文件管理幻灯片

《文件管理幻灯片》由会员分享，可在线阅读，更多相关《文件管理幻灯片（115页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、操作系统教程课件 第 1页,第六章 文件管理,6.1文件管理概述6.2 文件的组织结构和存取方式 6.3 目录管理 6.4 辅存空间的管理 6.5 文件的使用 6.6 文件的共享 6.7 文件的保护与保密 6.8 本章小结,操作系统教程课件 第 2页,6.1文件管理概述,6.1.1 文件和文件系统6.1.2 文件的分类6.1.3 文件系统的功能6.1.4 文件系统的层次结构,操作系统教程课件 第 3页,6.1.1 文件和文件系统,1文件定义 文件是具有标识符（文件名）的一组在逻辑上有完整意义的相关信息的集合。一个源程序、一个目标程序、一个编译程序以及各种实用程序都可看成一个文件。 文件的属性包

2、括： (1)文件类型，即从不同的角度来对文件进行分类。 (2)文件长度，指文件的当前长度或最大允许长度，可以用字节、字或块表示。 (3)文件的位置，指示文件保存在哪个存储介质上以及在介质上的具体位置。 (4)文件的存取控制，指文件的存取权限，包括读、写和执行。 (5)文件的建立时间，指文件最近的修改时间。,操作系统教程课件 第 4页,6.1.1 文件和文件系统,根据文件系统管理方法的不同，文件分类方法也不同。通常对文件有以下六种分类方法 。 1按文件的用途分类 (1)系统文件。由操作系统核心、各种系统应用程序等组成，一般不允许对其读写和修改，只允许用户通过系统调用来执行。 (2)库文件。允许用

3、户对其进行读和执行，但一般不允许修改。如C语言子程序库等。 (3)用户文件。该类文件一般只能被其拥有者及其被授权的其他用户使用。如源程序、目标程序和用户数据库等。,操作系统教程课件 第 5页,6.1.2 文件的分类,2按保护级别分类 (1) 只读文件。只允许授权用户对其执行读操作，系统对于写操作将拒绝执行并给出错误提示。 (2)读写文件。允许授权用户进行读写，但拒绝其它操作。 (3)执行文件。允许授权用户进行执行操作，拒绝其它操作。 (4)不保护文件。不加任何访问限制的文件。3按信息流向分类 (1) 输入文件。只允许用户对其执行读。如读卡机或键盘上的文件。 (2)输出文件。只允许用户对其进行写

4、。如打印机上文件。 (3)输入输出文件。允许用户对其进行读和写。如磁盘磁带上的文件。,操作系统教程课件 第 6页,6.1.2 文件的分类,4按存放时限分类 (1) 临时文件。用户在某次操作过程中建立的中间文件，保存在存储介质上，是该用户的私有文件，随用户撤离系统而消失，因此不能共享。 (2)永久文件。用户经常要使用的文件，可保留副本。 (3)档案文件。仅保留在作为“档案”的存储介质上，以备查证及恢复。 5.按文件中的数据形式分类 (1) 源文件。利用某种程序设计语言或编辑工具编辑的文件，大多数文件内容由ASCII码构成。 (2)目标文件。在编译、翻译程序或工具的控制下，由源文件转换来的文件，可

5、在本环境下执行。 (3)可执行文件。允许用户直接执行。,操作系统教程课件 第 7页,6.1.2 文件的分类,6按文件的性质分类 (1) 普通文件。即具有一般格式的文件，包括系统文件、用户文件、库函数文件及实用程序文件。 (2)目录文件。由文件的目录信息构成的特殊文件，用来维护文件系统结构。对其处理同普通文件。 (3)特殊文件。一般指系统中的输入输出设备名，使用时与普通文件相同，都要查找目录、验证使用权限、进行读写等，但必须在设备处理程序的控制下转入到对不同的设备进行操作。,操作系统教程课件 第 8页,6.1.3 文件系统的功能,文件系统对文件实现统一管理，方便用户且提供安全可靠的共享和保护手段

