第 5 章 文件管理

1、第 5 章 文件管理,文件系統(tǒng)的引入文件系統(tǒng)的功能文件組織；邏輯組織和物理組織。文件控制快（FCB）文件目錄磁盤空間的管理文件共享和保護(hù)文件的使用,文件系統(tǒng)的引入,早期的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：用戶自己管理程序和數(shù)據(jù)。大容量的存儲(chǔ)設(shè)備的出現(xiàn)（磁帶，磁盤）如何區(qū)分存儲(chǔ)設(shè)備上的不同數(shù)據(jù)？如何存取設(shè)備上的數(shù)據(jù)？如何保護(hù)設(shè)備上的數(shù)據(jù)不被非法使用？如何實(shí)現(xiàn)不同用戶共享文件？引入了一個(gè)邏輯概念：文件。,文 件,命名了的數(shù)據(jù)項(xiàng)的集

2、合。每一個(gè)文件都有一個(gè)唯一的文件名。對(duì)文件實(shí)現(xiàn)“按名存取”。用戶只需給出文件的名字，就可以方便地使用文件，而不必關(guān)系文件的物理存儲(chǔ)位置。那么，誰(shuí)來(lái)負(fù)責(zé)存取和管理外存上的文件呢？,文件系統(tǒng),存取和管理外存儲(chǔ)器上的文件的機(jī)構(gòu)。統(tǒng)一管理信息資源的一種軟件。管理文件的存儲(chǔ)、檢索、使用；提供安全、可靠的共享和保護(hù)手段；并且方便用戶使用。問(wèn)題：系統(tǒng)中的文件很多，如何有效的管理？,文件分類,按用途分：系統(tǒng)文件：操作系統(tǒng)和各種系統(tǒng)應(yīng)

3、用程序和數(shù)據(jù)組成的文件。用戶只能通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用訪問(wèn)。庫(kù)文件：標(biāo)準(zhǔn)子程序及常用應(yīng)用程序組成的文件。用戶文件：用戶委托系統(tǒng)保存的文件。,按文件保存期限,臨時(shí)文件：用來(lái)存放中間結(jié)果，一旦作業(yè)完成，文件會(huì)自動(dòng)刪除。（temp目錄）永久文件：數(shù)據(jù)需要長(zhǎng)期保存的文件。檔案文件：保存在作為“檔案”用的磁帶或光盤等永久介質(zhì)上、以備查證和恢復(fù)時(shí)使用的文件。,按文件組織方式,UNIX系統(tǒng)中的文件類型普通文件：由一般信息組成的文件。目錄文件：由文件

4、的目錄構(gòu)成的特殊文件；用來(lái)檢索文件的目錄信息。特殊文件：把設(shè)備看作是文件。對(duì)文件的操作轉(zhuǎn)化成對(duì)設(shè)備的操作。與設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序緊密聯(lián)系。,按文件的保護(hù)方式,只讀文件讀寫文件可執(zhí)行文件無(wú)保護(hù)文件,按信息的流向,輸入文件輸出文件輸入輸出文件,文件系統(tǒng)的功能,使用戶能夠方便地創(chuàng)建和刪除一個(gè)文件。使用戶能夠方便地構(gòu)造自己的文件。文件共享：允許多個(gè)用戶使用同一個(gè)文件。文件通信：文件之間傳輸數(shù)據(jù)。文件的按名存取。提供可靠的保護(hù)和保密

5、措施。為防止意外事故，文件系統(tǒng)應(yīng)有轉(zhuǎn)儲(chǔ)和恢復(fù)文件的能力。,文件操作功能,對(duì)整體文件而言：建立文件（create）：構(gòu)造一個(gè)新文件。撤消 文件（destroy）：刪除一個(gè)文件。打開文件（open）關(guān)閉文件（close）復(fù)制文件（copy）打印文件（print）文件重命名（rename）等等。,文件操作功能,對(duì)文件中的內(nèi)容讀（READ）寫（WRITE）添加（INSERT）刪除（ DELETE ）修改（UPDATE

