操作系统 ---- 文件管理.ppt

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1、第六章文件管理概述引入文件管理的必要性：计算机的两大功能：计算和存储除了利用计算机的巨大的计算能力之外，另一个主要功能，就是来存储大量的数据文件系统的功能就是让人可以方便地存取数据文件系统是平常我们接触到的最多的功能之一，许多的操作，都是跟文件系统在打交道比如说：切换目录，查看文件，复制文件，删除文件进一步说，内存管理，进程管理，都和文件系统有密切的联系文件系统可以看做是对使用磁盘的抽象，使人们可以不用去管磁盘具体是如何来存储，读取数据文件系统屏蔽了底层的磁盘使用上面的繁琐细节，而用一种简单的逻辑结构呈现给用户文

2、件系统的设计目标---让用户可以仅凭文件名来操作文件正式的定义文件系统的主要功能：提供信息的存储、检索、更新、共享、保护，并提供一套文件操作方法主要功能：文件按名存取目录的建立与维护文件的查找与定位文件存储空间的分配与管理提供文件的存取方法和存储结构实现文件的共享、保护和保密提供一组易用的文件操作和命令提供与设备管理交互的统一接口文件系统实现的关键点：设计文件系统的逻辑结构设计文件系统的物理结构设计逻辑结构到物理结构的映射简单地讲，文件系统包括两大要素：文件：保存的信息的组织形式目录：保存文件的有关信息文件

3、系统就是对文件和目录的组织和操作文件定义：由文件名所标识的一组信息的集合如果要做到呈献给用户一个容易使用的文件形式，则要做到以下几点：按名存取实现安全可靠高效组织存储空间提供共享功能与“文件”有关的基本概念，即普通用户的角度的文件的一些逻辑结构要素：文件名、文件类型、文件属性、文件寻址方式、文件内容组织、文件格式、文件访问、文件操作等文件名是文件主要的存取根据，文件系统的设计目标就是能够按照文件名来操作文件各个系统对文件名有不一样的安排，比如有些系统有大小写要求，有些对文件名长度有要求，有些系统凭后缀名来识别文件类

4、型，等等文件名有一个问题，就是可能会重名，这个问题是通过“目录”来解决的文件类型：以Linux为例，一般有以下几种文件类型：普通文件、目录文件、块设备文件，字符设备文件、管道文件、套接字文件等，他们分别有不同的作用文件属性比如文件的拥有者、组拥有者、文件权限、文件的时间（创建时间、最后访问时间、最后修改时间等）、上锁标志、文件口令等文件寻址方式：一般都是按照文件的位置来寻找文件，例如文件的路径，也可以通过文件的内容来进行寻址比如图片搜索，p2p软件下载等，均是通过文件内容来搜索，而非文件名称文件内容组织：有结构的

5、文件：文件内容组成部分之间是有一定的结构的无结构的文件：都以字节流的形式存放，具体里面什么内容，由应用程序自己来识别，内核不管从内核的设计角度来说，它应该只管文件是存哪，怎么取，文件的内容是什么，它无需知道，因此第二种方式更好文件格式有些文件是没有特定格式的，比如纯文本文件，但另一些文件，需要专门开辟一块区域，保存这个文件某些内容是干什么用的比如可执行文件的文件头部，都有专门的区域，记录文件中哪些是代码部分，哪些是数据部分，等等unix可执行文件格式魔数文本尺寸数据尺寸BSS尺寸符号表尺寸程序入口文本数据重定位表符

6、号表文件格式往往是一种行业标准，设计好之后，由不同厂商开发的软件来读取、处理，实现信息的共享。文件访问：一般来说，有顺序访问、随机访问、索引访问几种方式顺序访问：早期的存储介质，如磁带，只能进行顺序访问，即先访问了前面的内容，才能访问之后的内容随机访问：像磁盘，光盘这样的介质，就可以根据位置，直接跳到所在的位置，如果文件系统是在内存中的话，更是可以实现随机访问索引访问：为加快文件的存取，可以建立索引，通过索引来存取文件，这是数据库文件常用的方式目录简单说来，目录就是存放了文件的信息，我们首先通过目录，然后才能找到文件直观

7、上看了，目录中存放了文件，以及其他目录，从而组成了一个树形结构每个目录都有至少有两个特殊的文件：.指当前目录..指上级目录于是文件系统的任务就可以归纳为以下几个：文件的逻辑结构管理目录的管理文件的逻辑结构与物理地址的转换目录的实现，一般都是采用层次式：整个目录组织成类似树型的结构目录也是一种特殊的文件---记录其他文件信息的文件为什么需要目录？目录是一种数据结构，用来记录文件所在的逻辑位置以及文件其他的一些信息目录的作用，很类似于内存管理中，提供给用户虚拟地址的这种效果各种操作系统都有不同的目录机制，但都具有一些共

8、同点：树状结构具有相对路径与绝对路径共享与链接文件系统的实现对于普通用户，只需要关心怎么使用文件系统，而对操作系统的设计者来说，更要关心如何来实现用户的要求设计文件系统需要关注的问题：文件系统的布局文件如何实现目录如何实现如何实现共享磁盘空间如何管理文件系统的布局首先要了解一下磁盘的大致