一記錄4）邏輯文件）邏輯文件根據(jù)記錄的不同組織方式形成不同的邏輯文件l順序文件順序文件l索引文件索引文件l索引順序文件索引順序文件v順序文件順序文件 記錄按照某種順序排列形成的文件串結(jié)構(gòu)順序結(jié)構(gòu) 常用于批處理，對(duì)記錄的更新處理性能不佳 v索引文件索引文件建立一張索引表，記錄變長(zhǎng)記錄的長(zhǎng)度及邏輯首址索引號(hào)索

6、引號(hào)長(zhǎng)度長(zhǎng)度l邏輯首址邏輯首址01il0l1li索引表索引表邏輯文件邏輯文件R0R1Ri注：索引表本身是一個(gè)按記錄鍵值排序的定長(zhǎng)記錄的順序文件注：索引表本身是一個(gè)按記錄鍵值排序的定長(zhǎng)記錄的順序文件索引順序文件索引順序文件 順序文件與索引文件的結(jié)合（可減少索引表的長(zhǎng)度）順序文件與索引文件的結(jié)合（可減少索引表的長(zhǎng)度）關(guān)鍵字邏輯地址姓名其它屬性ABZAn BingAn KangAn QingBao RongBi JingBon Long索引文件順序文件6.3 6.3 文件的物理結(jié)構(gòu)文件的物理結(jié)構(gòu) 1）文件的存儲(chǔ)方式）文件的存儲(chǔ)方式 連續(xù)連續(xù)分配 離散離散分配鏈接鏈接分配方式索引索引分配方式2）連續(xù)分

7、配）連續(xù)分配順序文件順序文件邏輯文件中連續(xù)的信息存儲(chǔ)到磁盤(pán)連續(xù)的物理盤(pán)塊。文件控制塊FCB中存放文件第一個(gè)記錄所存放的盤(pán)塊號(hào)ADRR和文件總的盤(pán)塊數(shù)NContiguous Allocation of Disk Space特點(diǎn)特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：有利于文件的順序存取，且可獲得較高的 存取速度缺點(diǎn)缺點(diǎn)：要求有足夠大的連續(xù)盤(pán)塊空間，不利于文 件的動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)，且易產(chǎn)生“磁盤(pán)碎片”3 3）鏈接分配）鏈接分配鏈接文件鏈接文件 為文件分配離散的盤(pán)塊離散的盤(pán)塊，盤(pán)塊間通過(guò)鏈接指針鏈接 隱式鏈接隱式鏈接鏈接指針設(shè)置在每個(gè)物理盤(pán)塊最后一個(gè)單元文件控制塊FCB中存儲(chǔ)文件第一塊的盤(pán)塊號(hào)，有時(shí)也存儲(chǔ)文件結(jié)尾塊盤(pán)塊號(hào)Linked

8、 Allocation of disk space特點(diǎn)特點(diǎn) 顯式鏈接顯式鏈接 用于鏈接文件各物理塊的指針都顯式地存放在內(nèi)存的一張鏈表，稱為文件分配表（FAT） FCB中存放文件分配的第一個(gè)盤(pán)塊號(hào) 特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：能提高檢索速度大大減少訪問(wèn)磁盤(pán)的次數(shù) 缺點(diǎn)：文件分配表FAT需占用大量空間 優(yōu)點(diǎn)：消除外碎片，利于文件動(dòng)態(tài)增長(zhǎng) 缺點(diǎn)：不利于直接存??；可靠性差4）索引分配方式）索引分配方式為為每個(gè)文件每個(gè)文件建立一張建立一張索引表索引表，記錄邏輯塊與物理塊的，記錄邏輯塊與物理塊的對(duì)應(yīng)關(guān)系對(duì)應(yīng)關(guān)系FCBFCB中放置索引表指針，它指向索引表地址，索引表存中放置索引表指針，它指向索引表地址，索引表存放在盤(pán)塊中放

