unix文件系统详解

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第八课 Linux和UNIX的文件管理系统

8、文件访问互斥与同步
UNIX系统允许多个用户同时访问一个文件，实现更为灵活的共享机制。多个用户同时写同一个文件时，系统需要实现写操作的互斥处理。UNIX通过采用加锁方式锁定文件中的记录来实现互斥写机制。访问进程可通过系统调用lockf对访问文件的某些信息进行锁定。
一个文件系统称为一个文件卷或逻辑卷。
一个逻辑卷对应一个或多个物理卷中的若干物理分区（也称物理块，通常为l～4KB，早期为512字节）。
有关文件系统定义：文件系统是包括在一个磁盘（包括光盘、软盘、闪盘及其它存储设备）或分区的目录结构。一个可应用的磁盘设备可以包含一个或多个文件系统。
UNIX系统支持多种类型的文件系统。如：
UNIX文件系统采用索引文件组织结构管理文件。如前面所述， UNIX操作系统管理文件的典型特点是：
构造一个简单的目录文件（只包含文件名、对应的i-node 号等几项主要信息），增加一项数据结构即i-node。这样对文件管理即为对i-node信息的管理。
如下为UNIX System V 的目录结构：
采用多重索引结构可增加文件所需空间的灵活性并且节省内存只需将文件的最初索引信息通常是直接或间接寻址信息针对含不同物理块大小的文件放置在活动i节点中系统内存区不必放置整个索引表到内存
第八课 UNIX文件管理系统
UNIX系统中文件是一个字节序列，即字节流文件。 UNIX系统以管理文件的形式实现硬件设备管理、管道机制和链接管理。文件系统通过管理文件的属性信息实现文件管理。属性包含文件系统内部管理信息和用户信息两部分。系统内部管理信息：反映文件的控制管理结构用户信息：可显示在标准输出 UNIX文件系统以目录结构组织文件，只有一个根节点。 UNIX的目录文件是一种特殊的文件，由目录/文件名及其长度、目录信息长度和索引节点号等主要信息组成。

UNIX操作系统简介PPT课件

drwxr-xr-x 2 root other 512 Oct 20 20:00 temp -rw-r--r-- 1 root other 23 Dec 20 16:06 abc.txt
文件类型文件
权限
属主组
链接数
文件大小
文件创建日期时间
文件名
-
P13
UNIX文件信息
文件类型：－
1983年，贝尔实验室发布第一个商业版本的UNIX，系统V的版本1, 即SVR1。
-
P44
UNIX标准版本
传统的UNIX标准版本主要如下两个： UNIX System V 原是AT&T公司制定的标准版本，后来成为工业
标准。目前流行版本是SVR 3.2、SVR 4.0、SVR 4.2 (SVR的全称是System V Release) 。SCO UNIX就是采用的就是UNIX System V。
UNIX操作系统提示符一般为”#”。
进程(Process) 正在执行的程序。UNIX允许多个进程同时存在，每个进程
都有唯一代号称为进程标识符(pid --- process id)。
-
P28
几个基本概念
前台进程(Foreground process) 可以和用户直接进行人机交互的进程。前台进程程序可以接
3 设备文件代表某种设备，一般放在/dev目录下，如 /dev/cd0表示光驱。设备文件可分为块设备文件和字符设备文件，块设备文件以区块为输入输出单元，如磁盘；字符设备文件是以字符作为输入输出单元，如串口。
4 符号链接文件包含一指针，指向文件的位置。
-
P12
UNIX文件信息
UNIX文件信息包括文件的类型、名字、大小、最近修改日期、操作权限等等。如：