6、）,文件系統(tǒng)的組成,系統(tǒng)故障恢復(fù),文件組織和存取,存取過(guò)程,I/O系統(tǒng),物理文件,,用戶,,,,,,,,,,外存管理,,,,文件系統(tǒng)的組成,文件組織和存取：同用戶的接口。提供了定義邏輯文件的各種邏輯組織和方法。提供存取文件用的命令結(jié)構(gòu)。,文件系統(tǒng)的組成,存取過(guò)程管理和查閱文件目錄。打開和關(guān)閉文件文件名轉(zhuǎn)換成物理地址。文件存取權(quán)限的管理管理內(nèi)部緩沖區(qū)生成相應(yīng)的I/O程序。,文件系統(tǒng)的組成,I/O系統(tǒng)管理I/O請(qǐng)求隊(duì)

7、列調(diào)用和啟動(dòng)I/O操作處理I/O錯(cuò)誤。I/O結(jié)束處理與設(shè)備管理密切聯(lián)系。,文件系統(tǒng)的組成,外存管理外存空間的管理：記住哪些已經(jīng)分配，哪些空閑。根據(jù)請(qǐng)求分配磁盤空間?；厥胀獯鎵K。多級(jí)文件系統(tǒng)中傳送文件信息的功能。系統(tǒng)故障與恢復(fù)：當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，具有恢復(fù)文件系統(tǒng)和整個(gè)操作系統(tǒng)的能力。,5. 2 存儲(chǔ)介質(zhì),磁帶磁盤,磁帶存儲(chǔ)原理,,,,,,,,,記錄,空隙,,,記錄,,,1、記錄只能按在磁帶上的物理順序存取。2、記錄之間的

8、空隙是必須的，且長(zhǎng)度只與磁帶的物理特性有關(guān)。3、為了提高磁帶的利用率，采用成組技術(shù)，即將若干個(gè)記錄放在一個(gè)記錄塊中。4、但在讀取時(shí)，需要緩沖區(qū)和程序的支持。,例 題： 假定磁帶的記錄密度為1600bpi(字節(jié)/英寸)，塊與塊之間的間隔為0.5英寸。若每個(gè)邏輯記錄的長(zhǎng)度為200個(gè)字符：（1）不采用成組操作時(shí)，磁帶空間的利用率是多少？）若（2）將6個(gè)記錄為一組，磁帶空間的利用率是多少？ （3）為了使磁帶空間的利用率大于80

9、%，采用記錄成組時(shí)其塊因子至少為多少？分析：（1）200/（800+200）=20%（2）1200/（1200+800）=60%（3）200*X/（800+200*X）>0.8 X>16 即塊因子至少為17。,磁盤存儲(chǔ)原理,,,,,,磁道,扇區(qū),1、硬盤：若干個(gè)盤片摞在一起。2、地址：柱面號(hào)+磁頭號(hào)+扇區(qū)號(hào)。 柱面號(hào)從最外編號(hào)，從0開始。

10、 磁頭號(hào)從最上面編號(hào)，從0開始。 扇區(qū)號(hào)按盤片轉(zhuǎn)動(dòng)的反方向編號(hào)。5、磁盤讀寫時(shí)間：尋找時(shí)間+延遲時(shí)間+傳輸時(shí)間。,5. 3 存取方式,順序存取隨機(jī)存取,存取方式,存取方式順序存取隨機(jī)存取決定因素文件的使用方式文件的存儲(chǔ)介質(zhì),5. 4 文件目錄,文件控制塊文件目錄目錄文件當(dāng)前目錄,文件控制塊,文件組成：文件控制塊和文件體。文件控制塊：描述文件信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。每一個(gè)文件都有一個(gè)文件控制塊。

11、FCB中的內(nèi)容：滿足操作系統(tǒng)對(duì)文件管理和控制的需求，如邏輯地址到物理地址的轉(zhuǎn)換、文件共享、文件保護(hù)等等。標(biāo)識(shí)信息：文件名；用戶名；內(nèi)部名。物理地址信息：物理組織（順序、隨機(jī)）；物理地址；記錄格式（定長(zhǎng)、不定長(zhǎng)）。,FCB的內(nèi)容（續(xù)）,文件性質(zhì)歷史信息和測(cè)量信息：文件長(zhǎng)度，建立時(shí)間，修改時(shí)間等。文件共享信息。文件保護(hù)信息：口令或密碼；存取方式；增刪說(shuō)明等。其它。,文件目錄,每一個(gè)文件都有一個(gè)文件控制塊（FCB），當(dāng)訪問(wèn)一個(gè)文

