第五章文件管理5.1文件和文件系统5.2文件的存储介质5.3文件的存取方式5.4文件目录5.5文件的组织
5.6磁盘存储空间的管理5.7基本文件操作及其使用5.8文件的安全性5.9UNIX系统的文件管理5.5.2
文件的存储结构1.磁带文件的组织磁带上的每个文件都有文件头标、文件信息和文件尾标三个部
分组成。各类信息之间用一个称做带标的特殊字符分隔。2.磁盘文件的组织顺序结构链接结构
索引结构(1)顺序结构将一个文件逻辑上连续的信息存放到辅存的连续的物理块中的文件物理组织形式。
优点：结构简单，实现容易，不需要额外的开销。缺点：存储空间利用率不高；对输出文件很难
估计需多少磁盘块；影响文件的扩展。适用于变化不大的顺序访问的文件。文
件A3100r0r1r2磁
盘块号100101102文件目录文件A目录项(2)链接结构文件的信息按存储介质的物理特性存于若干块中。
每个物理块的最末一个字(或第一个字)作为链接字，它指出后继块的物理地址。链首指针存放在该文件目录中。文件的结尾块的指针为“∧”。
特点：存储空间利用率高；文件创建时用户不必指出文件的大小；文件动态扩充和修改容易；顺序存取效
率高，随机存取效率太低，如果访问文件的最后的内容，实际上是要访问整个文件。这种文件结构不要求连续存放。文件A
100r157r2?r0150磁盘块号
100磁盘块号150磁盘块号57文件目录文件A目录项(3)索引结构系统为
每个文件建立逻辑块号与物理块号的对照表。这张表称为该文件的索引表。文件由数据文件和索引表构成。这种文件称为索引文件。特点
：便于直接存取；便于文件的增、删、改；需考虑如何有效地存储和查找索引表
。这种文件结构不要求连续存放。文件A索引表指针文件A目录项r0r1文件目录逻辑块号
物理块号023119
226329r2r3磁盘块号
23磁盘块号19磁盘块号26磁盘块号29文件索引表5.1
文件和文件系统5.1.1文件文件是在逻辑上具有完整意义的信息集合，它有一个名字以供标识。
构成文件的基本单位——信息项、域、
记录文件分类(1)按文件的性质和用途分类系统文件
程序库文件用户文件(2)按保护级别分类
不保护文件执行文件只读文件读写文件
(3)按文件流向分类输入文件输出文件
输入输出文件UNIX系统文件分类方法：1、普通文件普通文件是无结构的字符的集合。2、目录文件目录文件是
由文件的目录项组成的文件。3、特别文件特别文件就是设备。文件名根据文件的定义，每个文件必须有一个唯
一的文件名，不论是系统管理，还是用户使用文件都使用文件名。文件名是一个有限长度的字符串。(1)DOS、
WINDOWS系统中文件名文件名[.文件扩展名]文件名是一个不大于8个字符的字符串，
但WINDOWS系统中允许超长文件名，最多可有256个字符，不区分英文字母的大小写。文件扩展名：不大于3个字符，一般用来表示文
件的类型。例如：CC语言源程序文件COM可执行文件（小模式）EXE可执行文件（大模式）BAT批处理
文件OBJ目标文件hust.txtll.cll.objll.comll.exe操作系统教学片91
.ppt(2)UNIX系统中的文件名文件名是一个不大于14个字符的字符串。并且区分英文字母的大小写。
例如：unixlinuxll.ca.outaaAA
注意：在UNIX系统中文件名就是一个字符串，没有文件名和文件扩展名之分，文件的类型由用户命名时确定。例如，l
i.c，UNIX系统认为这个文件名的长度是4个字符。而在DOS、WINDOWS系统中则解释这个文件名，li是文
件名，c是文件扩展名，表示该文件是一个C语言的源程序文件，而.是文件名和文件扩展名的分隔符。5.1.2文件系统的组成部分
文件系统是操作系统中负责管理和存取文件信息的软件机构，它是由管理文件所需的数据结构和相应的管理软件以及访问文件的一组操
作组成。从系统的角度看：文件系统是一个负责文件存储空间管理的机构。从用户的角度看：文件系统是用户在
计算机上存储信息、和使用信息的接口。文件系统的组成部分文件目录文件的组织文件存储空间的管理文件操作文件的安全措施
5.2文件的存储介质存储介质：用来记录信息的磁带、硬盘、软盘、光盘、卡片等。存储设备：可安装存储介质的设备。卷：
存储介质的物理单位。块（物理记录）：主存和辅存设备信息交换的物理单位，是存储介质上连续信息所组成的一个区域。5.3文件
的存取方式顺序存取：后一次存取总是在前次存取的基础上进行的。每次存取不必给出存取开始的位置。随机
存取：每次存取操作都要指定存取操作的开始位置。在系统中提供文件存取操作有：
n=read(fd,buffer,size);m=write(fd,buffer,si
ze);这两个操作总是从当前位置开始读（或写），执行顺序存取操作。leek(fd,offset,mod
e)调整文件的读写起始位置的系统调用，若在read、write之前执行leek操作，就调整了文件的读写指针（读写
开始的位置），实现了随机存取。5.4文件目录文件目录即文件名址录。它是一张记录所有文件名及其存放地址、文件的说明和
