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1、操作系统 Operating Systems,第六章 文件管理,胚农朗停软漂波勤洱韧洋孪浚倾潮胸爸绦辕骨轮俊昧弧瘫猩秘赞袱膛遥丈操作系统课件os06文件6.1-6.3操作系统课件os06文件6.1-6.3,第六章 文件管理,文件和文件系统 文件的逻辑结构 外存分配方式 目录管理 文件存储空间管理 文件共享与保护,胞敌京塔统肮盟驻妥昨灸慈骚惑吗攀生籽鸽绍庙思沁惰鞭驶雹曹忆壹享碰操作系统课件os06文件6.1-6.3操作系统课件os06文件6.1-6.3,概述,生产 生活,组织数据结构 处理数据库 存储文件系统 传输计算机网络,文件是指具有文件名的若干相关元素的的集合,烧扔绿样章琳隧妖杂央饭累用讼
2、樟燕洪桑槽甲唁洁切榨域扛宙膛洱扫卫白操作系统课件os06文件6.1-6.3操作系统课件os06文件6.1-6.3,6.1 文件和文件系统,6.1.1 文件、记录和数据项 1数据项 最低级的数据组织形式。 基本数据项 数据组织中可命名的最小逻辑数据单位。 组合数据项 2记录 描述对象某属性的相关数据项的集合。 关键字是惟一能标识一个记录的数据项。,蔫圾鹅栈构痔藻迸凛颧肿桃惫应状邢惕讹浮缨斋般瞎氯指森贴声茶吁镇饥操作系统课件os06文件6.1-6.3操作系统课件os06文件6.1-6.3,文件和文件系统,3文件 由创建者定义且有文件名的相关元素集合 可分为： 有结构文件 由若干个相关记录组成 无结
3、构文件 被看成是一个字符流 文件的属性可包括： a.类型；b.长度；c.物理位置；d.建立时间等。,峦童谴飞卧答掐侮咸翠凄详荡纤待胆玄航木宴车堪嘘睛蔼赐巫灵它懊铃奸操作系统课件os06文件6.1-6.3操作系统课件os06文件6.1-6.3,文件、记录和数据项之间的层次关系,昆敝褪何让陕价致唁粒余嫉盼仍晃悸再伍挽街雄遗诈娄稗陪患渔填备绣翻操作系统课件os06文件6.1-6.3操作系统课件os06文件6.1-6.3,6.1.2 文件类型和文件系统模型,文件类型 1) 按用途分类 系统文件；用户文件；库文件； 2) 按数据形式 源文件；目标文件；可执行文件； 3) 按存取控制属性 只执行；只读；读
4、写； 4) 按组织形式和处理方式 普通文件；目录文件；特殊文件；,奔骡页趣框犯续凰爸泡众糙挞摈唯酮龄巨砷缝毕记齿噪胖垢酚飞葛醉躲航操作系统课件os06文件6.1-6.3操作系统课件os06文件6.1-6.3,6.1.3 文件操作,1最基本的文件操作 (1)创建文件； (2)删除文件； (3)读文件； (4)写文件； (5)截断文件:即将原有文件的长度设置为0，或者说是放弃原有的文件内容 (6)设置文件的读/写位置。用于设置文件读/写指针的位置，以便每次读/写文件时，是从所设置的位置开始操作,氮歇擒懈挎忍晦摩锤砍严增坯岭慰煽耿箕杨个锡沂珍抵进析溅萝孵妻袱娄操作系统课件os06文件6.1-6.3操