12、件時(shí)，根據(jù)文件名查FCB，得到文件的物理地址。磁盤容量很大，F(xiàn)CB也很多，如何提高查找的效率？FCB的組織----目錄目錄：FCB的有效集合。注意：目錄與目錄項(xiàng)、目錄文件和文件目錄的區(qū)別。,目錄組織-一級(jí)目錄,一級(jí)目錄：,,,,,,FCB2,FCB1,文件,,文件,,若不同的用戶為文件起了相同的名字，怎么辦？文件重名問(wèn)題！,文件目錄—二級(jí)目錄,,,,,,,MFD,UFD,用戶名 目錄地址,,,,,FCB1,,,U1,U2,UFD

13、,文件,,,解決文件重名問(wèn)題；實(shí)現(xiàn)共享和保護(hù)。,目錄組織—多級(jí)目錄,,,,,,文件,,文件,,,,,,,,,,,,,,,便于文件的分類組織。,例1,39．假設(shè)用戶甲要用到文件A、B、C、E，用戶乙要用到文件A、D、E、F。已知：用戶甲的文件A與用戶乙的文件A實(shí)際上不是同一文件；用戶甲與用戶乙又分別用文件名C和F共享同一文件；甲、乙兩用戶的文件E是同一個(gè)文件。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）系統(tǒng)應(yīng)采用怎樣的目錄結(jié)構(gòu)才能使兩用戶在使用文件時(shí)不致于造

14、成混亂？（2）畫出這個(gè)目錄結(jié)構(gòu)。（3）兩個(gè)用戶使用了幾個(gè)共享文件？寫出它們的文件名。,例 2,P156 第8、9題,目錄管理,路徑：相對(duì)路徑和絕對(duì)路徑。將整個(gè)目錄放在內(nèi)存中，不現(xiàn)實(shí)。當(dāng)前目錄：在內(nèi)存中開辟一個(gè)緩沖區(qū)，將當(dāng)前目錄信息放在內(nèi)存中。在DOS的CONFIG中，有一條命令LASTDRV，用來(lái)確定緩沖區(qū)的多少。文件打開：把文件的目錄項(xiàng)從外存讀到內(nèi)存。文件關(guān)閉：把目錄項(xiàng)回寫到外存。,5. 5 文件的組織,邏輯組織物理組

15、織,文件組織,用戶的觀點(diǎn)邏輯結(jié)構(gòu)清晰使用方便邏輯結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的觀點(diǎn)存放在外存儲(chǔ)介質(zhì)上的物理結(jié)構(gòu),文件的邏輯結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)文件邏輯結(jié)構(gòu)的原則有利于用戶對(duì)文件信息的操作。易于操作查找快捷修改方便空間緊湊：使文件的信息占據(jù)近可能少的存儲(chǔ)空間。,文件的邏輯結(jié)構(gòu),無(wú)結(jié)構(gòu)的字符流式的文件構(gòu)成文件的基本單位是字符。源程序文件；目標(biāo)代碼文件等有結(jié)構(gòu)的記錄文件構(gòu)成文件的基本單位是記錄。定長(zhǎng)記錄文件：根據(jù)記錄號(hào)和記錄長(zhǎng)度來(lái)確定邏輯記

16、錄地址。不定長(zhǎng)記錄文件,文件的物理組織-順序文件,一個(gè)文件將在邏輯上連續(xù)的信息存放到磁盤依次相鄰的塊上。物理順序和邏輯順序一致。存儲(chǔ)介質(zhì)：磁帶。只讀或只寫文件（備份和恢復(fù)）。適合順序存取。缺點(diǎn)文件不能動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)。順序文件的物理塊必須是連續(xù)的。分配存儲(chǔ)空間時(shí)，出現(xiàn)很多碎片。,文件的物理組織-索引文件,索引文件：非連續(xù)存儲(chǔ)的一種方法。索引表：記錄號(hào)與地址的對(duì)應(yīng)表。順序存取或隨機(jī)存取。額外的開銷（索引表）。,文件的物理組織

