第七节文件系统及接口教案分析.ppt

第七节 文件系统及接口 7、1 文件和文件系统 一、关于文件： 定义：文件是具有文件名的一组相关信息的集合。从结构上可分为有结构的记录式文件和无结构的字符流式文件，在文件系统中，文件是一个最大的数据单位。 文件属性通常包括： 1）文件类型━可从不同角度来规定其类型； 2）文件长度━单位可以是字节、字或块； 3）物理位置━指示文件当前所处设备及具体位置； 4）存取控制━规定各类用户对该文件的访问权限； 5）建立时间━通常指文件最后一次被修改的时间； 记录：一组相关数据项的集合，有结构文件的基本单位 数据项：数据组织中可以命名的最小逻辑数据单位，即组成记录的原子数据。 二、文件分类方法： 按用途分类：系统文件、用户文件、库文件；其中系统文件只允许用户调用，不允许用户读和修改。 按文件中的数据形式分类：源文件、目标文件、可执行文件；其中源文件通常由ASCII码或汉字组成，目标文件是已经编译但尚未链接的二进制文件，可执行文件则是编译且链接后所形成的文件。 按存取控制属性分类：只执行文件、只读文件、读写文件；这些都是为已核准用户规定的访问权限。 按逻辑结构分类：有结构记录式文件、无结构流式文件 按物理结构分类：顺序文件、链接文件、索引文件 三、文件系统模型 该模型分为三个层次，最底层是被操作对象及其相关属性；最上层是系统提高给用户的接口；中间是文件系统功能实现的核心软件层，它是实现操作的软件集合。 四、文件系统的功能 1）文件存储空间的管理； 2）对文件目录的管理； 3）地址映射； 4）文件的读、写管理； 5）文件的共享与保护； 在这些功能的实现中，通常又进一步划分成几个层次（如上图所示）。其中有的层次用于处理物理文件系统；有的层次用于处理逻辑文件系统。 五、文件系统的接口 1）命令接口：用户可以从终端键入命令实现操作； 2）程序接口：用户程序可通过系统调用实现操作； 3）GUI接口：用户可在图形窗口点击鼠标实现操作。 六、文件操作 ☆对记录的操作━用户用得最多的一类操作： 1）检索一个文件中的所有记录；例如：统计成绩。 2）检索一个文件中的某个记录；例如：查找。 3）插入一个新记录到文件中的适当位置； 4）对一个检索到的特定记录进行修改； 5）删除一个已存在文件中的指定记录； ☆对文件的操作━用户通常需要进行的操作： 1）创建/删除文件；需分配或回收必要的外存空间。 2）读 / 写文件；需知道相应文件的文件名和内存地址 3）截断文件；对旧文件，当文件名和其属性无改变时，可放弃原有文件的内容，将其长度设为0。 4）设置文件的读 / 写位置；用于设置文件读 / 写指针 7、2 目录管理及文件共享保护 一、文件控制块和索引结点 ☆文件控制块（FCB)━包含三类信息： 1）基本信息： 文件名。用于标识文件； 文件物理位置。包括设备名、盘块号、文件长度； 文件逻辑结构。指示文件为流式文件/记录式文件 2）存取控制信息：文件主权限； 核准用户权限； 一般用户权限； 3）使用类信息：文件的建立日期和时间； 文件上一次修改的日期和时间； 当前使用信息。包括当前已打开该文件的进程数，是否被其它文件锁住、在内存中被修改否 ☆关于索引结点 1)索引结点的引入:当文件 很多时,其目录项可能要占很多空间,也影响检索速度.实际检索中只用到了文件名,当被检索的文件名相匹配时才需目录项的实际地址,因此可将文件名与文件属性信息分离,这样,属性信息就单独形成一个索引结点的数据结构. 2)磁盘索引结点━每个文件有唯一一个磁盘索引结点 包括: 文件主标识；文件类型；文件存取权限；文件物理地址；文件长度；文件连接计数；文件存取时间。 3）内存索引结点━文件打开时将索引结点拷贝到内存 包括：①索引结点编号：标识内存索引结点；②状态：指示该i结点是否已上锁或已被修改；③访问计数：即当前有多少个进程访问过；④文件所在设备的逻辑设备号；⑤链接指针：包括指向空闲链表和散列队列的指针 二、目录结构和查询技术 ☆目录结构 1）单级目录结构━整个系统建立一张目录表；特点：简单，但查找速度慢，不允许重名，不便于文件共享。 2）两级目录结构━每个用户建立一个单独的用户文件目录，用户在其目录下可以根据需要创建文件；特点：提高了检索速度；在不同的用