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文件管理

文件结构及文件存取方式

  • 文件的逻辑结构
    • 有结构记录式文件
    • 无结构流式文件
  • 存储介质
    • 磁带
    • 磁盘
    • 光盘
  • 文件的物理结构
    • 连续结构(顺序结构)
    • 链接结构(串联结构)
    • 索引结构
      • $I$节点
      • UNIX三级索引结构
  • 文件的存取方式
    • 顺序存储
    • 随机存储
      • 直接存取法
      • 按键存取法


文件目录

  • 目的:实现按名存取
  • 文件控制块(FCB)
    • 基本信息类
    • 存取控制信息类
    • 使用信息类
  • 目录结构
    • 一级目录结构
    • 二级目录结构
    • 多级目录结构
    • 改进的多级目录结构(无环图目录结构)
  • UNIX目录结构
    • FCB = 文件名 + 索引节点($I$节点,文件说明)
    • 目录 = 文件名+索引节点号
  • 文件目录检索
    • 线性检索法
    • Hash方法
  • 记录的成组与分解
    • 成组:将若干个逻辑记录合成一组存放在一个物理块的过程
    • 分解:从一组逻辑记录中把一个逻辑记录分离出来的过程
    • 缺点:需要软件增加操作,要有能容纳最大块长的I/O缓冲区
  • 文件空间的管理和分配
    • 连续分配
    • 链接分配
      • 隐式链接分配
      • 显式链接分配【FAT,文件分配表(在内存中)】
    • 索引分配
      • 进程打开文件表,系统打开文件表【磁盘索引节点→内存索引节点】
      • 单级索引
      • 多级索引
      • 混合索引
  • 外存空间管理
    • 磁盘分配表(在外存中)
    • 空闲表法【动态分区分配】
    • 位示图

      $(字号,位号)\rightleftharpoons 盘块号$

    • 空闲链表法
      • 空间盘块链
      • 空间盘区链
    • 成组链接法【UNIX, 100个空闲块一组】

操作系统的使用

  • 文件操作
    • create(),link(),unlink(),open(),close(),read(),write(),lseek()
    • O_RDONLY, O_WRONLY, O_RDWR
    • In lseek(): whence(0,1,2)
  • 文件共享
    • 基于索引节点【指针是否共享(静态),进程是否并发(动态)】




    • 利用符号链接共享文件

文件共享

  • 基于索引节点的共享方式(硬链接)
    • 静态共享(不随进程产生与消亡)
      • link(oldnamep, newnamep);
    • 动态共享(随进程产生与消亡)
      • open()
  • 利用符号链接共享文件

文件系统的可靠性与安全性

磁盘

  • 访问时间
    • 寻道时间
      • $T_s = s + m*n$
    • 延迟时间
      • $T_R = \frac{1}{2}\frac{1}{r}$
      • 减少方法<交替编号,错位命名>
    • 传输时间
      • $T_t = \frac{b}{N}\frac{1}{r}$
  • 调度算法

    • 先来先服务(FCFS)
    • 最短寻找时间优先算法(SSTF)
    • 扫描算法,电梯算法(SACN)
    • 循环扫描(C-SCAN)