[研究生入學(xué)考試]計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)考研輔導(dǎo)講義第4、5章

1、1四、文件管理四、文件管理4.1考試大綱（一）文件系統(tǒng)基礎(chǔ)1文件概念2文件結(jié)構(gòu)順序文件；索引文件；索引順序文件3目錄結(jié)構(gòu)文件控制塊和索引結(jié)點(diǎn)；單級(jí)目錄結(jié)構(gòu)和兩級(jí)目錄結(jié)構(gòu)；樹(shù)形目錄結(jié)構(gòu)。4文件共享共享動(dòng)機(jī)；共享方式；共享語(yǔ)義。5文件保護(hù)訪問(wèn)類型；訪問(wèn)控制。（二）文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)1文件系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)2目錄實(shí)現(xiàn)3文件實(shí)現(xiàn)（三）磁盤(pán)組織與管理1磁盤(pán)的結(jié)構(gòu)2磁盤(pán)調(diào)度算法3磁盤(pán)的管理4.2知識(shí)點(diǎn)歸納4.2.1文件系統(tǒng)基礎(chǔ)文件系統(tǒng)的管理功能是通過(guò)把它所管理

2、的程序和數(shù)據(jù)組織成一系列文件的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的。而文件是指具有文件名的若干相關(guān)元素的集合。元素通常是記錄，而記錄又是一組有意義的數(shù)據(jù)項(xiàng)的集合?；谖募到y(tǒng)的概念，可以把數(shù)據(jù)組成分為數(shù)據(jù)項(xiàng)、記錄和文件三級(jí)。一、文件概念1、數(shù)據(jù)項(xiàng)在文件系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)項(xiàng)是最低級(jí)的數(shù)據(jù)組織形式，可把它分成以下兩種類型：（1）基本數(shù)據(jù)項(xiàng)。用于描述一個(gè)對(duì)象的某種屬性的字符集，是組織中可以命名的最小邏輯數(shù)據(jù)單位，即原子數(shù)據(jù)。（2）組合數(shù)據(jù)項(xiàng)。它是由若干基本數(shù)據(jù)項(xiàng)組成的。簡(jiǎn)

3、稱組項(xiàng)?；緮?shù)據(jù)項(xiàng)除了數(shù)據(jù)名外，還應(yīng)有數(shù)據(jù)類型。2、記錄記錄是一組相關(guān)數(shù)據(jù)項(xiàng)的集合，用于描述一個(gè)對(duì)象在某方面的屬性。一個(gè)記錄應(yīng)包含哪些數(shù)據(jù)項(xiàng)，取決于需要描述對(duì)象的哪個(gè)方面。而在諸多記錄中，為了能唯一地標(biāo)識(shí)一個(gè)記錄，必須在一個(gè)記錄的各個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)中，確定出一個(gè)或幾個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)，把它們的集合稱為關(guān)鍵字。3、文件文件是由創(chuàng)建者所定義的、具有文件名的一組相關(guān)元素的集合，可分為有結(jié)構(gòu)文件和無(wú)結(jié)構(gòu)文件兩種。在有結(jié)構(gòu)的文件中，文件由若干個(gè)相關(guān)記錄組成；而無(wú)結(jié)

4、構(gòu)的文件則被看成是一個(gè)字符流。文件在文件系統(tǒng)中是一個(gè)最大的數(shù)據(jù)單位。此外，文件應(yīng)具有自己的屬性，屬性可以包括：文件類型、文件長(zhǎng)度、文件的物理位置、文件的建立時(shí)間等。3順序文件的最佳應(yīng)用場(chǎng)合是在對(duì)諸記錄進(jìn)行批量存取時(shí)，即每次要讀或?qū)懸淮笈涗洝４藭r(shí)，對(duì)順序文件的存取效率是所有邏輯文件中最高的；此外，也只有順序文件才能存儲(chǔ)在磁帶上，并能有效地工作。在交互應(yīng)用的場(chǎng)合，如果用戶（程序）要求查找或修改單個(gè)記錄，為此系統(tǒng)便要去逐個(gè)地查找諸記錄。這是

5、，順序文件所表現(xiàn)出來(lái)的性能就可能很差，尤其是當(dāng)文件較大時(shí)，情況更為嚴(yán)重。順序文件的另一個(gè)缺點(diǎn)是增加或刪除記錄比較困難。3、索引文件對(duì)于定長(zhǎng)記錄的文件，如果要查找第i個(gè)記錄，可直接根據(jù)下式計(jì)算來(lái)獲得第i個(gè)記錄相對(duì)于第一個(gè)記錄首址的地址：Ai=iL。然而，對(duì)于可變長(zhǎng)度記錄的文件，要查找其第i個(gè)記錄時(shí)，需首先計(jì)算出該記錄的首地址。為此，需順序地查找每個(gè)記錄，從中獲得相應(yīng)記錄的長(zhǎng)度Li，然后才能按下式計(jì)算出第i個(gè)記錄的首址。假定在每個(gè)記錄前用一

6、個(gè)字節(jié)指明該記錄的長(zhǎng)度，則Ai=，可見(jiàn)，對(duì)于定長(zhǎng)記錄，除了可以方便地實(shí)現(xiàn)順序存取外，還可較方便iLiii????10地實(shí)現(xiàn)直接存取。然而對(duì)于變長(zhǎng)記錄就較難實(shí)現(xiàn)直接存取。為了解決這一問(wèn)題，可為變長(zhǎng)記錄文件建立一張索引表，對(duì)主文件中的每個(gè)記錄，在索引表中設(shè)立一個(gè)相應(yīng)的表項(xiàng)，用于記錄該記錄的長(zhǎng)度L和指向該記錄的指針（指向該記錄在邏輯地址空間中的首址）。由于索引表是按記錄鍵排序的，因此，索引表本身是一個(gè)定長(zhǎng)記錄的順序文件，從而可以方便地實(shí)現(xiàn)直接

7、存取。如圖41示出了索引文件的組織形式。索引號(hào)長(zhǎng)度m指針ptrR00m0R11m1……Riimi……索引表邏輯文件圖41索引文件的組織在對(duì)索引文件進(jìn)行檢索時(shí)，首先是根據(jù)用戶提供的關(guān)鍵字，并利用折半查找法去檢索索引表，從中找到相應(yīng)的表項(xiàng)；再利用該表項(xiàng)中給出的指向記錄的指針值，去訪問(wèn)所需的記錄。而每當(dāng)要向索引文件中增加一個(gè)新記錄時(shí)，便需對(duì)索引表進(jìn)行修改。由于索引文件可有較快的檢索速度，故它主要用于對(duì)信息處理的及時(shí)性要求較高的場(chǎng)合。使用索引文

8、件的主要問(wèn)題是，它除了有主文件外，還需配置一張索引表，而且每個(gè)記錄都要有一個(gè)索引項(xiàng)，因此提高了存儲(chǔ)費(fèi)用。4、索引順序文件索引順序文件可能是最常見(jiàn)的一種邏輯文件形式。它有效地克服了變長(zhǎng)記錄文件不便于直接存取的缺點(diǎn)，而且所付出的代價(jià)也不算太大。它是順序文件和索引文件想結(jié)合的產(chǎn)物。將順序文件中的所有記錄分為若干個(gè)組（例如50個(gè)記錄為一組）；為順序文件建立一張索引表，在索引表中為每組中的第一個(gè)記錄建立一個(gè)索引項(xiàng)，其中含有該記錄的鍵值和指向該記錄