第6章文件管理.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,6,章 文件管理,介绍文件与文件系统的有关概念和问题,本章学习目标,文件、文件系统、文件目录、目录项、文件共享等基本概念及文件的分类,文件的两种逻辑结构及两种存取方法,文件的三种物理结构：连续结构、链接结构及索引结构,三种目录结构：单级、二级、多级目录结构,文件的共享及保护,6.1,文件与文件系统,6.2,文件的逻辑结构,6.3,文件的物理结构,6.4,文件目录,6.5,文件的操作,6.6,文件的共享与保护,6.7,文件的完整性,6.8,外存空间的管理,6.1,文件与文件系统,一、文件与文件系统的概念,二、文件的分类、属性及文件系统的功能,一、文件与文件系统的概念,1,文件的定义,文件是具有标识符（文件名）的一组相关信息的集合字符流：流式文件，用于,UNIX,、,DOS,系统记录：记录式文件，用于信息管理设备：赋予特殊文件名的文件2,文件系统的定义,是操作系统中负责存取和管理文件信息的机构二、文件的分类、属性及文件系统的功能,1.,文件的分类,按用途分类：,（,1,）系统文件,（,2,）用户文件,（,3,）库文件,按文件中的数据形式分类：,（,1,）源文件,（,2,）目标文件,（,3,）可执行文件文件,按保护方式类：,（,1,）只读文件,（,2,）读写文件,（,3,）执行文件,按文件的性质类：,（,1,）普通文件,（,2,）目录文件,（,3,）特殊文件,二、文件的分类、属性及文件系统的功能,2.,文件的属性,(1),文件类型：从不同角度确定类型,(2),文件长度：文件的当前长度,(3),文件的位置：在哪一设备上或在设备的什么位置,(4),文件的存取控制：读、写或执行等控制,(5),文件的建立时间：文件最后的修改时间,二、文件的分类、属性及文件系统的功能,3.,文件系统的功能,(1),用户执行创建、修改、删除读写文件的命令。

2),用户能以合适的方式构造其他的文件3),用户能在系统的控制下，共享其他用户的文件4),允许用户用符号名访问文件5),系统应有转存和恢复文件的能力，以防止意外事故的发生6),系统应提供可靠保护及保密措施6.2,文件的逻辑结构,1.,逻辑结构：文件的组成形式文件的逻辑结构可分为以下两类有结构的文件：记录式文件1),等长记录文件它指文件中所有记录的长度都是相等的2),变长记录文件它指文件中各记录的长度不相同无结构文件：流式文件，如源程序、库函数2.,存取方法：两种,顺序存取随机存取随机存取又称直接存取，在存取时必须先确定进行存取时的起始位置（如记录号、字符序号等）6.3,文件的物理结构,物理结构：外存上的存储组织形式,1.,连续结构,可顺序、随机存取,可快速存取,不利于文件的扩充、删除,2.,链接结构,只可顺序存取,不指明文件长度,易于扩充、删除,3.,索引结构,文件的连续结构,文件的链接结构,文件的索引结构,文件的多重索引结构,6.4,文件目录,文件目录：文件名与文件物理位置的对应关系1.,单级目录结构,文件多时，搜索文件的时间长,文件不可重名,2.,二级目录结构：主目录用户文件目录,搜索文件时间变短,基本解决文件重名,3.,多级目录结构：树形目录结构,层次清楚,解决重名,查找速度快,单级目录结构,文件名,文件,物理位置,日期,时间,其他,信息,C,bsc,Wps,二级目录结构,多级目录结构,6.5,文件的操作,1,对文件的操作,（,1,）创建文件,（,2,）删除文件,（,3,）打开文件,（,4,）读文件,（,5,）写文件,（,6,）关闭文件,2,对记录的操作,（,1,）读操作,（,2,）写操作,（,3,）查找,（,4,）修改,（,5,）插入,（,6,）删除,6.6,文件的共享与保护,1,文件的共享,2,文件的保护,3,口令,4,密码,1,文件的共享,(1),绕弯路法,“*”表示一个目录的父目录,例如：当前目录为,R,用户访问文件,14,，使用路径：,*,/*/A/C/M,用户访问文件,7,，使用路径：,*,/*/A/D,（,a,）,对文件的连接 （,b,）,对目录的连接,1,文件的共享,(2),连接法,2,文件的保护,(1),存取控制矩阵,文件,用户,1,2,3,4,5,6,7,8,1,0,1,0,0,1,0,0,1,2,1,0,1,0,0,1,0,0,3,0,0,0,1,0,0,1,0,4,0,1,0,1,0,1,0,0,5,1,0,1,0,1,0,0,1,6,0,0,0,1,1,1,0,0,7,0,1,1,0,0,0,1,0,2,文件的保护,(2),存取控制表,文件存取权限：,E,：只执行,R,：只读,W,：只写,B,：只在文件尾写,D,：删除,文件,用户,WW,文件名,RWE,B,组,R,B,组,W,C,组,E,其他,NONE,3,口令,使用口令的优点是：简便，节省空间。

