2023年人教部编第六章 文件系统.docx

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1、第六章 文件零碎6.1 常识 点汇总1、文件、文件零碎的不雅 点 文件：是被定名 的数据的聚集 体。 文件零碎：确实是操纵 零碎中担任把持 跟 治理 文件的一整套装备 ，它实现 文件的共享跟 保护 ，便利 用户“按名存取。2、外存治理 跟 文件零碎概述（1）、外存是担任临时保管数据的一切存储部件的总称，如磁盘，磁带，光盘等。操纵 零碎的外存治理 功用是操纵 零碎中担任治理 外存运用的那些功用的总称，担任治理 跟 顽尘外洋 存运用中一切硬件相干 跟 运用有关的任务，为用户运用外存供给 便利 效劳，高校跟 平安治理 。（2）、外存硬件接口特点 外存的感化 ： 用来永世或临时存放数据。 作为盘交流区

2、作为内存后备存放以后运转次序 跟 数据。外存的品种： 联机外存：硬盘 脱机外存：光盘，软盘，磁带，U盘外存的要紧触及标准跟 功用目标：密度，速率 ，容量，体积，本钱，便携性，可重写性跟 可重用性等。存储容量分为非格局 化容量跟 格局 化容量。普通格局 化容量长短 格局 化容量的80%格局 化分为：初级格局 化（仅删除数据），初级 格局 化。 初级格局 化，去除硬盘上的数据、天生 领导 区信息、初始化FAT表、标注逻辑坏道等 初级 格局 化，确实是将空缺 的磁盘分别 出柱面跟 磁道，再将磁道分别 为假设 干个扇区，每个扇区又分别 出标识局部ID、距离区GAP跟 数据区DATA等。硬盘的初级 格局

3、 化是初级格局 化之前的一件任务，现在 一切硬盘厂商在产物 出厂前，曾经对硬盘进展了低格化的处置，因而咱们 新购置的硬盘在装零碎时只要 求进展初级格化的过程 ，来初始化FAT表，进展分区操纵 。硬盘的初级 格局 化过程 是一种消耗 性操纵 ，对硬盘的运用寿命会发生必定 的负面感化 。外存装备 都由驱动把持 局部跟 存储介质两局部构成 。 存储介质与驱动器都牢固 ：硬盘 驱动器牢固 但存储介质不牢固 ：光盘，软盘 驱动器跟 存储介质都不牢固 ：挪动硬盘，U盘等年夜 少数零碎将装备 驱动把持 部件中的年夜 局部电子把持 局部不离出来形成 装备 把持 器，而装备 驱动器只剩下机器 驱动局部跟 庞杂

4、的电子把持 电路。装备 把持 器决议装备 与盘算 机间的逻辑联络，一个装备 把持 其能够 同时把持 多个装备 驱动器。硬盘的构造硬盘内由装备 驱动器及存储介质构成 。其存储介质是磁盘。磁盘外表被分别 为假设 干个齐心 圆，每个齐心 圆成为一个磁道。每一磁道分别 为几多 个扇区（平日 每个扇区存放512B）。每个扇区间都留出必定 的空间用来记载扇区标志。用扇区作为最小寻址单元 跟 存取单元 。寻址时磁盘滚动 ，磁头挪动到目的磁道，磁头经过读取并推断 扇区标志，来断定 跟 等候指定扇区，当目的扇区从磁头下次序 经过，读取响应 扇区内的内容。经过添加磁盘数，及每个磁盘都正反两面都涂以磁性资料，来添加

5、容量。一切盘面中处于统一 磁道号上的一切磁道构成 一个柱面。读写统一 个柱面的数据，不需求挪动磁头，故平日 将统一 文件内容调配 在统一 柱面上，以节约访盘时刻 。对主机供给 的接口是：“读/写，磁盘地点 （装备 号，柱面号，磁面号，扇区号），内存地点 。当接纳到一个访盘恳求时，由以下三个步调 ： 寻道，磁头挪动到指定磁道（寻道时刻 ） 等候扇区从磁头下经过（耽误 时刻 ） 数据在磁盘与内存间传递 （传递 时刻 ）访盘时刻 =寻道时刻 +耽误 时刻 +勇敢 地硬盘分为牢固 磁头跟 挪动磁头两种。牢固 磁头统一 盘面上每个磁道设置一个磁头，因而 节约了寻道时刻 ，但本钱昂贵。挪动磁头，每个盘面仅