控制信息的表格。一般情况下，每个文件占用一个表目，即每个文件有一个文件的目录项。文件目录的内容
(1)有关文件存取控制的信息。(2)有关文件结构的信息。(3)有关文件管理的信息。5.4.1一级目
录结构1.什么是一级文件目录最简单的文件目录结构是在系统中建立一张线性表，每个文件占一表目，由文件名和文件的说
明和管理信息组成。这样的表称为一级文件目录。2.一级文件目录的特点一级文件目录的主要功能是实现“按名存取”,
并且实现容易。主要问题是"重名"问题所谓“重名”是指不同用户对不同文件起了相同的名字，即两个或多个文件
只有一个相同的符号名。zhanggabcassemblercompilertestsqrt其他信息物理地址文件名
一级文件目录5.4.2二级目录结构1.什么是二级文件目录将文件目录分成主文件目录和用户文件目录两
级。每个用户建立一个文件目录，它登记该用户建立的所有文件名及其在辅存中的位置和有关说明信息。主目录则登记进入系统的各个用户文件目录
的情况，这样就形成了二级目录的结构。2.二级文件目录结构t
estabcbetabeta文件名其他信息地址testabcbeta………Gao的用户文件目录文件名
其他信息地址sqrtbeta……Wang的用户文件目录文件名其他信息地址WangGao……主目录s
qrt3.二级文件目录的特点解决了命名冲突，即允许在不同用户目录下，文件名可以相同。方法
：存取一个文件时要给出文件路径名。在二级文件目录下，一个文件的路径名是由用户名和文件名拼起来得到的。
如——用户wang的文件beta其路径名为“wang：beta”用
户gao的文件beta其路径名为“gao：beta”。1.什么是树形文件目录在
多级目录系统中(除最末一级外)，任何一级目录的目录项可以描述一个目录文件，也可以描述一个非目录文件(数据文件)，而数据文件一定在树
叶上。这样，就构成了一个树形层次结构。5.4.3树形目录结构2.树型文件目录结构
abcfedabcahjhjmrgaacid=13id=21id=14id=15
id=16id=17id=18id=19id=20id=1id=2id=3id=4id=11id=12id=
5id=8id=9id=10id=6id=7根目录子目录a子目录b子目录c子目录a子目录f子目录e子目录
d3.文件路径名多级目录中，一个文件的路径名是由根目录到该文件的通路上所有目录文件符号名和该文件
的符号名组成的字符串，相互之间用分隔符分隔。图中id为15的文件其文件路径名为
从根目录开始“b：f：J”。文件路径名的作用？当用户进程使用路径名来存取文
件时，文件系统将根据这个路径名的顺序来查访各级目录，从而确定所要文件的位置。4.当前目录当前
目录，又称值班目录。它是当前用户正在使用的文件所在的目录。当指定当前目录后，用户对文件的所有访问都是相
对于“当前目录”进行的。这时，文件路径名是由“当前目录”到信息文件的通路上所有各级目录的符号名加上该信
息文件的符号名组成。例：当指定当前目录为id=3时id为20的文件
——文件路径名为“d：a”5.树形目录结构的优点(1)解决了
重名问题(2)有利于文件分类(3)提高检索文件的速度(4)能进行存取权限的控制将文件目录作为
文件保存在存储介质上。5.4.4文件目录的管理5.5文件的组织可以用两种不同的观点去进行研究文件结构
用户观点:是研究用户“思维”中的抽象文件，或称逻辑结构，其研究的侧重点在于为用户提供一种逻辑结构清晰、使用简便的逻辑文件形式。
用户将按照这种形式去存储、检索和加工有关文件中的信息。实现观点：是研究驻留在设备“介质”中的实际文件，或称存储结构。
它研究的侧重点是选择一些工作性能良好、设备利用率高的物理文件形式。系统将按照这种形式同外部设备打交道并控制信息的传输。5.5.1
文件的逻辑结构1.流式文件(无结构文件)无结构的流式文件是相关的有序字符的集合。文件的
长度为所含字符数。UNIX、DOS、WINDOWS系统中的普通文件都是流式文件。2.记录式文件
(结构文件)记录式文件是一种结构式文件，文件是记录的集合.每个记录由彼此相关的域构成。记录可按顺序编号为记录1，
记录2，…，记录n。如果文件中所有记录的长度都相同，则这种文件为定长记录文件。定长记录文件的长度=记录个数x记录长度。变长记录文件的长度为各记录长度之和。例如:学生登记表文件xsdjb.dbf姓名学号籍贯通信地址邮政编码李铭925678武昌武昌关山街125号430074司马乐925679北京北京海军路88号1000343.两种文件的比较流式文件就象给一张白纸给用户，用户可将他的信息任意地写到纸上，没有任何格式上的限制。记录式文件就象给一张表格给用户，用户要按表规定的格式填信息。显然，结构式文件对用户的限制很大，使用起来就不方便，所以记录式文件被淘汰是理所当然的。 |
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