2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、第11章文件管理,,本章基本內(nèi)容與要求,基本內(nèi)容基本概念與術(shù)語文件的結(jié)構(gòu)文件目錄文件存儲(chǔ)空間的管理文件的共享文件的存取控制,本章基本內(nèi)容與要求,要求掌握基本概念與術(shù)語掌握文件的結(jié)構(gòu)、文件目錄、文件存儲(chǔ)空間的管理了解文件的共享、文件的存取控制,11.1 基本概念與術(shù)語,,1.文件與文件系統(tǒng)的概念文件具有標(biāo)識(shí)符(文件名)的一組相關(guān)信息的集合。包括兩部分:文件體,即文件本身的信息;文件屬性,即文件存儲(chǔ)和管理信息,如文

2、件名、文件內(nèi)部標(biāo)識(shí)、文件存儲(chǔ)地址、訪問權(quán)限和訪問時(shí)間等文件系統(tǒng)操作系統(tǒng)中負(fù)責(zé)存取和管理文件信息的機(jī)構(gòu)。由管理文件所需的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(如文件控制塊,存儲(chǔ)分配表等)和相應(yīng)的管理軟件以及訪問文件的一組操作組成。,11.1基本概念與術(shù)語,,2.文件分類從操作系統(tǒng)的角度講,文件按組織形式可分為普通文件、目錄文件、特殊文件另外按照文件的邏輯結(jié)構(gòu)可分為有結(jié)構(gòu)文件(記錄式文件)和無結(jié)構(gòu)文件(流式文件);按照文件的存取控制屬性分為可執(zhí)行文件、只讀文

3、件和讀寫文件;按文件的物理結(jié)構(gòu)分為順序(連續(xù))文件、鏈接文件和索引文件。,11.1基本概念與術(shù)語,,3.文件存取控制方法與存儲(chǔ)設(shè)備 用戶通過對(duì)文件的存取來完成對(duì)文件的修改、追加和搜索等操作。常用的存取方法有三種: 順序存取法,隨機(jī)存取法(直接存取法)和按鍵存取法。 常用的存儲(chǔ)設(shè)備有磁盤、光盤、磁帶等。其中磁盤又可分為硬盤和軟盤。由于存儲(chǔ)設(shè)備的特性決定了文件的存取設(shè)備和方法,11.2 文件的結(jié)構(gòu),文件的邏輯結(jié)構(gòu)文件的物理結(jié)構(gòu),1

4、.文件的邏輯結(jié)構(gòu),文件的邏輯結(jié)構(gòu)是用戶可見結(jié)構(gòu)。按文件的邏輯結(jié)構(gòu)可分為有結(jié)構(gòu)文件和無結(jié)構(gòu)文件。有結(jié)構(gòu)文件是指由若干個(gè)相關(guān)的記錄構(gòu)成的文件,又稱記錄式文件。這種文件又分為定長記錄文件和變長記錄文件。變長記錄文件包括順序文件、索引文件和索引順序文件。 無結(jié)構(gòu)文件又稱流式文件,組成流式文件的基本信息單位是字節(jié)或字,其長度是文件中所含字節(jié)的數(shù)目,如大量的源程序,庫函數(shù)等采用的就是流式結(jié)構(gòu)。文件長度以字節(jié)為單位。對(duì)流式文件的訪問,是采用讀寫指

5、針來指出下一個(gè)要訪問的字符??梢园蚜魇轿募醋魇怯涗浭轿募囊粋€(gè)特例。UNIX、Windows中,所有的文件都被看作是流式文件。,2.文件的物理結(jié)構(gòu),文件的物理結(jié)構(gòu),又稱為文件的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu),是指文件在外存上的存儲(chǔ)組織形式。事實(shí)上,由于文件的物理結(jié)構(gòu)決定了文件信息在存儲(chǔ)設(shè)備上的存儲(chǔ)位置,因此,文件信息的邏輯塊號(hào)(邏輯地址) 到物理塊號(hào)(物理地址) 的變換也是由文件的物理結(jié)構(gòu)決定的。常用的文件物理結(jié)構(gòu)有連續(xù)分配、鏈接分配與索引分配。,2.

6、1連續(xù)分配,連續(xù)分配是一種最簡單的物理文件結(jié)構(gòu)。它把一個(gè)在邏輯上連續(xù)的文件信息依次存放到物理塊中,為每個(gè)文件分配一組相鄰的盤塊。連續(xù)分配的優(yōu)點(diǎn)是算法簡單,支持順序存取和隨機(jī)存取,順序存取速度快,另外所需的磁盤尋道次數(shù)和尋道時(shí)間最少。連續(xù)分配的缺點(diǎn)是文件不能動(dòng)態(tài)增長,文件存取要求有連續(xù)的存儲(chǔ)空間,必須事先知道文件的長度,要預(yù)留空間,預(yù)留過大則造成空間浪費(fèi);不利于文件插入和刪除;會(huì)產(chǎn)生外部碎片問題,解決要采用存儲(chǔ)壓縮技術(shù)。,2.1連續(xù)分