9、在盤(pán)塊中012349161102501234邏輯塊邏輯塊物理塊號(hào)物理塊號(hào)文件文件索引塊（盤(pán)塊）索引塊（盤(pán)塊）索引表被存放在專門的盤(pán)塊中，該盤(pán)塊稱為索引塊Example of Indexed Allocation優(yōu)點(diǎn)：方便直接存?。ú檎宜饕砗笾苯幼x優(yōu)點(diǎn)：方便直接存?。ú檎宜饕砗笾苯幼x/寫(xiě)盤(pán)塊）寫(xiě)盤(pán)塊）缺點(diǎn)：索引表占用外存空間，需先讀索引塊，文件很缺點(diǎn)：索引表占用外存空間，需先讀索引塊，文件很大時(shí)，占用多個(gè)塊，且查找索引表花費(fèi)時(shí)間大時(shí)，占用多個(gè)塊，且查找索引表花費(fèi)時(shí)間索引表查找速度問(wèn)題的解決索引表查找速度問(wèn)題的解決采用兩級(jí)索引，針對(duì)一般不太長(zhǎng)文件采用兩級(jí)索引，針對(duì)一般不太長(zhǎng)文件采用多級(jí)索引，針

10、對(duì)較長(zhǎng)文件采用多級(jí)索引，針對(duì)較長(zhǎng)文件采用混合索引，長(zhǎng)、短文件均適用采用混合索引，長(zhǎng)、短文件均適用 二級(jí)索引二級(jí)索引: :將一個(gè)大文件的所有索引表（二級(jí)索將一個(gè)大文件的所有索引表（二級(jí)索引引) )的地址放在另一個(gè)索引表（一級(jí)索引的地址放在另一個(gè)索引表（一級(jí)索引) )中中. . 混合索引（混合索引（UNIX O.SUNIX O.S采用）采用）UNIXUNIX將直接尋址、一級(jí)索引、二級(jí)索引和三級(jí)索引結(jié)合起將直接尋址、一級(jí)索引、二級(jí)索引和三級(jí)索引結(jié)合起來(lái)，形成了混合尋址方式來(lái)，形成了混合尋址方式019101112主索引表主索引表iaddr（0） iaddr（9）iaddr（10）iaddr（11）ia

11、ddr（12）索引結(jié)點(diǎn)索引結(jié)點(diǎn)直接地址直接地址一次間址一次間址二次間址二次間址三次間址三次間址UNIX UNIX /Linux直接間接混合尋址方式直接間接混合尋址方式 二次間接塊二次間接塊一次間接塊一次間接塊 三次間接塊三次間接塊 . . . . 。 . . . . . . . .di_addr0 di_addr1 di_addr2 . . . di_addr9 di_addr10 一次間接一次間接di_addr11 二次間接二次間接di_addr12 三次間接三次間接1034#數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)塊塊0#1#2#9#10#5 5）三種分配方式比較）三種分配方式比較連續(xù)鏈接索引空間要求較高（連續(xù)）不高不高

12、存取方式順序存取高速亦可直接存取只適合順序存取順序、直接存取均可缺點(diǎn)不利于文件動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)，易產(chǎn)生磁盤(pán)碎片隱式鏈接不利于直接存取顯式鏈接需占用內(nèi)存空間（鏈表）索引表占用外存盤(pán)塊空間，查索引表需花費(fèi)一定時(shí)間文件結(jié)構(gòu)歸納文件結(jié)構(gòu)歸納邏輯結(jié)構(gòu)物理結(jié)構(gòu)概念與定義 文件自身的組織形式與結(jié)構(gòu)用戶所能看到的數(shù)據(jù)的組織形式文件在物理存儲(chǔ)器上的組織形式與結(jié)構(gòu)用戶看不見(jiàn)的、根據(jù)不同分配方式形成的不同的物理文件形式記錄式文件流式文件順序文件鏈接文件索引文件思考題： 一個(gè)文件系統(tǒng)中有一個(gè)一個(gè)文件系統(tǒng)中有一個(gè)20MB20MB大文件和一個(gè)大文件和一個(gè)20KB20KB小文小文件件, ,當(dāng)分別采用連續(xù)、鏈接、二級(jí)索引和當(dāng)分別采用

13、連續(xù)、鏈接、二級(jí)索引和UNIX S V UNIX S V 分配方案時(shí)分配方案時(shí)( (每塊大小為每塊大小為4096B,4096B,每塊地址用每塊地址用4B4B表示表示) )，問(wèn)問(wèn): :1.1.各文件系統(tǒng)管理的最大的文件是多少各文件系統(tǒng)管理的最大的文件是多少? ? 2.2.每種方案對(duì)大、小二文件各需要多少專用塊來(lái)記錄每種方案對(duì)大、小二文件各需要多少專用塊來(lái)記錄文件的物理地址文件的物理地址( (說(shuō)明各塊的用途說(shuō)明各塊的用途) ?) ?解答：解答：1 1：各種分配方案的文件系統(tǒng)可管理的最大文件：各種分配方案的文件系統(tǒng)可管理的最大文件v連續(xù)分配連續(xù)分配：不受限制，可大到整個(gè)磁盤(pán)文件區(qū)。v鏈接分配鏈接分配