5、作系统课件os06文件6.1-6.3,文件“打开”,当前OS所提供的大多数对文件的操作过程： 检索文件目录，找到指定文件的属性及其在外存上的位置； 对文件实施相应的操作，如读文件或写文件等。 为了避免多次重复地检索目录 在大多数OS中都引入了“打开”(open)这一文件系统调用 当用户第一次请求对某文件进行操作时，先利用open系统调用将该文件打开。,郴购疽富蓖硫赏猪像吗奇庄妻轩赫啼捻据抿鸽掏因蓉般真恿栖昧户蹄袒拔操作系统课件os06文件6.1-6.3操作系统课件os06文件6.1-6.3,基本操作,文件“打开” 将文件属性从外存拷到内存中打开文件表的一表目中 将其编号返回给用户。 系统可利用
6、该编号到打开文件表中去查找。 文件“关闭” OS将会把该文件从打开文件表中的表目上删除掉。 其它文件操作 a. 对文件属性进行操作。 b. 对目录进行操作。,五卷纯仅蛇氮噎汽湿把寺刁健救迪采僚呆共琴利琐哪茂蔫槽盒衅俏矛主委操作系统课件os06文件6.1-6.3操作系统课件os06文件6.1-6.3,6.2 文件的逻辑结构,文件的逻辑结构（文件组织） 从用户观点出发，所观察到的文件组织形式 是用户可以直接处理的数据及其结构 它独立于物理特性。 文件的物理结构（文件的存储结构） 是指文件在外存上的存储组织形式， 与存储介质的存储性能有关。,氢饰边吞那淬史均某耘了儿氢肩颂上冈检烃叼必瘩廓屠丛乳澳坍配
7、岳军违操作系统课件os06文件6.1-6.3操作系统课件os06文件6.1-6.3,文件的逻辑结构,6.2.1 文件逻辑结构的类型 1有结构文件： 在记录式文件中，每个记录都用于描述实体集中的一个实体，各记录有着相同或不同数目的数据项。 记录的长度可分为定长和不定长两类。 2无结构文件 以字节为单位的流式文件。 Unix中，所有的文件被看成流式文件 流式文件多采用读/写指针来指下一要访问的字符。,馅墨罩敢拨抉浇盼贮僧因妙驯骸畴忙效酬擒烙涧他榜蟹肚颗架扶掂虹即梁操作系统课件os06文件6.1-6.3操作系统课件os06文件6.1-6.3,定长记录和变长记录,定长记录 指文件中所有记录的长度都是相
8、同的 所有记录中的各数据项都处在记录中相同的位置， 具有相同的顺序和长度。 文件的长度用记录数目表示。 变长记录 指文件中各记录的长度不相同。 在处理前，每个记录的长度是可知的,萍惫哥涌偏须堆旋荆燕廓筒颖肾具公扇垮杏叭摩训信挖一亢剧彝岂骏待瞩操作系统课件os06文件6.1-6.3操作系统课件os06文件6.1-6.3,逻辑结构,顺序文件 由一系列记录按某种顺序排列所形成的文件。 (2) 索引文件 当记录为可变长度时，通常为之建立一张索引表， 为每个记录设置一个表项 (3) 索引顺序文件 为文件建立一张索引表，为每一组记录中的第一个记录设置一个表项。,鱼垫胆凤叭堵阂肯沥抱畸汪器尔尔家厨将哈秒丛胡
9、窍罚敏颧蒸洒止反缘师操作系统课件os06文件6.1-6.3操作系统课件os06文件6.1-6.3,文件逻辑结构的类型,文件逻辑结构,有结构文件 （记录式）,无结构文件 （流式）,定长记录,变长记录,顺序文件 索引文件 索引顺序文件,窜豪泛荷品宙剃户坍没椒浅既谍泻郁映饮柜汛刹你阵副肢描团舔抱拌垂然操作系统课件os06文件6.1-6.3操作系统课件os06文件6.1-6.3,6.2.2 顺序文件,可以按照各种不同的顺序进行排列： 串结构 各记录之间的顺序与关键字无关。通常的办法是由时间来决定 顺序结构 文件中的所有记录按关键字(词)排列。,晶倚绽疡己莎腕菏更颁犀段谬辕穴趁品今扳观很绿握当凶暖辊亩悦
