第五章文件系统
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文件系统课件
文件系统
序号 1 2 3 4
第 一 空 闲 盘 块 号 2 9 1 5 —
空 闲 盘 块 数 4 3 5 —
图6-21 空闲盘块表
文件系统
2) 存储空间的分配与回收 空闲盘区的分配与内存的动态分配类似，同样是采用首 次适应算法、循环首次适应算法等。例如，在系统为某新创 建的文件分配空闲盘块时，先顺序地检索空闲表的各表项， 直至找到第一个其大小能满足要求的空闲区，再将该盘区分 配给用户(进程)，同时修改空闲表。系统在对用户所释放的 存储空间进行回收时，也采取类似于内存回收的方法，即要 考虑回收区是否与空闲表中插入点的前区和后区相邻接，对 相邻接者应予以合并。
读缓冲区相应字节到目标地址m
读22#扇区在FAT表中对应行得到下 一个扇区号（55#）
读55#扇区入内存 缓冲区
读22#扇区入内存 缓冲区
读缓冲区相应字节到目标地址m+? 成功返回
文件系统
• MS-DOS系统只有一张文件分配表FAT16， 在FAT的每个表项中存放下一个盘块号。对 于1.2M的软盘，假设盘块的大小为512字节， 则FAT表的容量为____。
文件系统
FCB中存放的内容称为文件的属性，属性可以包括：
(1) 文件类型。可以从不同的角度来规定文件的类型，如 源文件、目标文件及可执行文件等。
(2) 文件长度。文件长度指文件的当前长度，长度的单位 可以是字节、字或块，也可能是最大允许的长度。
(3) 文件的物理位置。该项属性通常是用于指示文件在哪 一个设备上及在该设备的哪个位置的指针。
文件系统
硬 链 接
ln file4 file5
文件系统
符号链接
• ln –s /user/f1 /zll/f2 • f2文件中的内容为/user/f1
序号 1 2 3 4
第 一 空 闲 盘 块 号 2 9 1 5 —
空 闲 盘 块 数 4 3 5 —
图6-21 空闲盘块表
文件系统
2) 存储空间的分配与回收 空闲盘区的分配与内存的动态分配类似，同样是采用首 次适应算法、循环首次适应算法等。例如，在系统为某新创 建的文件分配空闲盘块时，先顺序地检索空闲表的各表项， 直至找到第一个其大小能满足要求的空闲区，再将该盘区分 配给用户(进程)，同时修改空闲表。系统在对用户所释放的 存储空间进行回收时，也采取类似于内存回收的方法，即要 考虑回收区是否与空闲表中插入点的前区和后区相邻接，对 相邻接者应予以合并。
读缓冲区相应字节到目标地址m
读22#扇区在FAT表中对应行得到下 一个扇区号（55#）
读55#扇区入内存 缓冲区
读22#扇区入内存 缓冲区
读缓冲区相应字节到目标地址m+? 成功返回
文件系统
• MS-DOS系统只有一张文件分配表FAT16， 在FAT的每个表项中存放下一个盘块号。对 于1.2M的软盘，假设盘块的大小为512字节， 则FAT表的容量为____。
文件系统
FCB中存放的内容称为文件的属性，属性可以包括：
(1) 文件类型。可以从不同的角度来规定文件的类型，如 源文件、目标文件及可执行文件等。
(2) 文件长度。文件长度指文件的当前长度，长度的单位 可以是字节、字或块，也可能是最大允许的长度。
(3) 文件的物理位置。该项属性通常是用于指示文件在哪 一个设备上及在该设备的哪个位置的指针。
文件系统
硬 链 接
ln file4 file5
文件系统
符号链接
• ln –s /user/f1 /zll/f2 • f2文件中的内容为/user/f1
第5章文件系统习题及答案
（2）链接结构
链接结构文件的逻辑记录是顺序的，但在存储空间中不必选择连续
的物理块，每个物理块的最后一个单元中用来存放物理块之间的链接指
针。要将文件占用的第一块的物理地址登记在文件目录中。
链接结构与顺序结构都只适合于顺序存取，不适宜随机访问，而下
面介绍的索引结构文件适于随机访问。
（3）索引结构
索引结构是实现非连续存储的另一种方法，索引结构为每个文件建立
盘面被划分成相等的扇区，各扇区的编号称为扇区号。磁盘上任何一块
的位置可由三个参数确定：柱面号、磁头号、扇区号。所以，应该选择
（B）、（C）、（D）。
4．如果按文件的用途来分类，可将文件分为_________。
（A）系统文件
（B）永久文件
（C）用户文件
（D）逻辑文件
（E）库文件
【解析】按文件的用途来分类，可将文件分为：系统文件、用户文
盘驱动器等设备。把存储介质的物理单位定义为卷，例如，一盘磁带、
一张软盘片、一个磁盘组都可称为一个卷。把存储介质上连续信息所组
成的一个区域称为块（物理记录）。块是主存储器与这些设备进行信息
交换的单位。目前常用的存储设备是磁带机和磁盘机。
所以，应该选择（A）、（B）、（C）、（D）。
3．磁盘上一物理块的位置可由参数_________确定。
（E）索引结构
【解析】由于存储设备的类型不同、特性各异，因而文件在相应存
储介质上的组织方式也有差异。通常文件的存储结构有三种：顺序结
构、链接结构和索引结构。
（1）顺序结构
一个文件被存放到连续相邻的块上，其逻辑记录顺序和物理块的顺序
相一致，这类文件称顺序文件或连续文件。文件占用的第一块的物理地
操作系统中的文件系统与目录管理技术
操作系统中的文件系统与目录管理技术一、文件系统概述文件系统是操作系统中的一个重要组成部分，它负责管理存储在存储设备中的文件和管理存储设备本身。
文件系统的功能包括存储管理、文件管理和访问控制等。
文件系统的设计直接影响着系统的性能、可靠性和扩展性。
目前主流的操作系统都使用了一种文件系统来组织和管理存储设备中的文件，比如Windows系统使用了NTFS文件系统，Linux系统使用了ext文件系统。
