操作系統(tǒng)第13講課件

操作系統(tǒng)概念第十三講 文件系統(tǒng)（1）OperatingSystemConceptionDavidfu本課總體綱要文件系統(tǒng)概念文件系統(tǒng)結構與存取方法文件的存儲設備文件的存儲空間管理空閑文件目錄空閑塊鏈位示圖OperatingSystemConceptionDavidfu文件系統(tǒng)概念文件：具有文件名的一組相關信息的集合。記錄數據項文件系統(tǒng)：在操作系統(tǒng)中與管理文件有關的軟件和數據稱為文件系統(tǒng)，由管理文件所需的數據結構、相應的管理軟件和被管理的文件構成。文件系統(tǒng)對文件的存儲空間進行組織、分配，負責文件的存儲并對存入文件進行保護、檢索的系統(tǒng)。OperatingSystemConceptionDavidfu文件的分類按信息流向分類輸入文件輸出文件輸入\輸出文件按數據形式分類源文件目標文件可執(zhí)行文件OperatingSystemConceptionDavidfu本課總體綱要文件系統(tǒng)概念文件系統(tǒng)結構與存取方法文件的存儲設備文件的存儲空間管理目錄實現分配方法OperatingSystemConceptionDavidfu文件結構從用戶觀點：文件的組織形式稱為文件的邏輯結構從實現觀點：文件在外存上的存放格式稱為文件的物理結構OperatingSystemConceptionDavidfu文件的邏輯結構字符流式的無結構文件特點查找基本信息單位較困難源程序，目標程序記錄式有結構文件特點姓名：A性別：男出生年月：1971年2月工號：123456記錄名R1269:OperatingSystemConceptionDavidfu文件的邏輯結構常用的記錄式結構文件有：連續(xù)結構多重結構轉置結構順序結構OperatingSystemConceptionDavidfu文件的邏輯結構連續(xù)結構：一種把記錄按生成的先后順序連續(xù)排列的邏輯結構。適用性強，可用于所有文件記錄的排列順序與記錄內容無關搜索能力差多重結構：把記錄按照鍵和記錄名排列成行列式結構。N個記錄和m個鍵可以構成n*m維行列式。以包含ki記錄的隊列元素構成一個記錄隊列，這樣，m個隊列構成了該文件的多重結構。每個隊列中與鍵直接相連的只有一個記錄OperatingSystemConceptionDavidfu文件的存取方法順序存取法：按照文件的邏輯地址順序進行存取隨機存取法：允許用戶根據記錄的編號來存取文件的任一個記錄。按鍵存取法：主要用于數據庫管理系統(tǒng)中的存取方法。文件的存取是根據給定的鍵或記錄名進行的首先搜索到進行存取的記錄的邏輯位置，再將其轉換到相應的物理地址后進行存取。按鍵存取的搜索方法：線性搜索法散列法二分搜索法OperatingSystemConceptionDavidfu文件的物理結構文件的物理結構：文件再存儲設備上的存放方法。文件的物理結構決定了文件信息在存儲設備上的存儲位置。文件信息的邏輯地址到物理地址的轉換也是由文件的物理地址決定的。常用文件的物理結構：連續(xù)文件串聯文件索引文件OperatingSystemConceptionDavidfu文件的物理結構連續(xù)文件：把一個在邏輯上連續(xù)的文件信息依次存放到物理塊中優(yōu)點:邏輯塊號到物理塊號變換簡單缺點:要求連續(xù)存儲空間不利于文件動態(tài)擴充OperatingSystemConceptionDavidfu文件的物理結構索引文件：要求系統(tǒng)為每個文件建立一個索引表，表中每一欄目指出文件信息所在的邏輯塊號和與之對應的物理塊號。既可滿足文件動態(tài)增長，又可以方便進行隨機存取OperatingSystemConceptionDavidfu本課總體綱要文件系統(tǒng)概念文件系統(tǒng)結構與存取方法文件的存儲設備文件的存儲空間管理目錄實現分配方法OperatingSystemConceptionDavidfu存儲設備（1）順序存取設備：只有在前面的物理塊被存取訪問過后，才能存取后續(xù)的物理塊的內容…第I塊間隙第i+1塊間隙…磁帶是最典型的順序存取設備。如果帶速高，信息密度大，所需塊間隙小的情況下，磁帶的存取速度和數據傳輸率高，反之亦然。OperatingSystemConceptionDavidfu存儲設備（3）存儲設備物理結構存取方法文件長度磁盤順序文件直接或順序固定串聯文件順序可變、固定索引文件直接或順序可變、固定磁帶順序文件順序固定OperatingSystemConceptionDavidfu存儲設備（4）先來先服務（FCFS)：按照進程請求訪問磁盤先后順序進行調度。最短尋道時間優(yōu)先(SSTF)：按當前磁頭所在磁道距離最近的請求作為下一次服務的對象。掃描(SCAN)：磁頭在當前移動方向上選擇與當前磁頭所在磁道距離最近的請求作為下一次服務的對象。也稱為電梯算法。循環(huán)掃描(CSCAN):規(guī)定磁頭單向移動。如果自里向外移動時，當磁頭移到最外磁道時立即又返回到最里面磁道。OperatingSystemConceptionDavidfu本課總體綱要文件系統(tǒng)概念文件系統(tǒng)結構與存取方法文件的存儲設備文件的存儲空間管理空閑文件目錄空閑塊鏈位示圖OperatingSystemConceptionDavidfu空閑文件目錄作用：空閑文件目錄方法適用于連續(xù)文件結構的文件存儲區(qū)的分配與回收。缺點：文件的分配與刪除會產生外部碎片。對于大的磁盤空間，對這些外部碎片合并（compact）是十分費時的。序號首個空閑塊號空閑塊數首個物理塊號1569213530370385…………OperatingSystemConceptionDavidfu空閑塊鏈鏈接分配：解決了連續(xù)分配的所有問題。每個文件是磁盤塊的鏈表。磁盤塊可分布在磁盤的任何地方。優(yōu)點：不浪費磁盤空間無須合并磁盤碎片缺點:鏈接分配所使用的指針需要空間，需要4字節(jié)。解決方法：將多個塊組成簇，并按簇而不是按塊來分配。但會增加內部碎片OperatingSystemConceptionDavidfu總結文件系統(tǒng)概念文件系統(tǒng)結構與存取方法文件的存儲設備