6、。从用户角度看，文件系统主要是实现“按名存取”。为能正确实现按名存取，文件系统应具有以下功能： 1目录管理 2文件的组织 3文件存储空间的管理 4文件操作 5.文件的共享、保护和保密,操作系统教程课件 第 9页,6.1.4 文件系统的层次结构,文件系统实际上就是文件管理的承担者。可以把文件系统分成三个层次，图6-1给出了文件系统的具体模型。,图6-1 文件系统模型,操作系统教程课件 第 10页,6.1.4 文件系统的层次结构,1. 描述层 负责说明系统中所有文件和文件存储介质的使用状况。2. 管理层 可进一步划分成如下几个层次，实现信息的传输。 (1)设备驱动管理层。该层实现最底层的文件管理功

7、能，负责启动、控制I/O以及支持文件传输。 (2)物理I/O控制层。又称基本文件系统，具体负责磁盘与内存之间的数据交换。 (3)文件存储组织层。负责与文件物理存储相关的管理，具体包括：选定文件所在的设备、磁盘空间的组织与管理、文件逻辑地址到物理地址的变换等。 (4)逻辑I/O管理层。又称逻辑文件系统，负责对文件逻辑操作的管理。,操作系统教程课件 第 11页,3. 接口层 为用户使用文件提供相应接口，如命令接口和程序接口。 文件系统作为文件管理者，覆盖了文件管理模块的所有内容。文件管理在设计与实现时首先要了解文件定义、文件的构造方式、文件的存储方式和存储介质特性等基础知识，然后专门弄清楚典型目录

8、结构如何实现按名存取、文件存储空间如何组织、文件如何存储、共享和保护等关键技术的实现方法。,操作系统教程课件 第 12页,6.2 文件的组织结构和存取方式,6.2.1 文件的逻辑结构6.2.2 文件的存储介质6.2.3 文件的存取方式6.2.4 文件的物理结构6.2.5 记录的成组和分解,操作系统教程课件 第 13页,6.2.1 文件的逻辑结构,1.定义 用户从使用的角度，按信息的使用和处理方式组织文件。文件的逻辑结构是用户所观察到的文件组织形式，是用户可以直接处理的数据及结构，它独立于物理特性构造而成。由用户构造的文件称为文件的逻辑结构，又称逻辑文件。2.选择逻辑结构应遵循的原则：(1)便于

9、修改，即便于在文件中插入、修改和删除其中数据。(2)有利于检索效率的提高，对文件进行访问时，应在尽可能短的时间内找到所需数据。(3)有利于减少文件所占存储空间。(4)便于用户操作。,操作系统教程课件 第 14页,6.2.1 文件的逻辑结构,根据上述四条原则，逻辑结构可分成两大类：1无结构文件 无结构文件又称流式文件，其基本信息单位是字节或字，文件是有逻辑意义的、无结构的一串字符的集合。 特点：结构、管理简单，也简单，可方便进行各种操作，但查找信息只能顺序检索，花费较大。该文件只适合存储在慢速字符型存储设备中。2. 有结构文件 有结构文件由若干个相关的逻辑记录构成的文件，每个逻辑记录在逻辑上有独

10、立意义，又称记录式文件。逻辑记录可依次编号，其序号称为逻辑记录号（简称记录号），因此，适合于存储在各种高速块存储设备中，如磁盘。,操作系统教程课件 第 15页,6.2.2 文件的存储介质,1存储介质 定义 存储介质用来记录信息的媒体。存储介质的物理单位是卷。例如，一盘磁带、一张软盘片、一个磁盘组都可称为一个卷。存储介质和存储设备是不同的概念。存储介质可以从存储设备上卸下来，也可以把存储介质装到相应的存储设备上。2块定义 块又称物理记录，是存储介质上连续信息所组成的一个区域，是辅存与主存之间进行信息交换的基本物理单位(换入与换出同) 。块大小的划分应综合考虑用户要求、存储设备类型、信息传输效率等