6、一个磁头，本钱低。（3） 用户对外存的运用请求 在存取外存上的数据是，不盼望 排除 跟 触及外存物理空间地点 跟 存取单元 ，外存装备 接口地点 ，等物理硬件细节。而是采纳契适用 户习惯 的逻辑地点 于逻辑操纵 。 外存上存放的信息平安牢靠，防止来自硬件的毛病跟 来自不人的侵权。 能够 便利 地共享，静态伸缩，装配携带，了解存取请款共跟 运用状况等。 以最小价值 实现 上述义务。（4 ）文件界说 及文件零碎的任务界面文件零碎供给 了：文件子零碎，目次 ，文件，文件内字节，这4个档次 上的操纵 。文件是操纵 零碎供给 的，是用户不雅 念中期内容存在 延续次序 关联 的最年夜 外存逻辑数据空间。3

7、、文件零碎用户界面（1）文件级界面：文件属性跟 文件操纵 每个文件都领有 文件名。操纵 零碎为每个文件名与该文件在外存中存放地位间树破 对应关联 。在多用户情况 下，操纵 零碎还需为每个文件树破 跟 保护 文件主跟 访咨询 权限等信息。文件属性信息包含 文件名，文件主，访咨询 权限以及文件范例 ，文件长度等。这些信息不属于文件自身的内容，然而 用户需求由操纵 零碎来保管这些属性。并供给 查问 这些属性的操纵 。对文件自身内容的读写。操纵 零碎在操纵 级跟 编程级都供给 了响应 的操纵 。编程级：供给 读写文件的零碎挪用 ，内存映像文件方法 的读写操纵 。文件的翻开：int open( cons

8、t char x pathname, int flags);参数pathname 指向欲翻开的文件途径字符串。参数flags 所运用的用宏界说 的值:O_RDONLY 以只读方法 翻开文件O_WRONLY 以只写方法 翻开文件O_RDWR 以可读写方法 翻开文件上述三种是互斥的，也确实是弗成 同时运用，以下的能够 应用OR(|)运算符组合O_CREAT 假设 欲翻开的文件不存在那么主动 树破 该文件。O_ExCL 假设O_CREAT 也被设置，此指令会去反省文件能否存在。文件假设 不存在那么树破 该文件，否那么将招致翻开文件过错 。别的 ，假设 O_CREAT与O_ExCL同时设置，同时欲翻开

9、的文件为标记 衔接，那么会翻开文件掉 败。O_NOCTTY 假设欲翻开的文件为终端机装备 时，那么不会将该终端机当成过程 把持 终端机。O_TRUNC 假设 文件存在同时以可写的方法 翻开时，令文件长度清为0，而本来 存于该文件的资料也会消灭 。O_APPEND 当读写文件时会从文件尾开场挪动，也确实是所写入的数据会以附加的方法 参加到文件前面。该函数前往值称为文件句柄或文件描绘字（file descriptor）,之后文件的读写，用该文件句柄来指定该文件，而不再运用文件的文件名。文件的翻开，能够 了解为一种权限容许。即反省文件能否存在，用户对该文件能否存在 响应 操纵 的权限，以及反省文件共

10、享的容许。操纵 零碎在读写文件的零碎挪用 中，供给 文件以后读写指针机制。文件翻开时，该指针指向文件首字节，在履行 读写零碎挪用 后，指针指向港读写过的最初一个字符的下一个字符。同时还供给 了改动以后读写指针的零碎挪用 。off_t lseek(int fildes,off_t offset ,int whence);每一个已翻开的文件都有一个读写地位，当翻开文件时平日 其读写地位是指向文件扫尾，假设 是以附加的方法 翻开文件(如O_APPEND)，那么读写地位会指向文件尾。当read()或write()时，读写地位会随之添加，lseek()就是 用来把持 该文件的读写地位。参数fildes