使用口令缺点是：,（,1,）可靠性差口令易被窃取2,）存取控制不易改变3,）保护级别少,4,密码,一种简单的做法：,建立文件时，利用一个代码键启动一个随机数发生器，产生一系列随机数，由文件系统将这些相继的随机数依次加到文件的字节上去，译码时用相同的代码键启动随机数发生器，从存入的文件中依次减去所得到的随机数，文件就还原了在此种措施中，代码键不存入系统文件主只将代码键告诉允许访问该文件的用户，而系统程序员是不知道的特点：,保密性强,节省存储空间,必须花费大量的编码和译码时间，增加系统的开销,6.7,文件的完整性,1.,周期性转储,周期性转储指按固定的时间周期把存储器中所有文件的内容转存到某种介质上当文件遭到破坏后，可使用介质上的文件拷贝将文件恢复到最后一次转存时的状态2.,增量转储,增量转储指每隔一定时间，将所有被修改过的文件和新文件转储到介质上通常系统对这些修改过的文件及新文件要作标记，在转储后将该标记消除3.,共同缺点,最后一次转储到故障发生，不可恢复6.8,外存空间的管理,一、外存的主要技术参数,二、空闲块的管理,三、分配策略,四、磁盘的驱动调度,一、外存的主要技术参数,外存是保存文件的介质，是文件系统功能强弱的重要因素，常见的外存有磁带、磁盘、磁鼓等。

主要技术参数：,（,1,）容量,（,2,）物理尺寸,（,3,）访问方法,（,4,）传输速率,（,5,）查询时间,（,6,）延迟时间,（,7,）可拆卸性,二、空闲块的管理,1,空闲文件目录,2,空闲块链,3,位示图,1,空闲文件目录,序号,1,2,3,4,5,第一个空闲块号,3,8,20,31,空闲块个数,2,4,3,5,空闲块号,3.4,8.9.10.11,20.21.22,31.32.33.34.35,2,空闲块链,3,位示图,1,1,1,1,0,1,1,0,0,0,0,1,0,0,0,1,1,1,1,1,0,1,1,0,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,1,1,0,1,0,1,0,1,1,0,0,0,0,1,1,1,1,0,1,1,0,0,0,0,1,0,0,0,1,1,1,1,1,0,1,1,0,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,1,1,0,1,0,1,0,1,1,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,三、分配策略,空闲块的分配有静态和动态两种。

在静态分配中，用户在建立文件时宣布文件的大小，系统一次分配其所需要的全部区域静态分配适用于对连续文件的分配在动态分配中，用户在建立一个文件时，系统并不分配存储空间，而是每次写信息时按所写信息的大小进行分配动态分配方式适用于链接结构的文件和索引结构的文件四、磁盘的驱动调度,1.,解决磁盘驱动问题的方法：采用驱动调度算法,2.,驱动调度：,移臂调度算法（先）,先来先服务算法（,FCFS,）,最短时间优先算法（,SSTF,）,扫描算法（,SCAN,）,循环扫描算法（,CSCAN,）,旋转调度算法（后）,例题：移臂调度,当前存储臂处于,0,号柱面,存取臂移动顺序为：,0-7-7-7-40-2,效果：需要来回移动存取臂,如果将输入输出请求柱面次序更改为：,0-2-7-7-7-40,效果：很大程度的节约移臂时间,柱面号,磁道号,物理,记录号,7,4,1,7,4,8,7,4,5,40,6,4,2,7,7,例题：旋转调度,对,7,号柱面上的三个输入输出请求，顺序为：,1-8-5,效果：需旋转两圈才能完成,如果将输入输出请求柱面次序更改为：,1-5-8,效果：只需旋转一圈就可完成,柱面号,磁道号,物理,记录号,7,4,1,7,4,5,7,4,8,FCFS,调度算法,（从,100,号磁道开始）,被访问的下一个磁道号,移动距离（磁道数）,55,45,58,3,39,19,18,21,90,72,160,70,150,10,38,112,184,146,平均寻道长度：,55.3,SSTF,调度算法,（会出现进程“饥饿”现象）,（从,100,号磁道开始）,被访问的下一个磁道号,移动距离（磁道数）,90,10,58,32,55,3,39,16,38,1,18,20,150,132,160,10,184,24,平均寻道长度：,27.5,SCAN,调度算法,（又称为电梯调度算法）,（从,100,号磁道开始，向磁道号增加方向访问）,被访问的下一个磁道号,移动距离（磁道数）,150,50,160,10,184,24,90,94,58,32,55,3,39,16,38,1,18,20,平均寻道长度：,27.8,电梯调度算法流程图,电梯调度算法的工作流程：存取臂移到一个方向上最远的所请求的柱面之后，一旦没有访问请求，存取臂就改变移动方向。

CSCAN,调度算法,（磁头单向移动）,（从,100,号磁道开始，向磁道号增加方向访问）,被访问的下一个磁道号,移动距离（磁道数）,150,50,160,10,184,24,18,166,38,20,39,1,55,16,58,3,90,32,平均寻道长度：,35.8,。