11、多种因素。,操作系统教程课件 第 16页,6.2.3 文件的存取方式,用户在一个文件上的操作主要是“读”和“写”。当用户要求写一个文件时，文件系统便把用户组织好的逻辑文件保存到存储介质上；当用户要求读一个文件时，文件系统就要从存储介质上取出文件信息并把它存放到主存中。从对文件信息的存取次序考虑，存取方式有三种，但主要采用前两种。 1顺序存取 2随机存取 3按键存取,操作系统教程课件 第 17页,6.2.3 文件的存取方式,1顺序存取 顺序存取是对文件中的信息按顺序依次进行读写的存取方式。顺序存取是最简单的存取方式，它严格按照文件中的逻辑信息单位排列的逻辑地址顺序依次存取，后一次存取总是在前一次

12、存取的基础上进行，所以不必给出具体的存取位置。因此，对于流式逻辑文件，顺序存取完当前一段信息后，读写指针自动加上该信息长度，以便指出下次存取位置；而对于记录式文件，若当前存取的记录号为i，则下次存取的记录号被自动确定为i+1。,操作系统教程课件 第 18页,6.2.3 文件的存取方式,2随机存取 随机存取又称直接存取，可按任意次序随机存取，但必须先确定存取时的起始位置，如记录号、字符序号等；再根据起始位置直接存取任意一个记录，而无需存取其前面的记录，或者根据存取命令直接把读写指针移到欲读写的信息处。3. 按键存取 按键存取是一种用于复杂文件系统，特别是数据库管理系统中的存取方法。采用按键存取时

13、，文件的存取是根据给定的键或记录名进行的。该存取方法必须先检索到要进行存取的记录的逻辑位置，再将其转换到存储介质上的相应物理地址后进行存取。,操作系统教程课件 第 19页,6.2.3 文件的存取方式,4存取方式的采用所考虑的因素 （1）文件的性质 文件的性质决定了文件的使用和存取方式。流式文件采用顺序存取的方式；记录式文件采用随机存取的方式。 （2）存储设备的特性 存储设备的特性既决定了文件存取方式，也与文件采用何种存储结构密切相关。 磁带机适合顺序存取。磁带机每次读写总是从磁头的当前位置开始读写磁带上的信息。当磁头读写了第i块的信息后，跳过其后的间隙就到达了第i+1块的位置。 磁盘机是一种可

14、按指定的块地址进行信息存取的设备。磁盘地址用“柱面号、磁头号和扇区号”三个参数表示。磁盘机能根据给定的地址移动读写磁头到达指定柱面后，让指定的磁头存取指定扇区上的信息。,操作系统教程课件 第 20页,6.2.4 文件的物理结构,定义： 文件的物理结构又称文件的存储结构，指文件在辅存上的存储组织形式，与存储介质的存储性能有关。一般操作系统课程中的存储管理多数是指主存管理，其实，主存、辅存和文件管理也是密切相关的。文件在存储介质上的物理组织形式可以有多种，究竟选择哪种必须取决于存储设备类型、存储空间、响应时间、应用目标等多种因素。常见的文件物理结构有三种。,操作系统教程课件 第 21页,6.2.4 文件的物理结构,1顺序结构 一个文件在逻辑上连续的信息存放到存储介质的依次相邻的物理块上，则此文件的物理组织形式称为顺序结构，如图6-2。采用顺序结构的文件称为顺序文件，又称连续文件 。例如磁带文件。如图6-3。 优点： (1)根据文件大小可算出需占的磁带的块数。 (2)用户访问文件时，总是按照内容的先后顺序依次访问，不必每次定位，因此文件的存取速度快。 缺点： (1)存储空间的利用率不高。辅存空间要求连续 (2)动态更新文件困难。插入和删除时，必须从文件起始处逐个查找和确定插入及删除位置。 (3)要求建立文件时就确定大小。但新建一个文件时却很难事先知道文件的大小。,