二、文件系统的特点文件系统具有以下几个特点：1.文件系统是操作系统的一部分，负责管理存储设备上的文件和目录。
2.文件系统涉及到文件的创建、读取、写入和删除等操作，还要负责存储空间的分配和管理。
3.文件系统需要提供一套机制来确保文件的安全性，包括访问控制、权限管理和数据完整性等。
4.文件系统还需要提供一些额外的功能，比如文件压缩、加密、备份和恢复等。
三、文件系统的组成文件系统主要由以下几个部分组成：1.文件：文件系统的基本组成单位，是存储在存储设备中的数据集合。
文件可以是文本文件、图像文件、音频文件、视频文件等。
2.目录：用来组织和管理文件的一种特殊文件，可以包含文件和其他目录。
目录可以形成一个树状结构，在树的顶端是根目录，包含了系统中所有文件和目录的信息。
3.文件描述符：用来描述文件的一种数据结构，包含了文件的元数据和存储位置等信息。
文件描述符是文件系统中的一个重要概念，它使文件系统可以管理和操作文件。
4.存储空间管理器：用来管理存储设备的空间，包括分配存储空间、释放存储空间和维护存储空间的结构等功能。
四、目录管理技术1.目录结构目录结构是文件系统中非常重要的一部分，它用来组织和管理文件和目录。
常见的目录结构包括层次目录结构、扁平目录结构和混合目录结构等。
（1）层次目录结构：采用树状结构来组织文件和目录，每个目录可以包含多个文件和子目录。
层次目录结构是文件系统中最常见的一种目录结构，比如Unix系统和Linux系统都使用了层次目录结构。
章节练习第5章文件系统
操作系统章节练习第5章文件系统一、单项选择题题目11．按文件用途来分，编译程序是（）。
A. 用户文件B. 档案文件C. 系统文件D. 库文件题目22．在UNIX/Linux系统中，用户程序经过编译之后得到的可执行文件属于（）。
A. ASCII文件B. 普通文件C. 目录文件D. 特殊文件题目33．特殊文件是与（）有关的文件。
A. 文本B. 图像C. 硬件设备D. 二进制数据题目44．操作系统是通过（）来对文件进行编辑、修改、维护和检索。
A. 按名存取B. 数据逻辑地址C. 数据物理地址D. 文件属性题目55．下列描述不属于文件系统功能的是（）。
A. 建立文件目录B. 提供一组文件操作C. 实现对磁盘的驱动调度D. 管理文件存储空间题目66．文件的逻辑组织是（）的文件组织形式。
A. 在外部设备上B. 从用户观点看C. 虚拟存储D. 目录题目77．由一串字符序列组成，文件内的信息不再划分可独立的单位，这是指（）。
A. 流式文件B. 记录式文件C. 顺序文件D. 链接文件题目88．数据库文件的逻辑结构形式是（）。
A. 流式文件B. 档案文件C. 记录式文件D. 只读文件题目99．在以下的文件物理存储组织形式中，常用于存放大型系统文件的是（）。
A. 连续文件B. 链接文件C. 索引文件D. 多重索引文件题目1010．链接文件解决了连续文件存在的问题，它（）。
A. 使用指针存入主存，速度快B. 适合于随机存取方式C. 不适用于顺序存取D. 提高了存储空间的利用率题目1111．文件系统为每个文件另建立一张指示逻辑记录和物理记录之间的对应关系表，由此表和文件本身构成的文件是（）。
A. 连续文件B. 链接文件C. 索引文件D. 逻辑文件题目1212．文件名与（）的转化是通过文件目录来实现的。
A. 逻辑地址B. 物理地址C. 文件内部名D. 文件记录题目1313．如果文件系统中有两个文件重名，不应采用（）结构。
A. 单级目录B. 树形目录C. 二级目录D. 非循环图目录题目1414．文件系统采用二级文件目录可以（）。
操作系统——文件系统PPT课件
优点：文件动态扩充和修改容易（图中蓝线）;外存空间利用率高 ；
缺点：顺序存取效率高，随机存取效率太低，如果访问文件最后 的内容，实际上是访问整个文件。（参考上图，理解这句话）
链接文件更适合于小型文件系统。
为了克服串联文件的存取效率太低的问题，引入文件映 照技术，即把串联文件中的链接字集中在一结构中。 DOS、WINDOWS系统采用（文件分配表）
文件A的目录项 文件A的 属性信息
起始块号: 5 长度: 7 ...
文件B的目录项 文件B的 属性信息
起始块号: 12 长度: 3
...
磁盘存储空间
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
优点：结构简单、实现容易 缺点：不利于文件动态扩充；创建文件时要求给出文件大小，
用户不方便
串联文件结构：文 件信息存于若干不 一定连续的磁盘块 中。每个物理块的 最末一个字(或第一 个字)作为链接字， 指出后继块号。链 首指针存在文件FCB 中，文件的结尾块 的指针为“∧”。
2
5.1 文件管理基本理论
文件 是具有名字的一组相关信息的有序集合，存放在外部存 储器中。 组成：文件名 + 属性 + 文件体
文件名：有限长度的字符串（注意DOS、Windows 、Linux系统文件名） 文件属性：包括文件类型、大小、物理位置、存
取控制、建立或修改日期… 文件体：
3
பைடு நூலகம்件分类
文件系统通常以磁盘分区划分，每个分区对应一 个独立的文件系统。
文件系统管理的对象：文件+目录+磁盘存储空间
缺点：顺序存取效率高，随机存取效率太低，如果访问文件最后 的内容，实际上是访问整个文件。（参考上图，理解这句话）
链接文件更适合于小型文件系统。
为了克服串联文件的存取效率太低的问题，引入文件映 照技术，即把串联文件中的链接字集中在一结构中。 DOS、WINDOWS系统采用（文件分配表）
文件A的目录项 文件A的 属性信息
起始块号: 5 长度: 7 ...
