5.文件系统

• 是什么

  • ​操作系统中处理文件部分的统称

  • ​组成

    • ​文件

    • ​管理文件的软件

  • ​文件系统设计

    • ​文件命名

    • ​~ 存储

    • ​~ 访问

    • ​保护

    • ​实现方法

  • ​功能

    • ​数据信息

      • ​长期

      • ​大量存储

      • ​访问

• ​用户接口

  • ​文件

    • ​文件命名

      • ​区分大小写

        • ​Unix 

      • ​不区分

        • ​Ms-Dos

    • ​文件结构

      • ​无结构字节序列

        • ​流式文件

        • ​eg：UNIX, Windows

      • ​固定长度记录序列

        • ​基本单位

          • ​有固定长度的记录

        • ​中心思想

          • ​读操作返回一个记录

          • ​写操作重写或追加一个记录

      • ​树形结构

        • ​基本操作

          • ​获取具有特定关键字的记录

        • ​应用

          • ​处理商业数据的大型计算机

    • ​文件类型

      • ​正规文件（用户信息）

        • ​Ascii

          • ​多行正文组成，回车符，换行符，各行长度不等

          • ​优势

            • ​可以显示，打印

            • ​通常的文本编辑器编辑

            • 程序以ascii文件作为输入和输出

        • ​二进制

      • ​目录文件

        • ​用于管理文件的系统文件

      • ​字符设备文件

        • ​和输入/输出有关

        • ​用于串行I/O设备

      • ​块设备文件

        • ​用于磁盘类设备

    • ​文件存取

      • ​1.顺序存取

      • ​2.随机存取

    • ​文件属性

      • ​日期，大小，修改时间等

    • ​文件操作

      • ​create,delete…… 

  • ​目录

    • ​目录文件结构

      • ​1.属性放在目录项

      • ​2.~ 放在i节点

    • ​目录结构

      • ​单层目录

        • ​线性目录表

        • ​搜索效率低

        • ​不适合多用户

      • ​两级目录

        • ​1.主目录

        • ​2.用户目录

        • ​优点

          • ​解决了重命名

          • ​文件共享

          • ​查找时间降低

        • ​缺点

          • ​增加系统开销

      • ​树形目录

        • ​根目录--用户目录--用户子目录--用户文件

        • ​优点

          • ​便于文件分类

          • ​层次结构清晰

          • ​便于管理和保护

          • ​重命名，和查找速度快

        • ​缺点

          • ​多次访问磁盘影响速度

          • ​结构复杂

    • ​路径名

      • ​相对

      • ​绝对

    • ​目录操作

      • ​create，delete……

      • ​opendir

        • ​目录内容可以被读取

      • ​readdir

        • ​以标准格式返回打开目录的下一级目录

• ​实现

  • ​实现文件

    • ​1.连续分配

      • ​优点

        • ​实现简单

          • ​记录文件用到的簇

            • ​第一块的磁盘地址

            • ​文件的块数

      • ​缺点

        • ​时间长，磁盘变零碎

    • ​2.使用磁盘链接表的分配

      • ​每个簇存着下个簇的簇号

        • ​目录项只需放第一个数据库的地址

      • ​优点

        • ​充分利用簇

        • ​不浪费空间

        • ​管理简单

      • ​缺点

        • ​随机存取缓慢，每次都从头开始读

    • ​3.使用内存的链接表分配

      • ​簇号，放内存--文件分配表

      • ​缺点

        • ​需要把整张表放入内存

        • ​不适合大容量的磁盘

    • ​4.i-结点

      • ​为每个文件赋予一个i结点的数据结构

      • 包含文件属性和文件块的磁盘地址

  • ​实现目录

    • ​CP/M

      • ​微机操作系统，只有一层目录，一个目录文件

      • ​目录项

        • ​用户码-1

        • ​文件名-8

        • ​扩展名-3

        • ​范围-1

        • ​块数-1

        • ​簇号（后16个域）

      • ​以簇为单位记录文件长度

    • ​MS-DOS

      • ​目录项

        • ​文件名-8

        • ​文件属性-1

        • 第一个簇的簇号-2

      • ​FAT文件系统

        • ​fat-12

        • ​fat-16

        • ​fat-32

    • ​UNIX 

      • ​i节点--文件名

  • ​磁盘空间管理

    • ​功能

      • 记录空闲磁盘信息

      • ​设计文件的存放方式

      • ​规定文件系统的簇大小

    • ​簇大小

      • ​簇大

        • ​小文件浪费空间

      • ​簇小

        • ​大文件 跨越多个簇，多次寻道旋转，时间性能低

      • ​2^n

    • ​记录空闲块

      • ​空闲簇链接表

      • ​位示图