17、-多重索引文件,如果文件很大，則索引表也會(huì)很大，索引表占有太多的內(nèi)存空間。文件的大小是可以變化的。在索引表中得到的塊號(hào)，該塊中存放的的是另一組塊號(hào)。,索引表,,,磁盤塊,,,,,,,,,,,,,,,,,二重索引,例 題,某文件系統(tǒng)使用1K字節(jié)的物理塊和16位的盤地址，F(xiàn)CB中含有8個(gè)物理塊號(hào)以及一個(gè)一重間接索引塊指針和一個(gè)二重間接索引塊指針，那么一個(gè)文件最大可達(dá)多少？,文件的物理組織-鏈接組織,存儲(chǔ)空間是不連續(xù)的。邏輯組織與物

18、理組織獨(dú)立。每一個(gè)物理塊的最后一個(gè)單元存放下一塊的鏈接指針。如果鏈接指針為0，表示文件結(jié)束。又稱“串聯(lián)文件”。只能順序存取。便于插入和刪除。,,,,,,,,,,,,,0,7,15,3,文件目錄,,例題,一個(gè)文件由100個(gè)物理塊組成，若要將一塊信息進(jìn)行以下操作：A.加在文件的始端B.加在文件的末端 C.從文件末端去掉請(qǐng)完成下表中對(duì)順序、鏈接和索引三種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)各需啟動(dòng)的I/O操作次數(shù)。,記錄的成組與分解,引例：現(xiàn)有

19、一文件FILE_X，其邏輯記錄的大小為125字節(jié)，共有20個(gè)邏輯記錄，文件系統(tǒng)把這個(gè)文件存儲(chǔ)到磁盤上時(shí)采用鏈接結(jié)構(gòu)，磁盤的分塊大小為512個(gè)字節(jié)，請(qǐng)問(wèn)：（1）采用什么方法可有效地利用磁盤空間？（2）畫出文件在磁盤上的鏈接示意圖（磁盤塊號(hào)自定）。 （3）若用戶要求訪問(wèn)讀包含第1285字節(jié)的邏輯記錄，文件系統(tǒng)將如何工作？,記錄成組與分解,成組：將若干個(gè)邏輯記錄存放在同一個(gè)邏輯塊中。當(dāng)訪問(wèn)某個(gè)邏輯記錄時(shí)，必須將整個(gè)塊先讀到內(nèi)存中。

20、分解：從物理塊中讀取某個(gè)邏輯記錄。,緩沖區(qū),磁盤,,,,,,進(jìn)程內(nèi)存區(qū),塊,記錄,塊因子,一個(gè)物理塊中包含的邏輯記錄的個(gè)數(shù)。塊因子=[物理塊/邏輯塊]上例中：[512/125]=4所以，塊因子為4，也就是說(shuō)，一個(gè)物理塊中可以存放4個(gè)邏輯記錄?？偣残枰?0/4=5個(gè)物理塊。,分解,第一步：計(jì)算記錄所在的塊： 邏輯記錄號(hào)：[1285/125]+1=11 所在塊：[11/4]+1=3第二步：將第三塊讀入內(nèi)存緩沖區(qū)

21、。第三步：從緩沖區(qū)中讀取邏輯記錄。 計(jì)算相對(duì)記錄號(hào)：11 MOD 4=3 將第三個(gè)記錄讀到內(nèi)存區(qū)。,例1,某用戶文件共10個(gè)邏輯記錄，每個(gè)邏輯記錄的長(zhǎng)度為480個(gè)字符，現(xiàn)把該文件存放到磁帶上，若磁帶的記錄密度為800字符/英寸，塊與塊之間的間隙為0.6英寸，回答下列問(wèn)題：(1)不采用記錄成組操作時(shí)磁空間的利用率為__________。(2)采用記錄成組操作且塊因子為5時(shí)，磁帶空間的利用率為__________。(

