第8章 文件管理-2

第8章 文件管理●文件概念

●文件結構和文件系統(tǒng)

●文件系統(tǒng)實現(xiàn)●目錄

●文件系統(tǒng)的可靠性本章要點●保護機制目錄的功能●實現(xiàn)“按名存取”●提高對目錄的檢索速度●允許文件同名●文件共享如何管理好我的文件?

創(chuàng)意8.3目錄●文件控制塊（FCB）：描述和控制文件的數(shù)據(jù)結構?！衲夸洠篎CB的有序集合即文件目錄。●索引結點：將文件名和文件描述信息分開，文件描述信息單獨形成一個稱為索引結點的數(shù)據(jù)結構，簡稱i結點。（UNIX系統(tǒng)使用）目錄=文件名+索引結點●文件控制塊和索引節(jié)點●基本信息文件名文件物理位置：存放文件的設備名、盤塊號、文件所占塊數(shù)文件邏輯結構：●存取控制信息文件主的存取權限核準用戶的存取權限一般用戶的存取權限●用戶使用信息文件的建立日期和時間文件的修改日期和時間當前使用信息：打開該文件的進程數(shù)等●文件控制塊的內容●單級目錄

●單級目錄是最簡單的一個目錄形式，整個系統(tǒng)建立一張目錄表，為每個文件分配一個目錄項?！袢秉c：查找速度慢不允許重名不便于共享不行！●兩級目錄●目錄分兩級整個系統(tǒng)建立一個主文件目錄MFD。為每個用戶建立一個目錄UFD?！駜?yōu)點：提高了文件檢索速度不同的用戶允許文件重名，只要在用戶自己的UFD中唯一即可●缺點：用戶之間不容易實現(xiàn)文件共享。最好分家！●樹型目錄●樹型目錄是多級文件目錄主目錄為根結點。各級分目錄即可包括文件，

也可包括下一級分目錄。葉子結點為數(shù)據(jù)文件。這樣不亂！●優(yōu)點方便查找及分類

允許文件重名利于文件保護——查找\usr\ast\mbox●目錄的查詢快找！文件線性檢索算法（順序檢索算法）X是一個共享文件，目錄C11中包含了文件的物理地址，用戶B要共享X，則必須將文件X的物理地址拷貝到目錄B2中去。但如果以后用戶B向文件X中添加內容，也必然要相應地增加新的盤塊。而這些新增加的盤塊，也只會出現(xiàn)在用戶B的目錄B2中。對用戶C來說，是不可見的。X為共享文件借你文件用用！行嗎?

●文件的共享●基于索引結點的共享方式●存在的問題當用戶C不再需要此文件時，不可刪除之。否則造成用戶B的指針懸空。但如果用戶C不刪除此文件，等用戶B繼續(xù)使用，對于用戶C，不合理?！窕谒饕Y點的共享方式太不合理！●利用符號鏈接的文件共享你的地址是？●文件系統(tǒng)的含義：

●一般而言，指在操作系統(tǒng)內部用來對文件進行控制和管理的一套機制及其實現(xiàn)?！穸诰唧w應用和實現(xiàn)上，文件系統(tǒng)又指存儲介質按照一種特定的文件格式加以構造。例如，Linux的文件系統(tǒng)是ext2，Windows2000/XP的文件系統(tǒng)是NTFS?！穹謪^(qū)與文件系統(tǒng)：●分區(qū)就是把硬盤分成幾部分，以便于用戶使用。●硬盤被分區(qū)之后，可以分別對每個分區(qū)進行高級格式化，即在該分區(qū)上創(chuàng)建文件系統(tǒng)。文件系統(tǒng)也稱“卷”。我的文件放哪去了?

8.4文件系統(tǒng)實現(xiàn)文件系統(tǒng)的格式●實線表示一個磁盤的數(shù)據(jù)讀取速率與塊的大小的關系●虛線表示磁盤空間的利用率與塊的大小的關系。塊大小128B256B 512B 1KB 2KB 4KB 8KB

我的文件占多大地兒?

文件分配單位文件的存儲結構●連續(xù)分配●鏈接分配●索引分配●混合分配外存的存儲分配算法大文件怎么放?