文件B的目录项 文件B的 属性信息
起始块号: 12 长度: 3
...
磁盘存储空间
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优点：结构简单、实现容易 缺点：不利于文件动态扩充；创建文件时要求给出文件大小，
用户不方便
串联文件结构：文 件信息存于若干不 一定连续的磁盘块 中。每个物理块的 最末一个字(或第一 个字)作为链接字， 指出后继块号。链 首指针存在文件FCB 中，文件的结尾块 的指针为“∧”。
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5.1 文件管理基本理论
文件 是具有名字的一组相关信息的有序集合，存放在外部存 储器中。 组成：文件名 + 属性 + 文件体
文件名：有限长度的字符串（注意DOS、Windows 、Linux系统文件名） 文件属性：包括文件类型、大小、物理位置、存
取控制、建立或修改日期… 文件体：
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பைடு நூலகம்件分类
文件系统通常以磁盘分区划分，每个分区对应一 个独立的文件系统。
文件系统管理的对象：文件+目录+磁盘存储空间
操作系统原理及应用(Linux)第5章 文件管理
直 接 块
Addr[11]
Addr[12] 一次间接
…
Addr[13] 二次间接
Addr[14] 三次间接
…
物理块
… …
… …
混合索引表
假设1个磁盘块4KB，一个索引表项占4B, 直接索引表引出磁盘块 12个
12*4KB=48KB 一级索引表引出文件磁盘块的数量
4KB/4B=1K个 支持的文件长度 1K*4KB=4MB 二级索引表引出文件磁盘块的数量1K*1K 支持的文件长度 1K*1K*4KB=4GB 三级索引表引出文件磁盘块的数量1K*1K*1K 支持的文件长度 >1K*1K*1K*4KB=4TB
…… ……
666 7771
文 索引表指针
件 说 明
索引表
逻辑 块号
0
1 2 3
物理 块号
26
文 件
索引表指针
说
明
索引表
逻辑 块号
0
1 2 3
4
物理 块号
NULL
27
优点：既能方便迅速地实现随机存取，又能满足文件动态 增长的需要。 缺点：增加了索引表带来的存储空间开销。
2．多级索引（类似多级页表）
1．数据项 数据项是描述一个对象的某种属性的字符集，是数据组织中可以命名的最 小逻辑数据单位。 2．记录 记录是一组相关数据项的集合，用于描述一个对象在某方面的属性。 3．文件 文件是由创建者定义的、具有文件名的一组相关信息的集合。
4
5.1.2 文件系统
文件系统是操作系统中对文件进行管理和操作的软件机构与数据的 集合，即文件管理系统。 1．文件系统的需解决的问题 （1）有效地分配存储器的存储空间。 （2）提供一种组织数据的方法。数据在辅存设备上的分布构成了文件的 物理结构，实现了“按名存取”的功能。 （3）提供合适的存取方法。 （4）提供一组服务，以执行所需要的操作。这些操作包括创建文件、撤 消文件、组织文件、读文件、写文件、传输文件和控制文件的访问权限 等。
Addr[11]
Addr[12] 一次间接
…
Addr[13] 二次间接
Addr[14] 三次间接
…
物理块
… …
… …
混合索引表
假设1个磁盘块4KB，一个索引表项占4B, 直接索引表引出磁盘块 12个
12*4KB=48KB 一级索引表引出文件磁盘块的数量
4KB/4B=1K个 支持的文件长度 1K*4KB=4MB 二级索引表引出文件磁盘块的数量1K*1K 支持的文件长度 1K*1K*4KB=4GB 三级索引表引出文件磁盘块的数量1K*1K*1K 支持的文件长度 >1K*1K*1K*4KB=4TB
…… ……
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文 索引表指针
件 说 明
索引表
逻辑 块号
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物理 块号
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文 件
索引表指针
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索引表
逻辑 块号
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物理 块号
NULL
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优点：既能方便迅速地实现随机存取，又能满足文件动态 增长的需要。 缺点：增加了索引表带来的存储空间开销。
2．多级索引（类似多级页表）
1．数据项 数据项是描述一个对象的某种属性的字符集，是数据组织中可以命名的最 小逻辑数据单位。 2．记录 记录是一组相关数据项的集合，用于描述一个对象在某方面的属性。 3．文件 文件是由创建者定义的、具有文件名的一组相关信息的集合。
4
5.1.2 文件系统
文件系统是操作系统中对文件进行管理和操作的软件机构与数据的 集合，即文件管理系统。 1．文件系统的需解决的问题 （1）有效地分配存储器的存储空间。 （2）提供一种组织数据的方法。数据在辅存设备上的分布构成了文件的 物理结构，实现了“按名存取”的功能。 （3）提供合适的存取方法。 （4）提供一组服务，以执行所需要的操作。这些操作包括创建文件、撤 消文件、组织文件、读文件、写文件、传输文件和控制文件的访问权限 等。
操作系统中的文件系统
操作系统中的文件系统文件系统是计算机操作系统中一种重要的组成部分，它管理着计算机硬盘或其他存储设备上的文件和目录结构，并提供了对这些文件的访问和操作功能。
在操作系统中，文件系统承担着多个重要的角色和功能，为用户和应用程序提供了高效的文件管理和数据存储服务。