22、3)當(dāng)按上述方式把文件存放到磁帶上后，用戶要求每次讀一個(gè)邏輯記錄存放到他的工作區(qū)。 當(dāng)對(duì)該記錄處理后，又要求把下一個(gè)邏輯記錄讀入他的工作區(qū)，直至10個(gè)邏輯記錄處理結(jié)束。系統(tǒng)應(yīng)如何為用戶服務(wù)?,例2,假定有一個(gè)簡(jiǎn)單的文件系統(tǒng)，某文件以順序結(jié)構(gòu)存放在磁盤上。該文件有10個(gè)等長(zhǎng)的邏輯記錄組成，每個(gè)邏輯記錄的長(zhǎng)度為512個(gè)字節(jié)。文件存放在磁盤上的起始?jí)K號(hào)為28，每個(gè)物理塊長(zhǎng)度為1K字節(jié)?；卮鹣旅鎲?wèn)題：（1）采用記錄或組方式存放該文件時(shí)，

23、塊因子為　最合適。（2）存放該文件至少要占用　　　　個(gè)磁盤塊。（3）該文件的第6個(gè)邏輯記錄所在的磁盤塊號(hào)為　　　　　　　　　　　　　　　。（4）若要把第6個(gè)邏輯記錄讀入到用戶區(qū)的1500單元開始的區(qū)域，寫出完成該要求的主要過(guò)程。,例3,若存放在磁盤上的文件以索引結(jié)構(gòu)組織，假定磁盤的分塊大小為每塊512字節(jié)，而文件的邏輯記錄大小為每個(gè)記錄256字節(jié)。現(xiàn)某個(gè)文件共有10個(gè)邏輯記錄，回答下列問(wèn)題：（1）采用成組操作時(shí)，塊因子為

24、 較合適。（2）畫出成組時(shí)的索引結(jié)構(gòu)示意圖。（3）采用成組方式時(shí)，設(shè)置的主存緩沖區(qū)應(yīng)為 字節(jié)。（4）采用成組方式時(shí)磁盤空間的利用率比非成組方式時(shí)提高 ；為讀出該文件而啟動(dòng)磁盤的次數(shù)將減少 。,例4,假定某文件ABC以鏈接結(jié)構(gòu)形式存放在磁盤上，邏輯記錄大小為250個(gè)字節(jié)，共有6個(gè)邏輯記錄，而磁盤塊的大小為512個(gè)字節(jié)。問(wèn)：（1）為了提高磁盤空間的利用率，如何存放文件ABC？（2）畫出文件ABC在盤

25、上的結(jié)構(gòu)。（文件占用什么磁盤塊用戶可自行設(shè)定）（3）若文件ABC已打開，寫出讀文件ABC第4個(gè)邏輯記錄到主存50000開始區(qū)域的主要工作步驟。,5. 6 磁盤空間的管理,位示圖空閑空間鏈,（1）位示圖,用一個(gè)位來(lái)表示一個(gè)塊。如果字長(zhǎng)為32位，則字號(hào)、位號(hào)、塊號(hào)之間的關(guān)系是： 塊號(hào)=字號(hào)*字長(zhǎng)+位號(hào) 字號(hào)=[塊號(hào)/字長(zhǎng)] 位號(hào)=塊號(hào) MOD 字長(zhǎng)塊號(hào)與磁盤地址（柱面號(hào)、磁頭號(hào)、扇

26、區(qū)號(hào)）之間的關(guān)系 見(jiàn)P135 的公式,例1,假設(shè)一個(gè)磁盤組有100個(gè)柱面(編號(hào)為0~99)，每個(gè)柱面有16個(gè)磁道(又稱盤面，編號(hào)為0~15)，每個(gè)盤面有8個(gè)扇區(qū)(編號(hào)為0~7)，每個(gè)盤面用一個(gè)讀寫磁頭?，F(xiàn)采用位示圖方法管理磁盤空間，其字號(hào)位號(hào)均從第0字第0位遞增編號(hào)。令磁盤塊號(hào)按柱面順序和盤面順序編排。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)若采用32位的字組成位示圖，共需要多少個(gè)字?(2)第20字的第18位對(duì)應(yīng)于哪個(gè)柱面、哪個(gè)讀寫磁頭和哪