●每個文件分配一組相鄰接的盤塊。●保證了邏輯文件中的記錄順序與存儲器中文件占用盤塊的順序的一致性。●●優(yōu)點：便于順序訪問順序訪問速度快●缺點：要求有連續(xù)的存儲空間不便于文件的動態(tài)增長連續(xù)分配如何解決?●鏈接分配●通過在每個盤塊上的鏈接指針，將同屬于一個文件的多個離散的盤塊鏈接成一個鏈表，由此所形成的物理文件稱為鏈接文件?！駜?yōu)點：解決了文件動態(tài)增長的問題●缺點：隨機訪問低效!不滿意！●索引分配●為每個文件建立一個索引表，其中存放了文件所占用的盤塊號。●優(yōu)點：解決了文件動態(tài)增長的問題支持對文件的隨機訪問●缺點：索引塊增加了存儲空間開銷索引塊放不下怎么辦？●當文件較大時，一個索引塊放不下，需分配另一索引塊，為索引塊再建立一級索引，形成二級索引。●多級索引分配●如果每個盤塊的大小為1KB，每個盤塊號占4B，則一個索引塊可放256個盤塊號?！駥τ诙壦饕疃嗫纱娣盼募谋P塊總數(shù)為N=256

256=64K個盤塊號。文件的最大長度為64KB

1KB=64MB●對于三級索引 ……有問題？！●混合分配大家都滿意了嗎？●空閑表●空閑鏈●位示圖●成組鏈接法空閑空間怎么管！我的盤上還有空地兒嗎?

空閑存儲空間的管理●設計思想：所有空閑區(qū)建立一張空閑表，記載磁盤上的哪些盤塊是空閑的?！窨臻e表缺點：因整個系統(tǒng)一張表，因表大，查找慢。如何解決?●空閑鏈●設計思想：將磁盤上的所有空閑盤塊拉成一條鏈?！袢秉c：分配與回收過程雖然簡單，但效率低。不滿意！●位示圖●設計思想：用一個二進制位表示磁盤中一個盤塊的使用情況。二進制位=0：表示盤塊空閑二進制位=1：表示盤塊已分配所有盤塊所對應的位構成一個向量?！駜?yōu)點：從位示圖很容易找到一個或一組相鄰接的空閑盤塊。它占用磁盤空間比較少。還行！●成組鏈接法●設計思想：綜合空閑表法和空閑鏈。將空閑塊分組。滿意!就是有點復雜？！●成組鏈接法分配過程●壞塊管理熱修復重定向寫后讀校驗●備份備份設備磁帶磁盤光盤備份方法完全轉儲增量轉儲8.5文件系統(tǒng)的可靠性塊丟失

空閑盤塊記錄錯

使用盤塊記錄錯

●文件系統(tǒng)一致性●盤塊號一致性檢查●鏈接數(shù)一致性檢查●數(shù)據(jù)一致性控制●事務●檢查點●影響文件安全性的主要因素人為因素系統(tǒng)因素自然因素8.6文件保護機制●保護域：進程只能在保護域中執(zhí)行操作，該域指出進程所能訪問的對象?！裨L問權：進程能對某對象執(zhí)行操作的權利?！癖Ｗo域

文件1文件2文件3文件4文件5文件6打印機繪圖儀D1RRW

D2

RRWXRW

W

D3

RWXWW

●訪問矩陣行——域列——對象元素——訪問權●進程與保護域之間的聯(lián)系●靜態(tài)聯(lián)系：指進程的可用資源集在進程的整個生命期中是固定的?！駝討B(tài)聯(lián)系：指進程的可用資源集在進程的整個生命期中是可變的。切換：為了實現(xiàn)進程和域之間的動態(tài)聯(lián)系。 切換是一種權利，僅當進程擁有切換時，才能進行這種切換。D1可切換到D2D2可切換到D3

文件1文件2文件3文件4文件5文件6打印機繪圖儀D1D2D3D1RRW

S

D2

RRWXRW

W

SD3

RWXWW

●具有切換權的保護矩陣訪問矩陣有能力實現(xiàn)和控制動態(tài)保護。但是要實現(xiàn)起來開銷太大。為了減少時、空開銷。將矩陣按列劃分——存儲控制表將矩陣按行劃分——用戶權限表●訪問矩陣的實現(xiàn)

用戶文件A文件主RWX項目組成員RW協(xié)作成員RX其它用戶X每個文件一個，放在該文件的FCB或索引結點中，作為該文件的存取控制信息?！翊鎯刂票眍愋蜋嘞迣ο笾羔樜募嗀R指向文件A的指針文件BRWX指向文件B的指針文件CRW指向文件C的指針打印機W指向打印機的指針

每個用戶一張，表明用戶對所有文件可進行的操作。訪問權限表的安全：只有訪問權限表是安全的，它保護的對象才是安全的。將訪問權限表放在系統(tǒng)區(qū)內的專用區(qū)。將訪問權限表放在用