一、文件系统的概念和功能文件系统是计算机操作系统中负责管理文件和目录的一种机制。
它将硬盘或其他存储设备划分为不同的区域，并将这些区域组织成文件和目录的层次结构。
文件系统提供了对这些文件和目录的创建、读取、写入、删除等操作，以及对文件的共享和权限管理等功能。
文件系统的主要功能可以总结如下：1. 存储管理：文件系统将物理存储设备抽象为逻辑上的文件和目录，负责存储和管理这些文件的数据。
2. 文件访问和操作：文件系统提供了对文件的读取、写入、删除等基本操作，使得用户和应用程序可以方便地对文件进行访问和操作。
3. 目录管理：文件系统通过目录结构来组织文件，使得用户可以根据特定的目录路径快速定位和访问所需的文件。
4. 文件共享：文件系统允许多个用户或应用程序同时访问和共享同一个文件，提供了对文件的并发访问和保护机制。
5. 权限管理：文件系统可以为每个文件或目录设置不同的访问权限，保护用户的数据安全和隐私。
6. 缓存和缓冲区管理：文件系统通过缓存和缓冲区技术来提高文件的读取和写入效率，减少对物理存储设备的访问次数。
二、文件系统的组成和结构文件系统由多个组成模块和数据结构构成，包括文件控制块、目录、索引节点、位图和日志等。
1. 文件控制块（FCB）：每个文件在文件系统中都对应一个文件控制块，用于存储文件的属性信息和数据块的指针等。
文件控制块包含了文件名、文件大小、创建时间、修改时间、访问权限等属性，以及指向文件数据块的指针。
2. 目录：目录用于组织和管理文件和子目录，形成文件系统中的层次结构。
目录中包含了文件名和对应的文件控制块的指针，通过目录可以查找和定位到具体的文件和目录。
计算机操作系统文件管理ppt课件
第5章 文件管理系统 两级索引分配
主索引
360 740
第 二 级 索引
360 105 106 254
…
740 356 357
1 1 25
…
…
1 1 25
985
…
…
…
…
…
磁盘空间 0 1 2
两 105 级 106 索
引 分 254 配
356 357
985
第5章 文件管理系统
索引分配的优点:
第5章 文件管理系统
5.1.2 文件系统
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。
第5章 文件管理系统
5.3.3 文件照映
FAT：文件分配表，磁盘格式化后建立。 FAT每个表项对应磁盘的一个盘块，其中用 来存放分配给文件的下一个盘块的块号
第5章 文件管理系统
FCB A 4
FCB B 9
FA T
0
1
2
3
6
4
EO F
5
11
6
7
8
10
9
5
EO F
第5章 文件管理系统
链接分配方式虽然解决了连续分配方式所存在的 问题， 但又出现了另外两个问题，
第5章 文件管理系统
第5章 文件管理系统
第5章 文件管理系统
5.1.1 什么是文件
1.文件的定义 文件是计算机系统中信息存放的一种组织形式，目前 尚无严格的定义，下面给出两种有代表性的解释：
第五章-文件系统
第五章-文件系统第5章文件系统本章内容提要文件系统的功能文件的逻辑组织和物理组织文件的目录结构文件存储空间的管理文件系统的可靠性文件共享和保护Linux文件系统的一般概念5.1文件系统概述5.1.1文件及其分类1．文件通常存放在外存（如磁盘、磁带）上，可以作为一个独立单位存放和实施相应的操作（如打开、关闭、读、写等）。
根据信息类型，文件具有一定的结构2．文件类型（1）按用途分类:系统文件库文件用户文件（2）按数据形式分类:源文件目标文件可执行文件（3）按存取权限分类:只读文件读写文件可执行文件（4）按保存时间分类:临时文件永久文件（5）在UNIX/Linux和MS-DOS系统中，按文件的内部构造和处理方式分类①普通文件——由表示程序、数据或文本的字符串构成，内部没有固定的结构。
②目录文件——由下属文件的目录项构成的文件。
③特别文件——特指各种外部设备。
▲特别文件分为字符特别文件和块特别文件。
▲普通文件通常分为ASCII文件和二进制文件。
●ASCII文件由只包含ASCII字符的正文行组成，每个正文行以回车符或换行符终止，各行的长度可以不同。
ASCII文件又称文本文件。
●二进制文件所包含的每个字节可能有256(28)种值。
通常可执行的二进制文件都有内部结构。
存档文件是二进制文件的另一示例。
3．文件命名用户对文件也是“按名存取”的。
不同系统对文件的命名规则是不同的。
很多操作系统支持的文件名都由两部分构成：文件名和扩展名，二者间用圆点分开。
如prog.c5.1.2文件系统的功能文件系统是操作系统中负责操纵和管理文件的一整套设施，它实现文件的共享和保护，方便用户“按名存取”。
■一般说来，文件系统应具备以下功能：①文件管理②目录管理③文件存储空间的管理④文件的共享和保护⑤提供方便的接口▲看待文件系统有不同的观点，主要是用户观点（即外部使用观点）和系统观点（即内部设计观点）。
5.2文件的逻辑组织和物理组织5.2.1文件的逻辑组织1．无结构文件文件内部不再划分记录，是由一组相关信息组成的有序字符流，即流式文件。
操作系统第五章文件系统
• 链接结构 文件不连续地存放于文件存储器上，但使 用指针按文件数据顺序将其链接起来。 特点： 提高了磁盘空间利用率,不存在外部碎片问 题； 文件操作灵活（添加、删除等），有利于 文件长度动态变化。
（二）链接结构
1、隐式链接
磁盘空间
0 1 10 2 3 4567 8 9 16 10 25 11 12 13 14 15 16 1 17 18 19 20 21 22 23 24 25 -1 26 27 28 29 30 31
一个学生，当把他作为班上的一名学生 时， 对他的描述应使用学号、姓名、年 龄及所在系班，也可能还包括他所学过 的课程的名称、 成绩等数据项。 但若 把学生作为一个医疗对象时，对他描述 的数据项则应使用诸如病历号、 姓名、 性别、 出生年月、 身高、 体重、 血
