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计算机操作系统第七章-文件管理

第七章 文件管理

第一节 文件和文件系统

一、文件系统的引入

1、用户在使用计算机的过程中遇到的有关软件资源的两个基本问题&＃xff1a;

产生了新的资源时&＃xff1a;怎样长期存放&＃xff1b;

使用系统中现有资源时&＃xff1a;怎样检索&＃xff0c;如何使用&＃xff1b;

解决的方法&＃xff1a;把信息以一种单元--文件--的形式存储在磁盘或其他外部存储介质上。文件由操作系统来统一管理&＃xff0c;包括&＃xff1a;文件的结构&＃xff0c;命名&＃xff0c;存取&＃xff0c;使用&＃xff0c;保护&＃xff0c;以及实现方法。

2、现代OS中引入文件系统的目的

管理系统和用户的软件资源&＃xff0c;让用户实现对信息的“按名存取”&＃xff1b;

提供信息的存储、检索、更新、共享和文件保护等一系列文件操作&＃xff0c;使用户能方便有效地使用和操作文件&＃xff1b;

文件系统给用户带来的好处是&＃xff1a;使用方便、数据安全、接口统一

3、文件系统的功能

统一管理文件的存储空间(外存空间)&＃xff0c;实施存储空间的分配与回收

实现文件的按名存取&＃xff1a;名字空间 映射 存储空间

实现文件信息的共享&＃xff0c;并提供文件的保护和保密措施

向用户提供一个方便使用的接口

系统维护及向用户提供有关信息

提供与I/O的统一接口

文件系统在操作系统接口中占的比例最大&＃xff0c;用户使用操作系统的感觉在很大程度上取决于对文件系统的使用效果。

二、文件系统中的相关概念

1、数据项&＃xff1a;构成文件内容的基本单位

基本数据项。这是用于描述一个对象的某种属性的字符集&＃xff0c;是数据组织中可以命名的最小逻辑数据单位&＃xff0c; 即原子数据&＃xff0c;又称为数据元素或字段。它的命名往往与其属性一致。

组合数据项。它是由若干个基本数据项组成的&＃xff0c;简称组项。

2、记录&＃xff1a;是一组相关数据项的集合&＃xff0c;用于描述一个对象在某方面的一组属性。

3、关键字&＃xff1a;是能唯一标识一个记录的数据项。记录的关键字可以不止一个&＃xff1b;关键字可以是一个基本数据项&＃xff0c;也可以是一个组合数据项。

4、文件&＃xff1a;是指由创建者所定义的、 具有文件名的一组相关信息的集合&＃xff0c;可分为有结构文件和无结构文件两种。

在有结构的文件中&＃xff0c;文件由若干个相关记录组成(是记录的序列)&＃xff1b;而无结构文件则被看成是一个字符(字节)流。

文件是文件系统中一个最大的数据单位&＃xff0c;它描述了一个对象集。

图7-1　文件、记录和数据项之间的层次关系

5、文件的属性&＃xff1a;文件具有描述自己各方面特质的----属性&＃xff0c;文件的属性主要包括&＃xff1a;P7

文件类型。(可以从不同的角度对文件进行分类)

文件长度。

文件在外存上的物理位置。

文件的建立(修改)时间。

6、文件分类

(1) 文件分类的目的

文件的分类是为了更好地管理和使用&＃xff0c;要科学地分门别类&＃xff0c;对不同的文件进行不同的管理。这样&＃xff0c;不仅提高了文件的存取速度&＃xff0c;对文件的共享和保护也有利。

(2) 文件的分类方法----P10-14

按性质和用途分类

按文件中数据的形式分类

按存取控制属性分类

按组织形式和处理方式分类

用户在OS界面之上看到的文件分类--P9&＃xff0c;还有在图形界面上看到的不同形状的文件图标。

按逻辑结构分类

按物理结构分类

7、文件系统

是操作系统中统一管理信息资源(软件)的子系统&＃xff0c;管理文件的存储、检索、更新&＃xff0c;提供安全可靠的共享和保护手段&＃xff0c;并且方便用户使用。

文件系统包含文件管理程序和被管理的全部文件

是用户与外存的接口。系统软件为用户提供统一方法&＃xff0c;访问存储在物理介质上的信息

三、文件系统的层次模型

OS的文件系统可以分为三个层次&＃xff1a;P16-19

最底层&＃xff1a;被管理的对象及其属性&＃xff1b;

中间层&＃xff1a;对对象进行管理和操作的软件的集合&＃xff1b;

最顶层&＃xff1a;文件系统的用户接口

四、文件操作

1、最基本的文件操作(命令)&＃xff1a; P20-22

创建文件

删除文件

读文件

写文件

截断文件

设置文件的读/写位置

2、为了方便用户使用文件&＃xff0c;通常&＃xff0c;OS都提供了数条有关文件操作的系统调用&＃xff0c;可将这些调用分成若干类&＃xff1a;

有关对文件属性进行操作的

有关目录的

用于对文件进行操作的

用于实现文件共享和保护的

3、关于文件的打开和关闭&＃xff1a; P24

第二节 文件的逻辑结构和内部数据访问方式

一、文件组织的两种观点

1、用户观点(逻辑结构)&＃xff1a;研究的是用户思维中的抽象文件&＃xff0c;其目的是为用户提供一种结构清晰、使用简便的信息的数据结构。用户按此结构去存储、检索和加工处理文件内信息。它独立于文件的物理特性&＃xff0c;又称文件组织。

2、实现观点(物理结构)&＃xff1a;研究的是存储在物理设备介质上的实际文件&＃xff0c;即文件在外存上的实际存放形式。它不仅与存储介质的性能有关&＃xff0c;还与采用的外存分配方式有关。系统按此和外部设备打交道&＃xff0c;进行信息的存取。

二、文件逻辑结构的类型

1、有结构的(记录式)文件&＃xff1a; P27-28

记录可以是定长的、可以是变长的。记录式文件可以组织成&＃xff1a;

顺序文件。

索引文件。

索引顺序文件。

直接文件

数据文件通常用这种类型来组织。

2、无结构的(流式)文件

流式文件是有一定意义的字符(字节)流。

信息单元的长度以字节为单位。对流式文件的访问&＃xff0c;采用读写指针来指出下一个要访问的字符。可以把流式文件