操作系统教程-Chapter-04(文件系统).ppt

File Systems 第4章 文件系统 长期存储信息 能够存储大量信息 使用信息的进程终止时，信息仍旧存在 多进程能够并发存取有关信息 4.1 用户视角下的文件 文件命名 文件结构 文件类型 文件存取 文件属性 文件操作 文件命名 文件结构 三种文件结构 字节序列 记录序列 树 其他文件 1. 顺序文件 2.索引顺序文件 3.索引文件 4 散列文件 文件类型 (a) 可执行文件 (b) 存档文件 文件存取 顺序存取 从头顺序读取文件的全部字节或记录 不能跳过某一些内容，不能不按顺序读取。可以返回起点，必要时可多次读取该文件。 存储介质是磁盘的情况下，顺序文件很方便 随机存取 可以任意顺序读取字节或记录。 对数据库系统是必要的 指示从何处开始读取文件的两种方法： 每次读操作都给出开始读文件的位置 用一个特殊的seek操作设置当前位置 文件属性 常用的文件属性 文件操作 Create Delete Open Close Read Write Append Seek Get attributes Set Attributes Rename 使用文件系统调用的一个示例程序 (1/2) 使用文件系统调用的一个示例程序(2/2) 目录一级目录系统 单层目录系统 含有四个文件 属于3名用户 两层目录系统 字母表示文件和目录的所有者 层次目录系统 A hierarchical directory system 路径名 UNIX目录树 目录操作 Create Delete Opendir Closedir Readdir Rename Link Unlink Windows 2000/UNIX API 文件系统的实现 (实现者角度) 一个可能的文件系统布局 文件的实现 (1) (a) 为7个文件连续分配空间 (b) 删除文件D和F后磁盘的状态 文件的实现(2) 以磁盘块的链表形式存储文件 文件的实现(3) 在内存中使用文件分配表的链表分配 文件的实现(4) i结点的例子 A UNIX i-node ( V7 File System) 目录的实现 (1) (a) 简单目录，包含固定大小的目录项，在目录项中有磁盘地址和属性 (b) 每个目录项只引用i节点的目录 目录的实现(2) 在目录中处理长文件名的两种方法： (a) 在行中 (b) 在堆中 The UNIX V7 File System (3) 共享文件 (1) 有共享文件的文件系统 共享文件(2) (a) 连接之前的状况 (b) 创建连接之后 (c) 当所有者删除文件后 文件系统管理和优化磁盘空间管理 (1) 实线 (左边标度) 给出磁盘数据率 虚线（右边标度）给出磁盘空间利用率 磁盘空间管理(2) (a) 把空闲表存放在链表中 (b) 位图 磁盘空间管理(3) 在配额表中记录了每个用户的配额 文件系统备份(1) 待转储的文件系统，方框代表目录，圆圈代表文件。被阴影覆盖的项目表示自上次转储以来未修改过。每个目录和文件都被标上其i节点号 文件系统备份(2) 逻辑转储算法所使用的位图 文件系统一致性 文件系统状态 (a) 一致 (b) 块丢失 (c) 空闲表中有重复块 (d) 重复数据块 文件系统性能 (1) 缓冲区高速缓存数据结构 文件系统性能(2) i节点放在磁盘开始位置 磁盘分为柱面组，每组有自己的块和i节点 磁盘碎片整理 操作系统初始安装后，从磁盘的开始位置连续安装了程序与文件。 随着文件被不断创建与删除，磁盘空间会产生很多碎片，影响性能。 磁盘性能的恢复方法：移动文件使他们相邻，并把所有的空闲空间放在一个或多个大的连续区域内。 MS-DOS 文件系统 (1) MS-DOS 的目录项 MS-DOS 文件系统(2) 对应不同块大小的最大分区（空格表示禁止这种组合） Block size File that has not changed * 4.1 文件 4.2 目录 4.3 文件系统的实现 4.4 文件系统管理和优化 文件系统 文件系统服务 文件结构 文件访问 安全，保护 空间分配 数据访问 设备保护 数据文件 磁盘 映射 用户角度 实现者角度 压缩文件 File.zip 一般正文文件 File.txt 为TEX格式化程序准备的输入文件 File.tex PostScript文件 File.ps Pdf格式的文件 File.pdf 目标文件（编译器输出格式，尚未连接） File.o 符合MPEG编码格式的电影 File.mpg 符合MP3音频编码格式的音乐文件 File.mp3 符合JPEG编码标准的静态图片 File.jpg WWW超文本标记语言文档 file.html 帮助文件 File.hlp 符合图形交换格式的图像文件 File.gif