显然，对于流式的无结构文件来说，查找文件 中的基本信息单位，例如某个单词，是比较困 难的。但反过来，流式的无结构文件管理简单， 用户可以方便地对其进行操作。所以，那些对 基本信息单位操作不多的文件较适于采用流式 的无结构方式，例如，源程序文件、目标代码 文件等。
5.1.2 文件的逻辑结构
操作系统感知文件信息的组织形式叫文件的逻 辑结构。它包括流式文件（无结构文件）和记 录式文件（有结构文件）两种，每种文件信息 的逻辑单位分别是字节和记录。
• 流式文件（无结构文件）：
• 是指对文件内信息不再划分单位，它是依次的一串 字节流构成的文件。
• 记录式文件（有结构文件）：
（一）顺序结构
磁盘空间
count
0123
f
4567
8 9 10 11
tr
12 13 14 15
mail
16 17 18 19
20 21 22 23
（二）链接结构
1、隐式链接
磁盘空间
0 1 10 2 3 4567 8 9 16 10 25 11 12 13 14 15 16 1 17 18 19 20 21 22 23 24 25 -1 26 27 28 29 30 31
一个学生，当把他作为班上的一名学生 时， 对他的描述应使用学号、姓名、年 龄及所在系班，也可能还包括他所学过 的课程的名称、 成绩等数据项。 但若 把学生作为一个医疗对象时，对他描述 的数据项则应使用诸如病历号、 姓名、 性别、 出生年月、 身高、 体重、 血
显然，对于流式的无结构文件来说，查找文件 中的基本信息单位，例如某个单词，是比较困 难的。但反过来，流式的无结构文件管理简单， 用户可以方便地对其进行操作。所以，那些对 基本信息单位操作不多的文件较适于采用流式 的无结构方式，例如，源程序文件、目标代码 文件等。
5.1.2 文件的逻辑结构
操作系统感知文件信息的组织形式叫文件的逻 辑结构。它包括流式文件（无结构文件）和记 录式文件（有结构文件）两种，每种文件信息 的逻辑单位分别是字节和记录。
• 流式文件（无结构文件）：
• 是指对文件内信息不再划分单位，它是依次的一串 字节流构成的文件。
• 记录式文件（有结构文件）：
（一）顺序结构
磁盘空间
count
0123
f
4567
8 9 10 11
tr
12 13 14 15
16 17 18 19
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第5章文件系统习题及答案
第五章文件系统习题一、填空题1．文件系统主要管理计算机系统的软件资源，即对于各种的管理。
2．从用户的角度看，文件系统的功能是要实现①。
为了达到这一目的，一般要建立②3．UNIX系统中，一般把文件分为①、②和③三种类型。
4．串联文件是文件①组织的方式之一，其特点是用②来存放文件信息。
5．文件存储器一般都被分成若干大小相等的①，并以它为单位进行②。
6．文件存储空间管理的基本方法有①、②。
7．目录文件是由①组成的，文件系统利用②完成“按名存取”和对文件信息的共享和保护。
8．单级（一级）文件目录不能解决的问题。
多用户系统所用的文件目录结构至少应是二级文件目录。
9．大多数文件系统为了进行有效的管理，为用户提供了两种特殊操作，即在使用文件前应先①，文件使用完应②。
10．对于索引结构的文件，其索引表中主要应包含①和②两项内容。
11．对磁盘上一个物理块的访问要提供三个参数，分别是①，②和③。
12．文件的物理存储结构有三种方式，即①，②和③。
二、单项选择题1．在文件系统中，用户以方式直接使用外存。
（A）逻辑地址（B）物理地址（C）名字空间（D）虚拟地址【解析】用户给出文件名，文件系统根据文件名找到在外存的地址。
2．根据文件的逻辑结构，文件可以分为和两类。
（A）字符串文件/页面文件（B）记录式文件/流式文件（C）索引文件/串联文件（D）顺序文件/索引文件3．文件信息的逻辑块号到物理块号的变换是由决定的。
（A）逻辑结构（B）页表（C）物理结构（D）分配算法【解析】文件的物理结构是指文件在存储设备上的存放方法。
它决定了文件信息在存储设备上的存储位置，从而也决定了逻辑地址到物理地址的变换。
4．文件由 a 组成，磁带上的文件一般只能 b ，磁盘上的文件以 c 为单位读写，使用文件前必须 d 文件，使用完毕后应该 e 文件。
则a、c可能是。
①数组②块③记录④磁盘⑤柱面b可能是①顺序存取②随机存取③以字节为单位存取④直接存取d、e可能是①命名②删除③打开④关闭⑤复制⑥卸下【解析】文件是一组赋名的相关的字符流的集合，或是相关联记录的集合。
文件系统的概念框架
文件系统的概念框架
文件系统是计算机系统中用于组织和管理文件的一种机制。
它提供了一种将文件存储在计算机存储设备上并进行组织的方法，以便用户和应用程序可以方便地访问和管理这些文件。
文件系统的概念框架通常包括以下几个方面：
1. 存储管理：文件系统负责在物理存储介质（如硬盘、固态硬盘等）上组织和管理文件的存储。
这包括分配存储空间、跟踪文件位置、管理文件的读写等操作。
2. 目录结构：文件系统通常使用目录（或文件夹）来组织文件，创建层次结构以便于用户组织和浏览文件。
目录结构可以是树状结构或其他形式，用于组织文件和子目录。
3. 文件访问：文件系统定义了访问文件的方法和权限控制机制，包括文件的读取、写入、执行等操作，以及对文件的权限管理和保护。
4. 文件元数据：文件系统存储文件的元数据，包括文件名、大小、创建时间、修改时间、所有者等信息。
这些元数据用于管理文件和提供文件的属性信息。
5. 文件系统接口：文件系统提供了与操作系统和应用程序交互的接口，包括文件的创建、删除、复制、移动等操作，以及文件的读写接口。
6. 容错和一致性：文件系统需要具备容错能力，能够在发生故障时保护文件数据，并确保文件系统的一致性和完整性。
这些方面构成了文件系统的基本概念框架，不同的文件系统在实现上可能有所不同，但都会涉及这些核心概念。
文件系统
NTFS 5.0的特点主要体现在以下几个方面：
CDFS