14、：同上。v二級(jí)索引二級(jí)索引：由于盤(pán)塊大小為4KB，每個(gè)地址用4B表示，一個(gè)盤(pán)塊可存1K個(gè)索引表目，二級(jí)索引可管理的最大文件容量為4KB1K1K4GB，如要管理更大的文件需采用三索引，它可管理4TB大小文件。vUNIXUNIX混合分配：混合分配：可管理的最大文件為40KB4MB+4GB4TB。解答：解答：2 2：每種分配方案對(duì)每種分配方案對(duì)20MB20MB大文件和大文件和20KB20KB小文件各需要多少小文件各需要多少專用塊來(lái)記錄文件的物理地址專用塊來(lái)記錄文件的物理地址? ?v連續(xù)分配連續(xù)分配：對(duì)大小二個(gè)文件都只需在文件控制塊FCB中設(shè)二項(xiàng)，一是首塊物理塊塊號(hào)，另一是文件總塊數(shù)，不需專用塊來(lái)記錄

15、文件的物理地址。v鏈接分配鏈接分配：對(duì)大小二個(gè)文件都只需在文件控制塊FCB中設(shè)二項(xiàng)，一是首塊物理塊塊號(hào)，另一是文件尾塊數(shù)；同時(shí)在每塊存文件的物理塊中設(shè)置存貯下一塊塊號(hào)的指針。解答：解答：v 二級(jí)索引二級(jí)索引：對(duì)大小文件都固定要用二級(jí)索引，對(duì)20KB小文件，用一塊作第一級(jí)索引，用另一塊作二級(jí)索引，共用二塊專用物理塊作索引塊，對(duì)于20MB大文件，用一塊作第一級(jí)索引，用5塊作第二級(jí)索引，共用六塊專用物理塊作索引塊。v UNIXUNIX的混合分配的混合分配：對(duì)20KB小文件只需在文件控制塊FCB的i_addr13中使用前5個(gè)表目存放文件的物理塊號(hào)，不需專用索引塊。對(duì)20MB大文件，F(xiàn)CB的i_addr

16、13中使用前10個(gè)表目存放大文件前10塊物理塊塊號(hào)，用一級(jí)索引塊一塊保存大文件接著的1K塊塊號(hào)，還要用二級(jí)索引存大文件以后的塊號(hào)，二級(jí)索引使用第一級(jí)索引1塊，第二級(jí)索引4塊?？偣惨残枰?塊專用物理塊來(lái)存放文件物理地址。6.4 文件目錄管理文件目錄管理 1）概）概 述述 目錄管理的基本要求目錄管理的基本要求能實(shí)現(xiàn)“按名存取按名存取”的目標(biāo)具有較高的查詢（檢索）速度可實(shí)現(xiàn)文件共享允許不同用戶采用相同的文件名文件目錄文件目錄存放文件說(shuō)明信息及存取控制信息的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于標(biāo)識(shí)系統(tǒng)中的文件及其物理地址供檢索時(shí)使用。 FCB中包含的信息有以下三類 基本信息 控制信息 使用信息2 2）索引結(jié)點(diǎn)）索引結(jié)點(diǎn)

