第第6 6章章 文件管理文件管理 •文件和文件系统文件和文件系统•文件逻辑结构文件逻辑结构•外存分配方式外存分配方式•目录管理目录管理•文件存储空间的管理文件存储空间的管理第6章 文件系统 6.4 目录管理对文件目录的管理要求P实现“按名存取”P提高对目录的检索速度P文件共享P允许文件重名 6.4 目录管理目录管理P文件控制块和索引结点P单级目录结构P两级目录结构P树型目录结构P目录查询技术 文件控制块和索引结点 从文件管理角度看，文件由FCB和文件体（文件本身）两部分组成 •文件控制块（FCB）–文件控制块是操作系统为管理文件而设置的数据结构，存放了文件的有关说明信息,是文件存在的标志 文件控制块和索引结点•文件控制块（FCB）–FCB中的信息–基本信息类：文件名、文件长度、类型、属性文件物理位置–存取控制信息类：文件存取权限、用户名、口令、共享计数–使用信息类：文件的建立日期、最后修改日期、保存期限、最后访问日期 文件控制块（FCB）•文件目录文件目录: :把所有的FCB组织在一起，就构成了文件目录，即文件控制块的有序集合•目录项：目录项：构成文件目录的项目（目录项就是FCB）•目录文件：目录文件：为了实现对文件目录的管理，通常将文件目录以文件的形式保存在外存，这个文件就叫目录文件。
文件控制块和索引结点•索引结点–索引结点引入 文件名索引结点编号文件名1文件名2………… 文件控制块和索引结点•索引结点–磁盘索引结点：存放在磁盘上的索引结点. (主标识、类型、存取权限、物理地址、长度、连接计数、存取时间)–内存索引结点：存放在内存上的索引结点 (索引结点编号、状态、访问计数、逻辑设备号、链接指针)返回 单级目录结构•在整个系统中只建立一张目录表优点: 简单，易实现按名存取缺点: 限制了用户对文件的命名（即易重名）； 文件平均检索时间长(查找速度慢)；不便于实现文件共享；只适用于单用户环境文件名状态位物理地址文件其它属性AlphaReportText…… 两级目录结构•在整个系统中建立两级目录–为每个用户建立一个单独的用户文件目录（UFD）–系统中为所有用户建立一个主文件目录（MFD） 两级目录结构AlphatestAlphatestWang用户目录ReporttesttestreportZhang用户目录misxbetaGao用户目录betamisx用户名指向用户目录指针WangZhangGao主文件目录 两级目录结构优点:•提高了检索目录的速度；•不同用户目录中可重名；•不同用户可用不同文件名来访问系统中一共享文件缺点: •限制了各用户对文件的共享•增加了系统开销，缺乏灵活性，无法反映真实世界复杂的文件结构形式。
两级目录结构 多级目录结构•在两级目录中若允许用户建立自己的子目录，则形成3级或多级目录结构（即树型目录结构） 有共享的子目录和文件有共享的子目录和文件 树型目录结构优点•层次结构清晰,实现分组,便于管理和保护；•解决重名问题；•查找速度加快缺点•查找一个文件按路径名逐层检查,由于每个文件都放在外存,多次访盘影响速度返回 目录查询技术数据文件（按名存取）的查询步骤–根据用户提供的文件名，对文件目录进行查询，找到该文件的FCB（索引结点）–根据FCB（索引结点）所记录的磁盘盘块号，换算出文件在磁盘上的物理位置–启动磁盘驱动程序，读该数据文件至内存中对目录进行查询的方式–线性检索法（顺序检索法）–Hash方法 目录查询技术-线性检索法（顺序检索法） \usr\ast\mbox1.1..4bin7Dev14Lib9Etc6Usr8tmp根目录132结点6是\usr的目录6.1..19Dick30Erik51Jim26Ast45bal132#块是\usr的目录结点26是\usr\ast目录49626.6..64grants92books60mbox81minix17src496#块是\usr\ast目录 目录查询技术- Hash方法•建立一个Hash索引文件目录，系统利用用户提供的文件名，将它变换为文件目录的索引值，再利用该索引值到目录中去查找，从而找到文件的物理地址。
注：1）当文件名中用了*，？时，系统无法利用Hash法检索目录，这时须用线性检索法查找目录 2）在Hash法中须对“冲突”进行处理 3）若在Hash索引文件目录中查询时，相应的目录项为空，则表“文件未找到”返回 6.5 文件存储空间管理如何为新建的文件分配存储空间连续分配方式离散分配方式1.空闲表法和空闲链表法2.位示图法3.成组链接法 1.空闲表法和空闲链表法•空闲表法–是一种连续分配方法序号起始空闲盘块号空闲盘块数目12621233207•分配方法•回收方法首次适应 循环首次适应 最佳适应 最坏适应 1.空闲表法和空闲链表法•空闲链表法–将所有空闲盘组织成一条空闲链–空闲盘块链–空闲盘区链 2.位示图法•利用二进制的一位来表示磁盘中一个盘块的使用情况1234567……n111100010200111001……m 2.位示图法•盘块的分配–顺序扫描位示图，从中找出一个或一组值为0的二进制位–根据找到的二进制位的行列数，转换成与之相应的盘块号：b=n(i-1)*j–修改位示图：map[i][j]=1 2.位示图法•盘块的回收–根据回收的盘块号，转换成位示图中相应的行号和列号：i=(b-1)/n+1 j=(b-1)%n+1–修改位示图：map[i][j]=0。
2.位示图法•优点–查找空闲块容易；–占用空间少；–速度快 3.成组链接法 本章作业1、P247 第24题2、设某系统磁盘共有1600块，块号从0-1599，若用位示图管理这1600块磁盘空间，问位示图需要多少个字节？3、假定盘块的大小为1KB，硬盘的大小为500MB，采用显式链接分配方式时，其FAT（32位）需占用多少存储空间？ 。