7、配,,,2.2 鏈接分配,鏈接分配是將文件存儲(chǔ)在離散的盤塊中,離散的盤塊之間通過指針鏈接。將同屬于一個(gè)文件的多個(gè)離散的盤塊鏈接成一個(gè)鏈表,由此所形成的物理文件稱為鏈接文件。鏈接文件盤塊動(dòng)態(tài)分配,無外碎片。,,2.2 鏈接分配,顯式鏈接文件目錄和FAT表,,,2.3索引分配,一個(gè)文件的信息存放在若干不連續(xù)物理塊中,系統(tǒng)為每個(gè)文件建立一個(gè)專用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)——索引表,并將這些塊的塊號(hào)存放在一個(gè)索引表中。索引分配通過為每個(gè)文件分配一個(gè)索引塊,存放索

8、引表,記錄文件的盤塊號(hào),文件目錄項(xiàng)中保存索引塊的盤塊號(hào)。,,,,,2.3索引分配,索引分配保持了鏈接結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn),又克服了其缺點(diǎn);即能順序存取又能隨機(jī)存?。煌瑫r(shí)滿足了文件動(dòng)態(tài)增長、插入刪除的要求。索引分配的缺點(diǎn)是需較多的尋道次數(shù)和尋道時(shí)間,此外索引塊本身帶來了系統(tǒng)開銷。,,,,,11.3 文件目錄,文件控制塊(FCB)文件的目錄結(jié)構(gòu),1.文件控制塊(FCB),一個(gè)文件包括兩部分:文件說明和文件體,文件體指文件本身的信息,文件說明有時(shí)也

9、叫文件控制塊(FCB)。文件控制塊的有序集合即為文件目錄,每一個(gè)文件控制塊就是一個(gè)文件目錄項(xiàng)。文件目錄是一種文件,稱為目錄文件。文件系統(tǒng)利用目錄文件完成按名存取和對(duì)文件信息的共享與保護(hù)。 FCB中包括基本信息類、存取控制信息類和使用信息類。其中基本信息類中包含文件名、文件內(nèi)部標(biāo)識(shí)、文件物理位置、文件邏輯結(jié)構(gòu)和文件的物理結(jié)構(gòu)等信息。,2.文件的目錄結(jié)構(gòu),文件的目錄結(jié)構(gòu)關(guān)系到文件系統(tǒng)的存取速度、文件的共享性、文件的安全性。文件目錄可分為

10、單級(jí)目錄、二級(jí)目錄和多級(jí)目錄。(1) 單級(jí)目錄單級(jí)目錄是一種最簡單、最原始的目錄結(jié)構(gòu)。整個(gè)目錄組織是一個(gè)線性結(jié)構(gòu),系統(tǒng)中的所有文件都建立在一張目錄表中。每個(gè)文件的信息占用一個(gè)目錄項(xiàng)。優(yōu)點(diǎn):簡單,易于實(shí)現(xiàn),實(shí)現(xiàn)了“按名存取”。缺點(diǎn):在文件較多時(shí),查找速度慢、不允許重名和不便于實(shí)現(xiàn)文件共享(即別名問題,一個(gè)文件有多個(gè)不同的文件名)。,,,,2.文件的目錄結(jié)構(gòu),(2) 二級(jí)目錄各個(gè)文件的說明信息被組織成目錄文件,且以用戶為單位把各自

11、的文件說明劃分為不同的組。然后,把這些不同的組名和有關(guān)存取控制信息存放在主目錄(MFD)目錄項(xiàng)中。與主目錄 MFD相對(duì)應(yīng),用戶文件的文件說明所組成的目錄文件被稱為用戶文件目錄(UFD)。,,,,2.文件的目錄結(jié)構(gòu),(3) 多級(jí)目錄(樹型目錄)多級(jí)目錄結(jié)構(gòu)由根目錄和各級(jí)目錄組成,為管理上的方便,除根目錄外,其它各級(jí)目錄均以文件的形式組成目錄文件。根目錄中的每個(gè)目錄項(xiàng)可以對(duì)應(yīng)一個(gè)目錄文件,也可以對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)據(jù)文件,同樣目錄文件中的每個(gè)目

12、錄項(xiàng)可以對(duì)應(yīng)一個(gè)目錄文件,也可以對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)據(jù)文件。如此類推,就形成多級(jí)目錄結(jié)構(gòu)。,,,,(3) 多級(jí)目錄(樹型目錄),,,,(3) 多級(jí)目錄(樹型目錄),路徑名:從樹的根(即主目錄)開始, 把全部目錄文件名與數(shù)據(jù)文件名,依次地用“/”連接起來, 即構(gòu)成該數(shù)據(jù)文件的路徑名(path name)。相對(duì)路徑(relative path name):把從當(dāng)前目錄開始直到數(shù)據(jù)文件為止所構(gòu)成的路徑名絕對(duì)路徑(absolute path name