27、個(gè)扇區(qū)?,例2,假設(shè)有一磁盤有6400塊，每塊長(zhǎng)度為1024字節(jié)，塊號(hào)記作1—6400，現(xiàn)用400個(gè)16位（Bit）的字作該磁盤的位示圖，試問(wèn)：（1）第2999塊對(duì)應(yīng)于位示圖中的第幾字的第幾位（字、位均從0開始計(jì)）；（2）第299字的第7位（同上，從0開始）又對(duì)應(yīng)第幾塊？,（2）空閑空間鏈,在空閑塊中利用幾個(gè)字節(jié)，存放下一空閑塊的塊號(hào)。單鏈：一個(gè)塊中只放一個(gè)空閑塊號(hào)若申請(qǐng)n個(gè)磁盤塊，要啟動(dòng)n次磁盤成組鏈：將若干個(gè)空閑塊號(hào)為

28、一組，放在一個(gè)磁盤塊中UNIX系統(tǒng)采用的策略,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,2,成組鏈接法,單鏈接法,……,,0,（3）空閑空間表,,必須連續(xù)分配。,5. 7 基本文件操作及其應(yīng)用,建立打開讀寫關(guān)閉刪除,文件操作涉及的內(nèi)容,文件目錄項(xiàng)的登記與刪除文件存取權(quán)限的控制磁盤空間的分配與回收內(nèi)、外存信息的交換,1、“建立”操作,指定存儲(chǔ)介質(zhì)建立文件目錄為文件選擇一個(gè)空目錄項(xiàng)，填入內(nèi)容確定文件存儲(chǔ)

29、結(jié)構(gòu)做“已建立”標(biāo)志,2、“打開”操作,將存儲(chǔ)介質(zhì)的文件目錄讀入內(nèi)存按文件名檢索目錄，找到文件的目錄項(xiàng)核對(duì)口令核對(duì)存取方式確定文件的物理位置若是索引文件，將索引表裝入內(nèi)存做“打開”標(biāo)志,3、“讀”操作,兩種“讀”方式：順序、隨機(jī)是否打開檢查存取方式是否合理查找“讀”位置,4、“寫”操作,先“建立”，后“寫”尋找空閑的存儲(chǔ)空間寫磁盤修改索引表,5、“關(guān)閉”操作,由文件打開者或建立者關(guān)閉寫文件目錄項(xiàng)、索引表信息到

30、磁盤清除文件已“打開”或“建立”標(biāo)志,6、“刪除”操作,先“關(guān)閉”，后刪除刪除文件的目錄項(xiàng)回收文件所占磁盤空間,文件操作的使用,“讀”文件打開讀關(guān)閉“寫”文件建立寫關(guān)閉“刪除”文件關(guān)閉刪除,5. 8 文件的安全性,文件保護(hù)文件保密,文件共享和保護(hù),文件共享：多個(gè)用戶使用同一個(gè)文件?；疚募夸洠˙FD）和符號(hào)文件目錄（SFD）,,,BFD,,文件名 SFD地址,,SFD,,,,,,,,文件的內(nèi)部標(biāo)識(shí)符：文件

31、在BFD中的表序號(hào)。,文件共享和保護(hù),系統(tǒng)打開文件表和用戶打開文件表當(dāng)打開一個(gè)文件時(shí)，系統(tǒng)就在系統(tǒng)打開文件表中添加一個(gè)表項(xiàng)，將文件在BFD中的內(nèi)容從外存讀入內(nèi)存，寫到系統(tǒng)打開文件表中。一個(gè)系統(tǒng)只有一張系統(tǒng)打開文件表。同時(shí)，在用戶打開文件表中添加一個(gè)表項(xiàng)，將文件在系統(tǒng)打開文件表中的序號(hào)填入。此文件在用戶打開文件表中的序號(hào)就是我們常說(shuō)的“句柄（handle）”。,,,,,,,,,,,系統(tǒng)打開文件表,ifcb,0123,用戶打開