11、为已翻开的文件描绘词，参数offset 为依照参数whence来挪动读写地位的位移数。whence为以下此中 一种:SEEK_SET 参数offset即为新的读写地位。SEEK_CUR 以现在 的读写地位今后 添加offset个位移量。SEEK_END 将读写地位指向文件尾后再添加offset个位移量。当whence 值为SEEK_CUR 或SEEK_END时，参数offet同意 负值的呈现。1) 欲将读写地位移到文件扫尾时:lseek（int fildes,0,SEEK_SET）；2) 欲将读写地位移到文件尾时:lseek（int fildes，0,SEEK_END）；3) 想要取得现在 文

12、件地位时:lseek（int fildes，0,SEEK_CUR）；当挪用 胜利 时那么前往现在 的读写地位，也确实是距离 文件扫尾几多 个字节。假设 有过错 那么前往-1。 操纵 零碎平日 还供给 了通配符机制，以便于应用文件定名 个性对文件分类分组，对一组文件同时进展操纵 。（2）目次 级界面：目次 （树）跟 链接。用户需求一个清单，列出在外存中存放着哪些文件，操纵 零碎主动 树破 跟 保护 那个 清单，那个 清单称之为目次 。假设 外存中一切的文件用一个目次 来表现 ，那么该目次 是单级目次 。当外存上同时存放的文件数量 越来越多，单级目次 查寻 起来就非常费事，为此操纵 零碎引入多级目

13、次 机制。反响 了文件的分类关联 。采纳树状构造来表现 这种多级分类机制。供给 了一组响应 的目次 操纵 ，目次 树破 ，目次 删除，设置以后目次 等。有的操纵 零碎同意 一个文件同时属于多个目次 ，但实践上该文件只要一处物理存储。这种在一处存储，多处呈现的文件跟 目次 间的关联 ，称为链接（Link）防止了反复存储冗余白费跟 数据不分歧性。不必每次运用共享文件都要写出途径名。用户能够 依照本人的需求，习惯 ，来给文件定名 。为用户次序 中对共享文件的运用供给 了灵敏性，习惯 性，兼容性。还能够 使一个用户次序 能够 依照本次运转时的挪用 名来决议本次运转的任务方法 。链接分为：硬链接跟 标记

14、 链接（软链接）。两者在实现 机制上纷歧 样。（3）文件子零碎级用户界面文件子零碎，平日 称为卷，是满意 以下特点 的一个外存地区 。该地区 的闲暇空间信息也存放在该地区 内。该地区 中所存放的文件跟 目次 的属性信息业存放在该地区 内。该地区 能够是一个外存介质，也能够是一个外存介质的一局部外存地区 。什么原因 需求多个文件子零碎？差异 访咨询 权限的地区 分别 在差异 的分区中。需求差异 的分区，来存放差异 的操纵 零碎及其治理 文件。便于挪动存储文件子零碎的树破 （格局 化）硬盘格局 化过程 低格，运转fdisk下令 ，在每个磁面上分别 与标志磁道跟 扇区，标出坏扇区，分别 跟 树破 分

15、区。高格，运转format下令 ，对指定分区进一步分别 红几多 个地区 ，有的存放文件内容，有的存放文件属性信息，有的存放目次 信息，有的存放总信息。4 文件的实现 （1）延续调配 配景 下的探讨 最庞杂 配景 下（单介质，单级目次 ，文件延续调配 ）的文件零碎实现 机制。延续调配 （continuous allocation）战略是指每个文件在存储介质上是有力延续存放的，即每个文件在存储介质上盘踞 延续的物理块号，并在此中 延续次序 存放。1）、最庞杂 配景 下文件操纵 流程跟 所需治理 信息最根本的操纵 ：读文件（文件名，文件内肇端 读地位，要读的长度，目的地点 ）写文件（文件名，文件内肇端 下地位，要写的长度，目的地点 ）树破 文件（文件名）删除文件（文件名）所需的治理 信息：文件名，文件主，全县，文件在外存上的物理地位（称为文件边疆址映射信息，指出文件盘踞 的总块数跟 肇端 块号即可），文件操纵 时刻 记载等。称为文件描绘信息或文件治理 信息。平常存放在外存上，用时读入内存。所需的治理