17、除文件名以外文件的其他說(shuō)明信息除文件名以外文件的其他說(shuō)明信息文件名文件名Z1Ws索引結(jié)點(diǎn)編號(hào)索引結(jié)點(diǎn)編號(hào)文件長(zhǎng)度文件長(zhǎng)度文件結(jié)構(gòu)文件結(jié)構(gòu)物理地址物理地址文件長(zhǎng)度文件長(zhǎng)度文件結(jié)構(gòu)文件結(jié)構(gòu)物理地址物理地址Z1文件索引結(jié)點(diǎn)文件索引結(jié)點(diǎn)Ws文件索引結(jié)點(diǎn)文件索引結(jié)點(diǎn)Z1文件文件Ws文件文件文件目錄文件目錄磁盤(pán)索引結(jié)點(diǎn)：磁盤(pán)索引結(jié)點(diǎn)： 文件建立時(shí)生成。每個(gè)文件有惟一的一個(gè)磁盤(pán)索引結(jié)點(diǎn)，主要包括文件主標(biāo)識(shí)符、文件類型、文件存取權(quán)限、文件物理地址等相關(guān)文件說(shuō)明信息。內(nèi)存索引結(jié)點(diǎn)內(nèi)存索引結(jié)點(diǎn)：打開(kāi)文件時(shí)建立。將磁盤(pán)索引結(jié)點(diǎn)拷貝到內(nèi)存索引結(jié)點(diǎn)并增加如下內(nèi)容：索引結(jié)點(diǎn)編號(hào)、狀態(tài)、訪問(wèn)計(jì)數(shù)、文件所屬文件系統(tǒng)的邏輯設(shè)備

18、號(hào)、鏈接指針。 例：設(shè)某文件系統(tǒng)中有128個(gè)文件，每個(gè)文件的FCB占48B，其中文件名6B。索引節(jié)點(diǎn)編號(hào)2B.假設(shè)磁盤(pán)盤(pán)塊大小為512B。求引入索引節(jié)點(diǎn)之前和之后查找一個(gè)文件所需的平均讀盤(pán)次數(shù)。解：引入前一盤(pán)塊可存放的FCB數(shù)：512/48=10（個(gè)）引入后一盤(pán)塊可存放的目錄項(xiàng)數(shù)512/8=64（個(gè)） 可存放的索引節(jié)點(diǎn)數(shù)：512/42=12（個(gè)）128個(gè)文件在索引節(jié)點(diǎn)引入前目錄項(xiàng)占128/10=13個(gè)盤(pán)塊；索引節(jié)點(diǎn)引入后目錄項(xiàng)占2塊，索引節(jié)點(diǎn)占11塊。故查找一個(gè)文件的平均訪盤(pán)次數(shù) 引入前：(1+13)/2=7次 引入后：(1+2)/2 +1 =2.5次3）目錄結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介）目錄結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介單級(jí)目錄結(jié)構(gòu)

19、單級(jí)目錄結(jié)構(gòu)文件名文件長(zhǎng)度物理地址狀態(tài)f11Zs10Ls1整個(gè)文件系統(tǒng)一張表格，每個(gè)文件占有一個(gè)目錄項(xiàng)整個(gè)文件系統(tǒng)一張表格，每個(gè)文件占有一個(gè)目錄項(xiàng) 文件的建立和刪除文件的建立和刪除建立新文件：建立新文件： 刪除文件：刪除文件： 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：查目錄，無(wú)同名文件則找一個(gè)空目錄（狀態(tài)為0）分配給新文件使用（填入相關(guān)說(shuō)明信息）查目錄，找到同名者，根據(jù)物理地址回收外存空間，將對(duì)應(yīng)表目狀態(tài)置為0（表目回收）文件名與物理文件一一對(duì)應(yīng)，可實(shí)現(xiàn)“按名存取”，目錄結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，管理簡(jiǎn)單不允許重名，不便于共享，故一般適用于單用戶 兩級(jí)目錄結(jié)構(gòu)兩級(jí)目錄結(jié)構(gòu)用戶名用戶名 目錄指針目錄指針ZhangWangLi

20、文件名文件名物理地址物理地址Z1Z2文件名文件名物理地址物理地址WaWb文件名文件名物理地址物理地址LimWaZ1Z2WaWbLimWa主目錄主目錄MFD（整個(gè)文件系統(tǒng)一張）（整個(gè)文件系統(tǒng)一張）用戶文件目錄用戶文件目錄UFD（每個(gè)用戶一張表）（每個(gè)用戶一張表） 文件的建立和刪除文件的建立和刪除用戶登錄建立新文件：需分配MFD表目和UFD空間用戶退出：需釋放UFD空間和對(duì)應(yīng)MFD表目 建立、刪除文件必須先查主目錄，再查用戶文件目錄， 然后實(shí)施操作 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)提高了目錄的查詢（檢索）速度允許不同用戶取相同文件名，利于文件的保護(hù)可用不同文件名共享使用同一文件 缺點(diǎn)缺點(diǎn)用戶不能建立自己的子目錄多級(jí)目錄結(jié)