32、文件表,015,,,PCB,,,,,,,015,,,,,,,,,,,,,文件的保護(hù),含義：防止問(wèn)被破壞四個(gè)方面：天災(zāi)人禍：建立多個(gè)副本系統(tǒng)故障：多個(gè)副本；定時(shí)轉(zhuǎn)儲(chǔ)文件共享：不允許同時(shí)使用允許同時(shí)使用建立存取控制表把用戶分類病毒侵害：殺毒軟件；只讀,常用的轉(zhuǎn)儲(chǔ)方法,全量轉(zhuǎn)儲(chǔ)：把文件存儲(chǔ)器中的所有文件，定期復(fù)制到磁帶上。轉(zhuǎn)儲(chǔ)時(shí)系統(tǒng)必須停止向用戶開放很費(fèi)機(jī)時(shí)當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，只能恢復(fù)上次轉(zhuǎn)儲(chǔ)的信息，而丟失了從上次轉(zhuǎn)儲(chǔ)以

33、來(lái)的新變化和增加的信息。增量轉(zhuǎn)儲(chǔ)：只復(fù)制變化的數(shù)據(jù)。對(duì)修改過(guò)和增加的文件做上標(biāo)志。,存取控制矩陣,,,,用戶 權(quán)限,,文件：,存取控制表,,用戶：,,,,文件 權(quán)限,文件的保密,防止文件被非授權(quán)的用戶竊取。措施：隱蔽文件目錄口令。加密技術(shù)。,5. 9 UNIX系統(tǒng)的文件管理,邏輯結(jié)構(gòu)物理結(jié)構(gòu)文件目錄索引接點(diǎn)文件操作文件存儲(chǔ)空間管理,1、邏輯結(jié)構(gòu),邏輯結(jié)構(gòu)：流式文件文件類型普通文件目錄文件設(shè)備文件設(shè)備

34、文件：把設(shè)備也看成是文件UNIX文件系統(tǒng)基本文件系統(tǒng)（根文件系統(tǒng)）可裝卸文件系統(tǒng),UNIX文件系統(tǒng),分為基本文件系統(tǒng)和可裝卸的子文件系統(tǒng)兩部分。便于文件系統(tǒng)的擴(kuò)充和更改。采用樹型目錄結(jié)構(gòu)：,/,vmunix,dev,lib,……,user,,,,,樹型目錄結(jié)構(gòu),目錄項(xiàng)：文件名（ 14字節(jié)），索引節(jié)點(diǎn)號(hào)（2字節(jié)）,2、文件的物理結(jié)構(gòu),多級(jí)索引結(jié)構(gòu)教材P143 圖5-1813個(gè)登記項(xiàng)10個(gè)：直接指向磁盤塊其它3個(gè)：分別是一

35、級(jí)、二級(jí)、三級(jí)間接索引UINX中，文件最大可大11億個(gè)字節(jié)但降低了查找速度,3、UNIX的索引節(jié)點(diǎn),UNIX的每個(gè)文件都有一個(gè)唯一的索引節(jié)點(diǎn)，也稱i節(jié)點(diǎn)。索引節(jié)點(diǎn)靜態(tài)地存放在磁盤上，稱為“磁盤索引節(jié)點(diǎn)”。當(dāng)要對(duì)文件進(jìn)行操作時(shí)，必須把相應(yīng)的索引節(jié)點(diǎn)信息讀入內(nèi)存的索引節(jié)點(diǎn)緩沖區(qū)，稱為“活動(dòng)索引節(jié)點(diǎn)”。,索引節(jié)點(diǎn)的內(nèi)容,與該文件有連接的用戶數(shù)。文件主標(biāo)識(shí)。文件同組用戶標(biāo)識(shí)。文件大小。文件信息在磁盤上的位置。文件最近被訪問(wèn)的時(shí)