13、):從樹根開始的路徑名。優(yōu)點(diǎn):層次清晰,便于管理和保護(hù);便于文件共享;有利于文件分類;解決了重命名問題;引入當(dāng)前路徑或索引接點(diǎn),提高了檢索速度;并能夠進(jìn)行存取權(quán)限的限制。,,,,11.4 文件存儲(chǔ)空間管理,空閑表法空閑鏈表法成組鏈接法,1.空閑表法,,,,為所有空閑區(qū)(含多個(gè)空閑盤塊)建立一張空閑表,每個(gè)空閑區(qū)對(duì)應(yīng)一個(gè)空閑表項(xiàng),包括表項(xiàng)序號(hào)、空閑區(qū)第一個(gè)盤塊號(hào)、空閑區(qū)長度(塊數(shù)),2.空閑鏈表法,,,,就是把空閑盤塊或空閑盤區(qū)用鏈

14、表方式組織在一起,該方法可分為空閑盤塊鏈表法和空閑盤區(qū)鏈法??臻e盤塊鏈法 以盤塊為單位拉成一條鏈。當(dāng)用戶創(chuàng)建文件請求申請空間時(shí),系統(tǒng)從鏈?zhǔn)组_始,依次摘下適當(dāng)數(shù)目的空閑盤塊分配給用戶;當(dāng)用戶刪除文件釋放空間時(shí),系統(tǒng)把回收的盤塊插入鏈尾??臻e盤區(qū)鏈法 以盤區(qū)(每個(gè)盤區(qū)包含若干個(gè)盤塊)為單位拉成一條鏈。分配盤區(qū)的方法與動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配類似,采用FF或者BF等策略;回收的時(shí)候也要考慮分區(qū)的合并。,3.成組鏈接法,,,,可看作空閑塊鏈接法

15、的擴(kuò)展,UNIX系統(tǒng)采用該方法。 將文件區(qū)中的所有盤塊等分成若干組(假定每組含m塊),把每一組含有的盤塊總數(shù)和該組所有的盤塊號(hào)記入前一組的第一個(gè)盤塊,這樣所有空閑塊就通過每組的第一個(gè)盤塊鏈接起來;最末一組只有m-1個(gè)盤塊,因此倒數(shù)第二組所記錄的下一組盤塊數(shù)為m-1,同時(shí)用于記錄第m個(gè)塊的位置的號(hào)數(shù)設(shè)置NIL,表示空閑盤塊鏈的結(jié)束。 設(shè)置一個(gè)堆棧(一般在內(nèi)存中),即空閑盤塊號(hào)棧S(臨界資源),用于存放當(dāng)前可用的一組(第一組)空閑盤

16、塊的盤塊號(hào)以及棧中尚有的空閑盤塊號(hào)數(shù)N;將第一組的盤塊總數(shù)和所有盤塊號(hào)記入空閑盤塊號(hào)棧,作為當(dāng)前可供分配的空閑盤塊號(hào),,,3.成組鏈接法,,,,,,11.5 文件的共享,常用的共享方式有基于索引節(jié)點(diǎn)的共享方式和利用符號(hào)鏈接實(shí)現(xiàn)的共享方式。基于索引節(jié)點(diǎn)的共享方式是將索引節(jié)點(diǎn)與文件目錄分開,通過不同的目錄指向同一索引節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)共享。文件的刪除需要看文件的鏈接數(shù)??梢酝ㄟ^多個(gè)文件名,鏈接到同一個(gè)索引接點(diǎn)上,故可以建立同一個(gè)文件的多個(gè)彼此平等的

17、別名。當(dāng)文件主刪除文件時(shí),只能等到鏈接計(jì)數(shù)count=0時(shí),才能真正刪除該文件?;诜?hào)鏈接的共享方式是在利用符號(hào)鏈方式實(shí)現(xiàn)文件共享時(shí),只是文件主才擁有指向其索引結(jié)點(diǎn)的指針;而共享該文件的其他用戶,則只有該文件的路徑名,并不擁有指向其索引結(jié)點(diǎn)的指針。,11.6 文件的存取控制,文件的存取控制有多種實(shí)現(xiàn)方式,下面介紹3種,分別為按用戶分類的存取控制權(quán)限、存取控制矩陣和口令方式。Unix使用按用戶分類的存取控制權(quán)限,即在文件存取控制上把

18、用戶分為創(chuàng)建者(owner)、同組用戶(group)和一般用戶(public)三種。權(quán)限有可讀(R)、可寫(W)和可執(zhí)行(X)三種。使用Unix命令chmod可設(shè)置某文件的權(quán)限,11.6 文件的存取控制,存取控制矩陣方式以一個(gè)二維矩陣來進(jìn)行存取控制。二維矩陣的一維是所有的用戶,另一維是所有的文件。對(duì)應(yīng)的矩陣元素則是用戶對(duì)文件的存取控制權(quán),包括讀R,寫W和執(zhí)行X。,11.6 文件的存取控制,口令方式有兩種:當(dāng)用戶進(jìn)入系統(tǒng),為建立終端進(jìn)程

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