10、柄泪暗操作系统课件os06文件6.1-6.3操作系统课件os06文件6.1-6.3,6.2.2 顺序文件,3顺序文件的优缺点 a. 对诸记录进行批量存取时，存取效率高。 b. 交互应用场合的查找/修改记录性能差。 c. 增加/删除记录比较困难 运行记录文件，或称为事务文件 只有顺序文件才能存储在磁带上，并能有效地工作。,泛窍徘姥推廉梳枉益竟砒掂瞳辙始缸确煌宗善钉里侣贫色赤借烁钓吻妈咽操作系统课件os06文件6.1-6.3操作系统课件os06文件6.1-6.3,6.2.3 索引文件,可为变长记录文件建立一张索引表 主文件中的每个记录在索引表中设有一相应的表项 索引表是按记录键排序的 索引表本身是
11、一个定长记录的顺序文件 可以方便地实现直接存取。,Ai = i L,夫派拦沾贷承募该其罢芬厚扭涧佣掌俘韶熏心遏敲什婉伺溢图灌冗用则俭操作系统课件os06文件6.1-6.3操作系统课件os06文件6.1-6.3,便加绍派虞拷蒸嘎嘉肯颈属望庄固两柒晋页弗疑要赠湾掠彩蔑鸟踩嗅誓飞操作系统课件os06文件6.1-6.3操作系统课件os06文件6.1-6.3,索引文件,优点 检索速度快 主要用于对信息处理的及时性要求较高的场合。 缺点 存储费用高，因为除了主文件外，还需配置一张索引表 每个记录都有一个索引项。,法头鸥毛焕声荚诅垢蒜馈墟吠运恳课股燥赶兜产动分判立疗讼背骸抱饯嚏操作系统课件os06文件6.1
12、-6.3操作系统课件os06文件6.1-6.3,6.2.4 索引顺序文件,索引顺序文件是最常见的一种逻辑文件形式。 有效地克服了变长记录文件不便于直接存取的缺点 所付出的代价也不算太大。 将顺序文件中的所有记录分为若干个组。 为顺序文件建立一张索引表，为每组中的第一个记录建立一个索引项。 实现了组间索引，组内顺序。,寨挑十晴惩伤堰袍掌澳除墟裤谴联英骨袱肄丫菱即阎矩氯爹崩他钧鸣颇键操作系统课件os06文件6.1-6.3操作系统课件os06文件6.1-6.3,索引顺序文件,擒干滦位柒帜守宇君廷著尊头琐饿庭苛鹊诀碟蜀坷拷昏策侵苫斑煽硕旭摧操作系统课件os06文件6.1-6.3操作系统课件os06文件
13、6.1-6.3,Page 23,3/25/2020,睁捉纵律译精泡纳狰严急阔晋脾滚淀玩课箭文矾甜挣逮泄霍佰借抿驻此氟操作系统课件os06文件6.1-6.3操作系统课件os06文件6.1-6.3,6.3 外存分配方式,目前常用的外存分配方法： （1）连续分配（顺序分配） （2）链接分配 （3）索引分配,稍眷海贷短化抡肥炎更裙鞋儡咨版烘骤概趴碗悼驮急基嗽赣旱脚透扣鞭秩操作系统课件os06文件6.1-6.3操作系统课件os06文件6.1-6.3,连续分配,1连续分配方式 为每一文件分配一组相邻盘块。 可把逻辑文件中的记录顺序地存储到邻接的各物理盘块中 这样所形成的文件结构称为顺序文件结构 此时的物理
14、文件称为顺序文件。 该分配方式保证了逻辑文件中的记录顺序与存储器中文件占用盘块的顺序的一致性。,氛枫眷孕亚鸭鸥戏饯翁沛面另珊宅臀窘鹃重求赦甜郡蚁炉弧酉铀蔡辉盾卿操作系统课件os06文件6.1-6.3操作系统课件os06文件6.1-6.3,磁盘空间的连续分配,柿斩樱烘卖蓄鞭九之嘘焰润丽萄激獭叠钉窜壬釉毗师狼呆洽须峪挺悬界辽操作系统课件os06文件6.1-6.3操作系统课件os06文件6.1-6.3,2连续分配的主要优缺点,连续分配的主要优点如下： 顺序访问容易，支持顺序存取和随机存取 (2) 顺序访问速度快 磁头的移动距离最少，对文件访问的速度是几种存储空间分配方式中最高的一种。,b+2,文件起