21、構(gòu)（三級(jí)或三級(jí)以上目錄）多級(jí)目錄結(jié)構(gòu)（三級(jí)或三級(jí)以上目錄）ABCABDFEDGAACJNKJMKAHF123456789101112131415161718192021多級(jí)目錄組織多級(jí)目錄組織在多級(jí)目錄中，第一級(jí)目錄稱為根目錄，目錄中的非葉結(jié)點(diǎn)在多級(jí)目錄中，第一級(jí)目錄稱為根目錄，目錄中的非葉結(jié)點(diǎn)均為子目錄，樹(shù)葉結(jié)點(diǎn)均為文件，多級(jí)目錄也稱樹(shù)形目錄。均為子目錄，樹(shù)葉結(jié)點(diǎn)均為文件，多級(jí)目錄也稱樹(shù)形目錄。根根目錄目錄文文件件Unix 的樹(shù)型多級(jí)目錄的樹(shù)型多級(jí)目錄 路徑名路徑名從根目錄開(kāi)始到該文件的通路上所有各級(jí)目錄名拼起來(lái)得從根目錄開(kāi)始到該文件的通路上所有各級(jí)目錄名拼起來(lái)得到（文件名）到（文件名），各

22、子目錄之間可用分隔符隔開(kāi)。 例：ls文件的路徑名為：/bin/ls（絕對(duì)路徑名）（絕對(duì)路徑名） 當(dāng)前目錄（工作目錄）當(dāng)前目錄（工作目錄）訪問(wèn)文件從當(dāng)前目錄開(kāi)始，相對(duì)于當(dāng)前目錄而設(shè)置路徑訪問(wèn)文件從當(dāng)前目錄開(kāi)始，相對(duì)于當(dāng)前目錄而設(shè)置路徑。 例：當(dāng)前目錄為/usr/bin子目錄 則dc文件的路徑名為：./dc（相對(duì)路徑名）（相對(duì)路徑名）優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 允許文件重名，利于文件共享和保護(hù)，具有較高的查詢速度，特別是在當(dāng)前目錄下查找文件將更為快捷。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 多級(jí)查找可能要多次讀盤(pán)（讀子目錄文件），降低查找速度6.5 6.5 文件存儲(chǔ)空間的分配與管理文件存儲(chǔ)空間的分配與管理1）分配要求與算法）分配要求與算

23、法 基本要求：基本要求： -有利于外存空間的充分利用-具有較高的訪問(wèn)速度 常用算法常用算法 -空閑表法（連續(xù)分配方式）-空閑鏈表法-位示圖法-成組鏈接法2）空閑表法）空閑表法 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：序號(hào)第一個(gè)空閑盤(pán)塊號(hào)空閑盤(pán)塊數(shù)1242933155空閑表空閑表 盤(pán)塊的分配與回收盤(pán)塊的分配與回收 分配：查空閑表，找到一個(gè)足夠大的空閑盤(pán)區(qū)，一分為二分配之 回收：先進(jìn)行回收盤(pán)區(qū)的鄰接合并，再記入（修改）空閑表 特點(diǎn)：可為文件分配連續(xù)盤(pán)塊空間，但會(huì)產(chǎn)生磁盤(pán)碎片建立一張空閑表，記錄所有空閑盤(pán)區(qū)情況建立一張空閑表，記錄所有空閑盤(pán)區(qū)情況（2, 3, 4, 5）（9, 10, 11）（15, 16, 17, 1

24、8, 19）3）空閑鏈表法）空閑鏈表法數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu): 空閑盤(pán)區(qū)鏈表空閑盤(pán)區(qū)鏈表：以空閑盤(pán)區(qū)為單位鏈成一條鏈表 空閑盤(pán)塊鏈表空閑盤(pán)塊鏈表：以空閑盤(pán)塊為單位鏈成一條鏈表將磁盤(pán)上所有空閑盤(pán)區(qū)鏈接在一個(gè)隊(duì)列中將磁盤(pán)上所有空閑盤(pán)區(qū)鏈接在一個(gè)隊(duì)列中 空閑鏈空閑鏈表表 空閑鏈頭塊塊號(hào)空閑鏈頭塊塊號(hào)3 3 空閑鏈尾塊塊號(hào)空閑鏈尾塊塊號(hào)2020 8 8 16 16 10 10 20 20 物理塊號(hào)物理塊號(hào) 3 8 3 8 16 10 20 16 10 20 分配與回收（針對(duì)空閑盤(pán)塊鏈）分配與回收（針對(duì)空閑盤(pán)塊鏈） 分配：分配：查空閑鏈表，只要鏈表不空，便可根據(jù)文件需要的盤(pán)塊數(shù)逐一摘下空閑盤(pán)塊分配之 回收：回