unix系统中文件的多级索引结构 -回复

unix系统中文件的多级索引结构-回复Unix系统中的文件系统采用了多级索引结构来管理文件。

在多级索引结构中，文件被组织成块的集合，每个块都有唯一的地址。

通过使用多级索引结构，Unix系统能够高效地存储和检索文件，提高系统的性能和可靠性。

下面我们将一步一步地回答和讨论关于Unix系统中文件的多级索引结构的内容。

第一步：什么是多级索引结构？多级索引结构是一种用于管理大量数据的数据结构。

在Unix系统中，文件系统使用多级索引结构来管理文件的存储和检索。

这种索引结构由多个级别的索引组成，每个级别都用于指示下一个级别的索引。

通过这种方式，Unix系统能够快速访问和操作大型文件，提高文件系统的效率。

第二步：Unix系统中多级索引结构的组成Unix系统中的多级索引结构由三个主要组件组成：直接索引块、一次间接索引块和二次间接索引块。

直接索引块用于存储文件的数据块地址，一次间接索引块用于存储直接索引块的地址，而二次间接索引块用于存储一次间接索引块的地址。

通过这种层次结构，Unix系统能够管理大量数据块，并提供快速的文件访问。

第三步：直接索引块的作用和结构直接索引块是多级索引结构中的最底层，用于存储文件的数据块地址。

每个直接索引块都包含一定数量的文件数据块地址。

这些地址可以直接指向文件存储在磁盘上的数据块。

通过直接索引块，Unix系统可以快速访问和检索文件的数据。

第四步：一次间接索引块的作用和结构一次间接索引块用于存储直接索引块的地址。

每个一次间接索引块都包含一定数量的直接索引块地址。

通过一次间接索引块，Unix系统可以间接地访问和检索文件的数据。

当直接索引块的数量不足以存储文件的所有数据块地址时，一次间接索引块就发挥了作用。

第五步：二次间接索引块的作用和结构二次间接索引块用于存储一次间接索引块的地址。

每个二次间接索引块都包含一定数量的一次间接索引块地址。

通过二次间接索引块，Unix系统可以间接地访问和检索文件的数据。

Unix文件系统技术分析

Unix文件系统技术分析
邵雄凯;李晶
【期刊名称】《计算机技术与发展》
【年(卷),期】2001(011)004
【摘要】本文主要从文件系统的管理机制、物理结构、安全和共享等方面分析了Unix文件系统并加以评论。

%This paper analyse the management system,physical structure,security and share of the Unix file system,and also presents my own view on it.
【总页数】3页(P69-71)
【作者】邵雄凯;李晶
【作者单位】湖北工学院电气工程与计算机科学系,;武汉水利电力大学计算机系,【正文语种】中文
【中图分类】TP316.81
【相关文献】
1.浅谈SCO UNIX文件系统的维护 [J], 刘菊岗;盖建荣
2.模拟Unix文件系统的设计与实现 [J], 王浩亮
3.Unix文件系统安全管理的研究 [J], 林小平;唐露新
4.类Unix文件系统中TOCTTOU缺陷的静态分析方法 [J], 韩伟;贺也平
5.图示法在“模拟UNIX文件系统”大型实验中的应用 [J], 陆亿红;李波
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

UNIX文件系统

UNIX文件系统UNIX操作系统简介,讲稿,UNIX操作系统概述, UNIX操作系统UNIX是较早广泛使用的操作系统之一，它的第一版于1969年在Bell实验室产生，1975年对外公布，1976年以后在Bell实验室外广泛使用。

应用范围应用到几乎所有16位及以上的计算机上，包括微机、工作站、小型机、多处理机和大型机等等。

UNIX特点(1) 多任务、多用户(2) 并行处理能力(3) 管道(4) 安全保护机制(5) 功能强大的shell(6) 强大的网络支持(7) 系统源代码用C语言写成，移植性强(8) 出售源代码，软件厂家自己增删UNIX流派举例SCO UNIX PC兼容机Digital Unix Dec Alpha机Sun UNIX Sun工作站AIX IBM机, UNIX系统组成UNIX操作系统结构由三大部分组成:(1) kernel(内核)(2) shell(外壳)(3) 工具及应用程序1工具及应用程序shellkernel硬件UNIX Kernel 提供四个基本功能:进程、文件系统、通信、系统启动。