CDFS是大部分的光盘的文件系统，只有小部分光盘使用其他文件系统。这些文件系统只能在CD-R或CD-RW上 读取。
பைடு நூலகம்xFAT
扩展文件分配表主界面（全称Extended File Allocation Table File System，扩展FAT，即扩展文件分 配表）是Microsoft在Windows Embeded 5.0以上（包括Windows CE 5.0、6.0、Windows Mobile5、6、6.1） 中引入的一种适合于闪存的文件系统，为了解决FAT32等不支持4G及其更大的文件而推出。对于闪存，NTFS文件 系统不适合使用，exFAT更为适用。相对FAT文件系统，exFAT有如下好处：
1·增强了台式电脑与移动设备的互操作能力 2·单文件大小最大可达16EB（就是理论值，16×1024×1024TB，1TB=1024G） 3·簇大小可高达32MB 4·采用了剩余空间分配表，剩余空间分配性能改进 5·同一目录下最大文件数可达65 536个 6·支持访问控制 7·支持TFAT 采用该文件系统的闪存盘不支持Windows Vista ReadyBoost。Windows Vista SP1支持该文件系统。
文件系统指定命名文件的规则。这些规则包括文件名的字符数最大量，哪种字符可以使用，以及某些系统中 文件名后缀可以有多长。文件系统还包括通过目录结构找到文件的指定路径的格式。
文件系统是软件系统的一部分，它的存在使得应用可以方便的使用抽象命名的数据对象和大小可变的空间。
功能
结构图文件的系统是操作系统用于明确磁盘或分区上的文件的方法和数据结构；即在磁盘上组织文件的方法。 也指用于存储文件的磁盘或分区，或文件系统种类。因此，可以说"我有2个文件系统"意思是他有2个分区，一个 存文件，或他用 "扩展文件系统"，意思是文件系统的种类。
CDFS
CDFS是大部分的光盘的文件系统，只有小部分光盘使用其他文件系统。这些文件系统只能在CD-R或CD-RW上 读取。
பைடு நூலகம்xFAT
扩展文件分配表主界面（全称Extended File Allocation Table File System，扩展FAT，即扩展文件分 配表）是Microsoft在Windows Embeded 5.0以上（包括Windows CE 5.0、6.0、Windows Mobile5、6、6.1） 中引入的一种适合于闪存的文件系统，为了解决FAT32等不支持4G及其更大的文件而推出。对于闪存，NTFS文件 系统不适合使用，exFAT更为适用。相对FAT文件系统，exFAT有如下好处：
1·增强了台式电脑与移动设备的互操作能力 2·单文件大小最大可达16EB（就是理论值，16×1024×1024TB，1TB=1024G） 3·簇大小可高达32MB 4·采用了剩余空间分配表，剩余空间分配性能改进 5·同一目录下最大文件数可达65 536个 6·支持访问控制 7·支持TFAT 采用该文件系统的闪存盘不支持Windows Vista ReadyBoost。Windows Vista SP1支持该文件系统。
文件系统指定命名文件的规则。这些规则包括文件名的字符数最大量，哪种字符可以使用，以及某些系统中 文件名后缀可以有多长。文件系统还包括通过目录结构找到文件的指定路径的格式。
文件系统是软件系统的一部分，它的存在使得应用可以方便的使用抽象命名的数据对象和大小可变的空间。
功能
结构图文件的系统是操作系统用于明确磁盘或分区上的文件的方法和数据结构；即在磁盘上组织文件的方法。 也指用于存储文件的磁盘或分区，或文件系统种类。因此，可以说"我有2个文件系统"意思是他有2个分区，一个 存文件，或他用 "扩展文件系统"，意思是文件系统的种类。
操作系统的文件系统
操作系统的文件系统概述：文件系统是计算机操作系统中的一个重要组成部分，它用来管理存储在计算机磁盘等介质上的文件和目录。
在操作系统中，文件系统提供了对文件的存储、访问和管理等功能，使用户能够方便地创建、删除、复制、查找和修改文件等操作。
本文将对操作系统的文件系统进行详细介绍，包括文件系统的基本概念、组织结构、操作原理以及常见的文件系统类型等内容。
一、文件系统的基本概念文件系统是操作系统中用于组织和管理文件的一种机制。
它通过对文件进行逻辑组织和物理存储管理，为用户提供了按照文件名称、类型和属性等进行管理和访问的能力。
文件系统的主要特点包括：1. 文件：文件是指计算机中存储的数据单元，可以是文本、图片、音频、视频等形式的数据。
在文件系统中，文件通过一个唯一的标识符来标识，并由文件名、扩展名和属性等信息来描述。
2. 目录：目录是文件系统中的一个重要组成部分，用于组织和管理文件。
目录可以包含文件以及其他目录，形成一个层次结构的树状结构，方便用户对文件进行分类和查找。
3. 存储空间管理：文件系统负责对存储介质（如磁盘）上的空闲空间进行管理，以便为新文件分配存储空间，同时能够对文件进行动态增长和收缩。
4. 文件访问和权限控制：文件系统提供了对文件的读取、写入、执行等操作方式，并通过权限控制机制限制用户对文件的访问权限，以保护文件的安全性。
二、文件系统的组织结构文件系统的组织结构可以分为单层结构、层次结构和索引结构等。
1. 单层结构：单层结构是最简单的文件系统组织方式，它把所有的文件都保存在一个目录中。
单层结构缺乏灵活性和可扩展性，不适用于大规模的文件管理。
2. 层次结构：层次结构是一种树状结构，其中包含了一个根目录和多个子目录。
层次结构通过目录的嵌套关系来组织和管理文件，使文件的分类更加清晰。
但是层次结构对目录的层级有限制，不适用于复杂的文件管理需求。
3. 索引结构：索引结构是一种更加灵活和高效的文件系统组织方式。
操作系统教程 第5章文件管理
文件是指由创建者定义的、具有文件名的一组相关元素的 集合。
5.1.4 文件类型
1．按性质和用途分类
（1）系统文件 （2）用户文件
2．按文件中的数据形式分类
（1）源文件
（2）目标文件
3．按文件的存取控制属性分类
（1）只执行文件 （2）只读文件