25、收：將所有回收盤(pán)塊一一插入（插在鏈尾）空閑盤(pán)塊鏈 特點(diǎn)：特點(diǎn)：為文件分配不連續(xù)的盤(pán)塊空間，空間利用率高，采用隱式鏈表會(huì)增加（分配時(shí)）讀盤(pán)次數(shù)注：空閑盤(pán)區(qū)鏈?zhǔn)强臻e表的另一種結(jié)構(gòu)形式，可采用類似可變分區(qū)分配算法為文件分配連續(xù)存儲(chǔ)空間4）成組鏈接法（）成組鏈接法（UNIX O.S采用）采用） 算法思想：成組鏈接法是算法思想：成組鏈接法是空閑表空閑表和和空閑鏈表空閑鏈表的結(jié)合的結(jié)合 將磁盤(pán)空閑塊將磁盤(pán)空閑塊分成若干組分成若干組，如將每，如將每100100個(gè)盤(pán)塊作為個(gè)盤(pán)塊作為一組，用一組，用索引表索引表表示；表示； 該組空閑塊總數(shù)和各空閑塊塊號(hào)存入下一組的第一該組空閑塊總數(shù)和各空閑塊塊號(hào)存入下一組的第一

26、個(gè)空閑塊中（從后往前分組），個(gè)空閑塊中（從后往前分組），各組各組通過(guò)鏈接指針通過(guò)鏈接指針連在一起形成連在一起形成鏈表；鏈表； 不滿不滿100100塊的那組空閑塊總數(shù)和各空閑塊塊號(hào)記入塊的那組空閑塊總數(shù)和各空閑塊塊號(hào)記入磁盤(pán)區(qū)專用管理塊（超級(jí)塊）的磁盤(pán)區(qū)專用管理塊（超級(jí)塊）的空閑盤(pán)塊號(hào)棧的空閑盤(pán)塊號(hào)棧的s_nfrees_nfree和和s_free100s_free100中。中。 超級(jí)超級(jí) 塊塊（已在內(nèi)存）（已在內(nèi)存）棧頂棧頂分配與回收（借助空閑盤(pán)塊號(hào)棧分配與回收（借助空閑盤(pán)塊號(hào)棧） 分配分配出棧，將棧頂盤(pán)塊號(hào)分配出去；當(dāng)分配到棧底盤(pán)塊時(shí)，先將棧底盤(pán)塊出棧，將該盤(pán)塊數(shù)據(jù)讀到內(nèi)存空閑盤(pán)塊號(hào)棧中，再將

27、原棧底盤(pán)塊分配出去； 回收回收 進(jìn)棧，依次將回收盤(pán)塊號(hào)壓入棧中；當(dāng)棧滿時(shí)，若再回收一個(gè)盤(pán)塊，先將棧內(nèi)數(shù)據(jù)寫(xiě)到該新回收盤(pán)塊中，將棧清空，再將該回收盤(pán)塊進(jìn)棧 特點(diǎn)特點(diǎn)所需輔助存儲(chǔ)空間較少，且為分配、回收時(shí)讀寫(xiě)盤(pán)次數(shù)相對(duì)較少成組鏈接法盤(pán)塊分配回收示例：成組鏈接法盤(pán)塊分配回收示例：v空閑盤(pán)塊的分配：空閑盤(pán)塊的分配： 開(kāi)始的空閑盤(pán)塊資源如下圖開(kāi)始的空閑盤(pán)塊資源如下圖(a)(a)所示。所示。 1 1）如果某一個(gè)文件要求申請(qǐng)一個(gè)空閑塊）如果某一個(gè)文件要求申請(qǐng)一個(gè)空閑塊 將s_nfree-1=38，s_free38即12號(hào)塊分配給申請(qǐng)者。如果還要申請(qǐng)，則繼續(xù)。經(jīng)過(guò)若干次申請(qǐng)后s_nfree=2，如圖(b)所示

