操作系统讲义-第六章.ppt

第六章 文件管理 主要内容 文件管理概述 文件管理概述 6.1 文件和文件系统 6.1 文件和文件系统 6.1 文件和文件系统 6.1 文件和文件系统 6.1 文件和文件系统 6.1 文件和文件系统 6.1 文件和文件系统 6.2 文件的逻辑结构 6.2 文件的逻辑结构 6.2 文件的逻辑结构 6.2 文件的逻辑结构 6.2 文件的逻辑结构 6.3 外存的分配方式 6.3 外存的分配方式 6.3 外存的分配方式 6.3 外存的分配方式 6.3 外存的分配方式 6.3 外存的分配方式 6.3 外存的分配方式 6.3 外存的分配方式 6.3 外存的分配方式 6.4 目录管理 6.4 目录管理 6.4 目录管理 6.4 目录管理 6.4 目录管理 6.4 目录管理 6.5 文件存储空间的管理 6.5 文件存储空间的管理 6.5 文件存储空间的管理 6.6 文件共享与文件保护 6.6 文件共享与文件保护 6.6 文件共享与文件保护 6.7 数据的一致性控制 6.7 数据的一致性控制 6.7 数据的一致性控制 6.7 数据的一致性控制 6.7 数据的一致性控制 6.7 数据的一致性控制 本章小结 本章作业 2. 目录结构 多级目录结构 适用于大型文件系统，可以提高对目录的检索速度和文件系统性能； 又称为树形目录结构，主目录在这里被称为根目录，把数据文件称为树叶，其他目录作为树的结点。 增加和删除目录 如果无重名，则可以创建用户UFD； 分为（1）不删除非空目录（2）可删除非空目录两种 A B C A B D F E D G A J N K J M K A C 1. 空闲表法和空闲链表法 空闲表法 空闲表：连续的存储空间分配； 存储空间的分配与回收：类似于内存的分配与回收。 为文件分配存储空间和内存分配比较类似，同样采取连续分配和离散分配，前者具有较高的文件访问速度，但容易产生零头；后者能有效利用外存空间，但访问速度较慢。 空闲链表法 空闲盘块链：将磁盘所有的空闲空间，以盘块为单位拉成一条链； 空闲盘区链：将所有的空闲盘区（包括若干个盘块）拉成一条链。 —— —— 4 5 15 3 3 9 2 4 2 1 空闲盘块数 第一空闲盘号 序号 2. 位示图法 位示图 定义：利用二进制的一位来表示磁盘中一个盘块的使用情况，“0”表示对应的盘块空闲，“1”表示已分配。 16 … 4 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 3 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 2 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 2. 位示图法 盘块的分配 （1）顺序扫描位示图，找出一个或一组“0”的二进制位； （2）将找到的二进制位转换成相应的盘块号b=n(i-1)+j （3）修改位示图，令map[i,j]=1。 盘块的回收 （1）将回收的盘块号转换成位示图中的行号和列号，i=(b-1) DIV n+1, j=(b-1)MOD n+1； （2）修改位示图，令map[i,j]=0。 3. 成组链接法 1. 基于索引节点的共享方式 连续分配方式 在树型结构的目录中，当有两个（或多个）用户要共享一个子目录或文件时，必须将共享文件或子目录连接到两个或多个用户的目录中； 建立链接时，要把文件的物理地址拷贝到相应目录中去。 随着计算机技术的发展，文件共享的范围扩大，文件系统必须要提供文件共享手段，允许多个用户（进程）共享一份文件。 Test r Test r Wang用户文件目录 Lee用户文件目录 count=2 文件物理地址 索引结点 Test 3. 磁盘容错技术 影响文件安全性的主要因素 人为因素：人们有意或者无意的行为，使系统数据遭到破坏和丢失； 系统因素：系统某部分异常造成数据破坏或丢失； 自然因素：随着时间的推移磁盘数据产生溢出或逐渐消失。 确保文件系统安全性的措施 通过存取控制机制来防止人为因素对系统数据造成的不安全性； 通过磁盘容错技术来访时磁盘故障造成的不安全性； 通过“后备系统”来防止自然因素造成的不安全性。 2. 利用符号链实现文件共享（自己了解） 3. 磁盘容错技术 磁盘容错技术 第一级容错技术SFT-I：最基本的磁盘容错技术，主要用于防止因磁盘表面缺陷所造成的数据丢失，包含双份目录、双份文件及写后读校验等措施； 第二级容错技术SFT-II：主要用于防止由磁盘驱动器和磁盘控制器故障所导致的不能正常工作现象，包括磁盘镜像和磁盘双工等措施； 基于集群技术的容错功能：利用集群系统提高系统的并行处理能力，还可提高系统的可用性，它包括（1）热备份模式（2）互为备份模式（3