4. 按文件的逻辑结构分类
（1）有结构文件：记录式文件
（2）无结构文件：流式文件
统之间的信息传输。
2. 基本文件系统层 又称为物理输入输出层，该层主要通过发出读写物理块的
通用命令，实现主存与磁盘的数据块的交换。
3. 文件组织模块层 该层用于完成输入输出的大量事务，包括选择在什么设备
上执行文件I/O操作、对文件逻辑块和物理块的操作、磁盘调 度等。 4. 逻辑文件系统层
使用目录结构为文件组织模块，允许用户按文件名访问文 件，并负责文件的保护和安全。
文件系统提供了两种文件结构形式，并提供了它们之间的 转换功能。
5.2.1 文件的逻辑结构（File Logical Structure） 1．文件逻辑结构的概念
它是用户组织文件时可见的结构，即用户所观察到的 文件组织形式。文件的逻辑结构是用户可以直接处理的数 据及其结构，它独立于物理特性，又称为文件组织（File Organization）。 2．逻辑结构文件的形式 有结构的记录式文件 无结构的流式文件。
如果一个逻辑记录对应一个物理块，和一个逻辑记录 对应几个物理块，这两种情况增删记录都很容易。而对于 一个物理块有几个逻辑记录，增删就比较困难。见下图所 示，在72块中插入一条记录k。
缺点： ① 随机访问的效率低，适合于顺序访问。 链接结构只是解决了顺序结构记录增加难的问题。 ② 稳定性差 如果一个指针丢失或损坏，整个文件将被破坏；若指 针错误地指向其它文件或空闲块，就可能会引起错误。
5.1.4 文件类型
1．按性质和用途分类
（1）系统文件 （2）用户文件
2．按文件中的数据形式分类
（1）源文件
（2）目标文件
3．按文件的存取控制属性分类
（1）只执行文件 （2）只读文件
4. 按文件的逻辑结构分类
（1）有结构文件：记录式文件
（2）无结构文件：流式文件
统之间的信息传输。
2. 基本文件系统层 又称为物理输入输出层，该层主要通过发出读写物理块的
通用命令，实现主存与磁盘的数据块的交换。
3. 文件组织模块层 该层用于完成输入输出的大量事务，包括选择在什么设备
上执行文件I/O操作、对文件逻辑块和物理块的操作、磁盘调 度等。 4. 逻辑文件系统层
使用目录结构为文件组织模块，允许用户按文件名访问文 件，并负责文件的保护和安全。
文件系统提供了两种文件结构形式，并提供了它们之间的 转换功能。
5.2.1 文件的逻辑结构（File Logical Structure） 1．文件逻辑结构的概念
它是用户组织文件时可见的结构，即用户所观察到的 文件组织形式。文件的逻辑结构是用户可以直接处理的数 据及其结构，它独立于物理特性，又称为文件组织（File Organization）。 2．逻辑结构文件的形式 有结构的记录式文件 无结构的流式文件。
如果一个逻辑记录对应一个物理块，和一个逻辑记录 对应几个物理块，这两种情况增删记录都很容易。而对于 一个物理块有几个逻辑记录，增删就比较困难。见下图所 示，在72块中插入一条记录k。
缺点： ① 随机访问的效率低，适合于顺序访问。 链接结构只是解决了顺序结构记录增加难的问题。 ② 稳定性差 如果一个指针丢失或损坏，整个文件将被破坏；若指 针错误地指向其它文件或空闲块，就可能会引起错误。
第五章 文件系统与文件管理
设置文件系统配额
编辑/etc/fstab文件，指定实施配额管理的文件系统及
期实施何种配额管理； 执行quotacheck命令检查进行配额管理的文件系统， 并创建配额管理文件； 利用edquota命令编辑配额管理文件 启动配额管理。
配额管理命令
quotacheck命令
edquota命令 quota命令
移动存储介质是否在启动时自动挂载，取决于
/etc/fstab文件的内容。
fstab文件
fstab文件中一行表示一个文件系统，每个文件系统的 信息用六个字段表示。 设备逻辑名 “LABEL=磁盘分区名”表示硬盘上的磁盘分区，通常 分区名与挂载点目录保持一致。根分区一定挂载到根 目录，否则无法启动计算机。 挂载点 指定文件系统在系统中的挂载位置，其中Swap分区不 需要指定挂载点。
常见权限
-rw------- (600) 只有所有者才有读和写的权限 -rw-r--r-- (644) 只有所有者才有读和写的权限，组群和其他人只有读的 权限 -rwx------ (700) 只有所有者才有读，写，执行的权限 -rwxr-xr-x (751) 只有所有者才有读，写，执行的权限，组群和其他人只 有读和执行的权限
quotaon 命令
5-4 文件概述
/bin bin是Binary的缩写。这个目录存放着最经常使用的命令。 /boot这里存放的是启动Linux时使用的一些核心文件，包括一
些链接文件以及镜像文件。 /dev dev是Device(设备)的缩写。该目录下存放的是Linux的外 部设备，在Linux中访问设备的方式和访问文件的方式是相同的 。 /etc这个目录用来存放所有的系统管理所需要的配置文件和子目 录。 /home用户的主目录，在Linux中，每个用户都有一个自己的目 录，一般该目录名是以用户的账号命名的。 /lib这个目录里存放着系统最基本的动态链接共享库，其作用类 似于Windows里的DLL文件。几乎所有的应用程序都需要用到 这些共享库。
操作系统第五章 文件系统
显然，对于流式的无结构文件来说，查找文件
中的基本信息单位，例如某个单词，是比较困 难的。但反过来，流式的无结构文件管理简单， 用户可以方便地对其进行操作。所以，那些对 基本信息单位操作不多的文件较适于采用流式 的无结构方式，例如，源程序文件、目标代码 文件等。 记录式的有结构文件可把文件中的记录按各种 不同的方式排列，以便用户对文件中的记录进 行修改、追加、查找和管理等操作，主要用于 信息管理，如数据库系统中。
件长达4 MB。
(3) 多次间接地址。