28、。 2 2）如果此時(shí)又有一個(gè)文件要申請(qǐng)）如果此時(shí)又有一個(gè)文件要申請(qǐng)4 4塊塊 首先可以得到棧底元素s_free0的盤(pán)塊號(hào)50先將50塊中的內(nèi)容讀出：把50#塊中的總塊數(shù)100賦給超級(jí)塊的s_nfree，并把對(duì)應(yīng)的100個(gè)物理塊號(hào)復(fù)制到數(shù)組s_free100中，如圖(c)所示； 然后再把50塊分配給申請(qǐng)者，最后再將51、52塊分配給申請(qǐng)者。如下圖(d)所示。v空閑盤(pán)塊的釋放：空閑盤(pán)塊的釋放： 1 1）假定有一個(gè)文件占用了三）假定有一個(gè)文件占用了三個(gè)物理塊，塊號(hào)分別是個(gè)物理塊，塊號(hào)分別是180180，181181，182182。未釋放。未釋放前的空閑盤(pán)塊的狀態(tài)如下圖前的空閑盤(pán)塊的狀態(tài)如下圖(a)(

29、a)所示。所示。 釋放時(shí)首先填寫(xiě)182到s_nfree65中，然后s_nfree+1=66，同理釋放181，180塊，釋放后的空閑盤(pán)塊如圖(b)所示。 2)2)假設(shè)某時(shí)刻磁盤(pán)的空閑盤(pán)塊狀況如下圖假設(shè)某時(shí)刻磁盤(pán)的空閑盤(pán)塊狀況如下圖(a)(a)所示。如果有所示。如果有一個(gè)文件釋放所要占用的一個(gè)文件釋放所要占用的4 4塊，塊號(hào)分別為塊，塊號(hào)分別為190190，185185，184184，170170。 其釋放過(guò)程為：首先有2塊的塊號(hào)170，184寫(xiě)入超級(jí)塊中，其狀態(tài)如下圖(b)所示。此時(shí)s_free=100,表示內(nèi)存中登記的空閑塊已經(jīng)滿。還要釋放185、190，則系統(tǒng)把當(dāng)前卷資源表中的空閑塊數(shù)100

30、連同100個(gè)登記項(xiàng)，寫(xiě)到185#中，然后將s_nfree清0，再將185、190#填入到超級(jí)塊中，如圖(c)所示。5）位示圖法）位示圖法利用計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)單元的一位指示對(duì)應(yīng)盤(pán)塊的空閑及分配情利用計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)單元的一位指示對(duì)應(yīng)盤(pán)塊的空閑及分配情況，取值況，取值0和和1分別表示空閑和占用分別表示空閑和占用 分配和回收過(guò)程分配和回收過(guò)程 特點(diǎn)：特點(diǎn)：描述能力強(qiáng)，適合各種物理結(jié)構(gòu)。既可分配連 續(xù)盤(pán)塊空間，又可離散分配，輔助空間占用較少6.6 文件的共享與保護(hù)文件的共享與保護(hù)1 1）基于索引結(jié)點(diǎn)的共享方法）基于索引結(jié)點(diǎn)的共享方法文件名文件名索引結(jié)點(diǎn)指針?biāo)饕Y(jié)點(diǎn)指針TestWang用戶文件目錄用戶文件目錄文件名

31、文件名索引結(jié)點(diǎn)指針?biāo)饕Y(jié)點(diǎn)指針TestZhang用戶文件目錄用戶文件目錄Test文件文件不同用戶（進(jìn)程）的文件目錄某文件表目指不同用戶（進(jìn)程）的文件目錄某文件表目指向同一文件索引結(jié)點(diǎn)向同一文件索引結(jié)點(diǎn)2）利用符號(hào)鏈實(shí)現(xiàn)文件共享）利用符號(hào)鏈實(shí)現(xiàn)文件共享文件名文件名指針指針TestW用戶文件目錄用戶文件目錄文件名文件名指針指針TestZ用戶文件目錄用戶文件目錄Test索引結(jié)點(diǎn)索引結(jié)點(diǎn)Test文件文件（Link）索引結(jié)點(diǎn)）索引結(jié)點(diǎn)（Link）文件（符號(hào)鏈接）文件（符號(hào)鏈接）其只包含其只包含Test文件的路徑名文件的路徑名3）文件的保護(hù)）文件的保護(hù) 保護(hù)：防止非法訪問(wèn)或被竊取、破壞保護(hù)：防止非法訪問(wèn)或被竊