36、間。文件最近被修改的時(shí)間。文件被建立的時(shí)間。,活動(dòng)索引節(jié)點(diǎn)表,UNIX在內(nèi)存中開辟了一個(gè)索引節(jié)點(diǎn)緩沖區(qū)，可以存放100個(gè)索引節(jié)點(diǎn)。內(nèi)容從磁盤索引節(jié)點(diǎn)復(fù)制而成，另外加上了一些控制信息，如節(jié)點(diǎn)狀態(tài)、所在設(shè)備名、索引節(jié)點(diǎn)號(hào)、訪問(wèn)記數(shù)等。對(duì)文件進(jìn)行的所有操作都要經(jīng)過(guò)索引節(jié)點(diǎn)。,UNIX的打開文件表,UNIX在整個(gè)運(yùn)行期間維持著一張“系統(tǒng)打開文件表”。每個(gè)進(jìn)程有一張“進(jìn)程打開文件表”，實(shí)現(xiàn)文件讀、寫的動(dòng)態(tài)管理。系統(tǒng)打開文件表的內(nèi)容：讀

37、寫操作標(biāo)志；引用該表項(xiàng)的記數(shù)；指向內(nèi)存活動(dòng)索引節(jié)點(diǎn)的指針；對(duì)文件進(jìn)行讀寫的位置指針。,進(jìn)程打開文件表,每個(gè)進(jìn)程同時(shí)打開多個(gè)文件，但規(guī)定最多打開15個(gè)文件。登記項(xiàng)的內(nèi)容為：這個(gè)被打開文件在系統(tǒng)打開文件表中的表項(xiàng)地址。,,,,,,,,,,,,,,,,,,進(jìn)程打開文件表,系統(tǒng)打開文件表,內(nèi)存活動(dòng)索引節(jié)點(diǎn)表,例題,UNIX系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)磁盤索引節(jié)點(diǎn)(dinode)中有數(shù)據(jù)項(xiàng)di_nlink，活動(dòng)索引節(jié)點(diǎn)(inode)中有數(shù)據(jù)項(xiàng)i_count

38、而系統(tǒng)打開文件表(file)中有數(shù)據(jù)項(xiàng)f_count。簡(jiǎn)述這三個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系。并指出這三個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)的作用。,UNIX文件操作,對(duì)文件的操作通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用來(lái)實(shí)現(xiàn)。建立文件：Fd=creat（文件路徑名，訪問(wèn)權(quán)限）打開文件：Fd=OPEN（文件名，操作方式）讀文件N=read（fd，buffer, 字節(jié)數(shù)）,UNIX文件操作,寫文件： N=read（fd，buffer, 字節(jié)數(shù)）關(guān)閉文件： Close（fd）

39、為文件取新的名字（建立連接）： Link（路徑1，路徑2）,UNIX磁盤空間的管理,UNIX中的每一個(gè)文件系統(tǒng)的磁盤空間分為幾個(gè)部分：引導(dǎo)塊：第一塊信息，用來(lái)存放引導(dǎo)程序。超級(jí)塊：用來(lái)存放對(duì)文件系統(tǒng)進(jìn)行管理的信息。例如：空閑磁盤塊表、空閑索引節(jié)點(diǎn)表、磁盤容量等信息。索引節(jié)點(diǎn)區(qū)：存放文件系統(tǒng)的磁盤索引節(jié)點(diǎn)。文件存儲(chǔ)區(qū)：用于存放普通文件、目錄文件。,文件存儲(chǔ)空間管理,采用成組鏈的方式每100個(gè)空閑塊為一組每組的第一塊中

40、存放下一組的磁盤塊物理地址和空閑塊數(shù)。專用塊：不足100的磁盤塊號(hào)見(jiàn)P153 圖5-24,分配和回收過(guò)程,,L,內(nèi)存專用塊,,分配時(shí),,下一組物理塊號(hào),56,,L+空閑塊數(shù),,回收時(shí),分配過(guò)程,取專用塊L單元值（空閑塊數(shù)）若：空閑塊數(shù)>1i=L+空閑塊數(shù)取i單元中的值（要分配的空閑塊號(hào)）分配給申請(qǐng)者空閑塊數(shù)-1若：空閑塊數(shù)=1若：L+1單元內(nèi)容=0，無(wú)法分配將該磁盤塊的內(nèi)容讀入專用塊，然后分配,回收過(guò)程,取專