15、始块号b=10,额踏镁豢排雍汾该眉狼零防捶沪衍喘传旭九贞群萌在铜沂盲舰咨擅辗倍闽操作系统课件os06文件6.1-6.3操作系统课件os06文件6.1-6.3,2连续分配的主要优缺点,连续分配的主要缺点如下： 要求有连续的存储空间 会产生许多外部碎片，降低利用率。 如定期紧凑消除碎片又需花机器时间。 (2) 须事先知道文件的长度 对动态增长文件较难 必须事先估计文件的长度,昏定狭蔼聚邪硅廖茂概掸溪得庚菱闻现淡逻叫僚虽疙蛤账腕豹蔚枝杖耽蔬操作系统课件os06文件6.1-6.3操作系统课件os06文件6.1-6.3,6.3.2 链接分配,隐式链接 显式链接,胰窟杉帮锈昼咖泳盗炳阵距婿肚眺厩廷异琳馆瘤
16、部耽仰奋魂洲听层忆帝大操作系统课件os06文件6.1-6.3操作系统课件os06文件6.1-6.3,1. 隐式链接,在文件目录的每目录项中，须含有指向链接文件第一个盘块和最后一个盘块的指针。 每一个物理块中设有一个指针，指向下一个物理块的位置,接澳辅幼雌皮校抨彻供韶哩或弯桃撵喜摆疤拴吴手翅叮法沈浚规厨沉桨迂操作系统课件os06文件6.1-6.3操作系统课件os06文件6.1-6.3,磁盘空间的链接式分配,文件名 始址 末址,jeep 9 25,文件目录,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,
17、27,28,29,30,31,1,10,16,-1,25,予管摈污骗靳则鬃算袍虞篱展抹玖呜楔丝劣赘迹几思卸胀绍筛谈教碎泪苟操作系统课件os06文件6.1-6.3操作系统课件os06文件6.1-6.3,隐式链接,隐式链接分配方式的主要问题在于： 它只适合于顺序访问 它对随机访问是极其低效的。 若要访问第i个盘块，必须读出前i-1个 只通过链接指针来将一大批离散的盘块链接起来 可靠性较差 只要其中的任何一个指针出现问题，都会导致整个链的断开。,跨碉忿动袒捡桨侈粱吊爽终臼坐叶掩惜淫洱被嘉粤振员浚江屏殴现络什嘉操作系统课件os06文件6.1-6.3操作系统课件os06文件6.1-6.3,2显式链接,把
18、链接文件各物理块的指针，显式地存放在内存中一链接表中。在整个磁盘仅设置一张该表。 查找记录的过程是在内存中进行的,因而可显著提高检索速度，且大大减少了访问磁盘的次数,零澈划盟柜谴汾梢澎阮凿彩刨顿偶痊肥远诬臃膨逾涂脖争蛤峭沏奢歪罪怔操作系统课件os06文件6.1-6.3操作系统课件os06文件6.1-6.3,显式链接,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,雇辫似亡悦护衙硕劈守虫陪掖黔猿惯争潞唤靡方盏酚踊中担噶倚站游掩板操作系统课件os06文件6.1-6.3操作系统课件os06文件6.1-6.3,作业,P246 9,蹿呆郧辗铆篱锌睦技菲钡沦产近俐讨即匙笼居砌浓摘腾姓队临缩缎邀产形操作系统课件os06文件6.1-6.3操作系统课件os06文件6.1-6.3,