当文件长度大于4 MB+40 KB时(一次间址与 10个直接地址项)， 系统还须采用二次间 址分配方式。这时，用地址项iaddr(11)提 供二次间接地址。该方式的实质是两级索 引分配方式。系统此时是在二次间址块中 记入所有一次间址块的块号。在采用二次 间址方式时，文件最大长度可达4 GB。 同 理，地址项iaddr(12)作为三次间接地址， 其所允许的文件最大长度可达4 TB。
5.1
ห้องสมุดไป่ตู้
文件组织结构
5.1.1文件概念
• 文件是由创建者所定义、具有文件名
的一组相关的信息集合。 • 文件的主要属性： •文件名，文件类型，文件长度，创 建者，创建时间，修改时间，文件定 位信息 ，文件所包含的信息。
5.1.2
文件的逻辑结构
操作系统感知文件信息的组织形式叫文件的逻
辑结构。它包括流式文件（无结构文件）和记 录式文件（有结构文件）两种，每种文件信息 的逻辑单位分别是字节和记录。 • 流式文件（无结构文件）：
2. 显式链接
把用于链接文件各物理块的指针，显式
地存放在内存的一张链接表中。该表对 应整个磁盘，表的序号是物理盘块号。 在每个表项中存放链接指针，即下一个 盘块号。我们将该表称为文件分配表 FAT。 大大减少了访问磁盘的次数，提高了检 索速度。
chap5 UNIX文件系统.ppt
在管理中，操作系统会给文件设立各种属性信息，因为在 UNIX系统内部，文件系统对文件的管理是通过对文件的属性信息 的管理完成的。
5.1 文件的分类
在UNIX系统中，普通文件的基本属性信息包括以下一些：
文件名
文件的特征说明
文件的索引号 文件在系统中的唯一表示，类似的，每个UNIX
用户有一个唯一的id
（3）UNIX系统中每一个对象都表示为文件。并不仅仅是通常 的数据集合，为了便于管理和调度，UNIX将系统中的每个硬件设 备表示为文件，并采用施加在一般文件上的调度和管理方法来解决 系统中硬件设备问题。 实现系统中所有对象统一调度和管理。
UNIX系统中的文件
总结：在UNIX系统中，文件是一些字节序列，即系统中的所有 一切，包括键盘在内的I/O设备都是一个文件，所有文件以倒置树 型层次结构进行组织。
5 UNIX文件系统
概述
文件是保存信息的基本结构。概念上，计算机中的文件类似于 日常使用的文件；技术上，文件是保存在某种介质上的字节序列。 文件可以包含任何可以表示为字节序列的信息。每个文件通过文件 名进行标识。用户对文件进行操作只需利用文件名。而操作系统负 责定位文件所作的位置并维护它的有关文件的信息。
lisi root lisi lisi lisi lisi lisi lisi lisi
4096 Oct 8 . 4096 Sep 12 .. 4096 Oct 8 aa 38 Oct 8 aa.txt 463 Oct 9 .bash_history 24 Sep 12 .bash_logout 191 Sep 12 .bash_profile 124 Sep 12 .bashrc 118 Sep 12 .gtkrc
文件类型及 文件文链件接的数属文主件名文的件属文的组件文名的件大名小文件的修改日期
5.1 文件的分类
在UNIX系统中，普通文件的基本属性信息包括以下一些：
文件名
文件的特征说明
文件的索引号 文件在系统中的唯一表示，类似的，每个UNIX
用户有一个唯一的id
（3）UNIX系统中每一个对象都表示为文件。并不仅仅是通常 的数据集合，为了便于管理和调度，UNIX将系统中的每个硬件设 备表示为文件，并采用施加在一般文件上的调度和管理方法来解决 系统中硬件设备问题。 实现系统中所有对象统一调度和管理。
UNIX系统中的文件
总结：在UNIX系统中，文件是一些字节序列，即系统中的所有 一切，包括键盘在内的I/O设备都是一个文件，所有文件以倒置树 型层次结构进行组织。
5 UNIX文件系统
概述
文件是保存信息的基本结构。概念上，计算机中的文件类似于 日常使用的文件；技术上，文件是保存在某种介质上的字节序列。 文件可以包含任何可以表示为字节序列的信息。每个文件通过文件 名进行标识。用户对文件进行操作只需利用文件名。而操作系统负 责定位文件所作的位置并维护它的有关文件的信息。
lisi root lisi lisi lisi lisi lisi lisi lisi
4096 Oct 8 . 4096 Sep 12 .. 4096 Oct 8 aa 38 Oct 8 aa.txt 463 Oct 9 .bash_history 24 Sep 12 .bash_logout 191 Sep 12 .bash_profile 124 Sep 12 .bashrc 118 Sep 12 .gtkrc
文件类型及 文件文链件接的数属文主件名文的件属文的组件文名的件大名小文件的修改日期
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在UNIX文件系统中，文件的路径
名有两种表示形式，它们是 绝对路径名 和 ___相__对__路__径__名____ ；
其 中 ， 以 “ /” 开 始 的 路 径 名 表 示 __绝__对__路__径__名_____。
在UNIX系统中，基本的文
件 类 型 分 为 普通文件
，
___目__录__文__件_____和 __特__别__文_件___。
第五章 文件系统
文件及文件类型、功能 文件的逻辑组织、物理组织 目录文件 文件的存储空间管理 文件的共享及安全性
பைடு நூலகம்
1．一般说来，文件系统应具备哪些 功能？
答：（1）文件管理 （2）目录管理 （3）文件存储空间的管理 （4）文件的共享和保护 （5）提供方便的接口
判断对错并改正
在采用树型目录结构的文件系
统 中 ， 各 用不户同的用文户件的名文必件须名互可不
相同。（以相同）
在以下的文件物理存储组织形式中，
（A）常用于存放大型的系统文件。
A．连续文件 B．串连文件 C．索引文件 D．多重索引文件
在下述文件系统目录结构中，能
够用多条路径访问同一文件（或目录）
的目录结构是（ D ）。
A．单级目录 B．二级目录 C．纯树型目录 D．非循环图目录