UNIX Shell 是UNIX的命令解释器，共有三种:(1) Bourne Shell sh(2) Korn Shell ksh(3) C-Shell csh一般系统默认为Bourne Shell, 本文以此shell为例。

, UNIX的几个名词用户名(user) UNIX是多用户操作系统，它允许多个用户同时使用。

每个用户拥有用户名、登录口令以及操作特权。

用户每次使用UNIX时必须先登录:输入用户名和口令。

一般用户的UNIX操作系统提示符一般为”$”。

工作组(group) 几个用户可以组成一组，同组内的用户可以共享信息。

root用户 UNIX的超级用户，拥有其他用户没有的特权。

root用户的UNIX操作系统提示符一般为”#”。

进程(process) 是正在执行的程序。

UNIX允许多个进程同时存在，每个进程都有唯一代号称为进程标识符(pid)。

UNIX操作系统概述

返回
1、进入和退出UNIX系统 2、登入 3、改变口令 4、注销
返回
1、 UNIX 的体系结构 UNIX及其变种XENIX是一个多用户、多任务的操作系统，其系统结构大致可分为3个层次
（1）最内层是UNIX内核（Kernel），运行UNIX后，内核长驻内存。（2）中间一层是命令解释程序，称为外壳（Shell）。外壳只是在输入命令时才调入内存，当执行完这条命令后就释放外壳所占的内存空间。因此外壳是用户与内核的接口。用户可以根据需要编制一些功能程序来扩充Shell命令。（3）最外层是应用程序，它包括众多的应用软件和除UNIX系统以外的其他系统软件。
硬盘：hd（1号盘hd0a，1分区hd00,2分区hd01，2号盘hd1a）；
软盘：fd(a盘fd0,b盘fd1)；
终端：tty(tty00,tty01,tty02);
主控台：console; 打印机；lp(lp,lp0,lp,lp2) 盘交换区：swap; 盘根分区：root; 盘用户分区：usr；存储器：mem; 时钟：clock.
2、UNIX的文件文件是UNIX文件系统的基本单位，共有三种不同类型的UNIX文件。分别是：普通文件就是我们通常所指的程序文件和文本文件
特殊文件就是指磁带、磁盘等外部设备目录文件。文件与目录的命名规则通配符
3．UNIX命令 UNIX命令是一些可执行的程序，在用户输入一条命令后，操作系统
这条命令中的-rl表示这条命令将以长列表的格式以及倒字母顺序的排列列出目录中的全部文件。当然，在某些情况多个选择必须分开表示，如：
copy –a –v source destination 在命令中还可以给出一些别的变量，例如： grep ”all right ”recorder.txt

UNIX操作系统重点知识

UNIX操作系统重点知识UNIX操作系统重点知识范本：1.文件系统1.1 文件系统层次结构1.2 文件和目录权限1.3 文件和目录操作1.3.1 创建文件1.3.2 复制文件1.3.3 挪移文件1.3.4 删除文件1.3.5 创建目录1.3.6 复制目录1.3.7 挪移目录1.3.8 删除目录2.进程管理2.1 进程与线程的概念2.2 进程的创建和终止 2.3 进程调度2.4 进程间通信2.4.1 管道通信2.4.2 信号量通信 2.4.3 消息队列通信2.4.4 共享内存通信3.用户与权限管理3.1 用户账号管理3.1.1 创建用户账号 3.1.2 修改用户账号 3.1.3 删除用户账号 3.2 用户组管理3.2.1 创建用户组 3.2.2 修改用户组 3.2.3 删除用户组 3.3 权限管理3.3.1 文件权限设置3.3.2 用户权限控制4.网络通信4.1 IP地址和端口4.2 网络协议栈4.3 网络配置与管理4.3.1 IP地址配置4.3.2 网络接口配置 4.4 网络连接与通信4.4.1 TCP连接4.4.2 UDP通信5.系统管理5.1 系统启动和关闭5.2 系统监控和性能调优 5.3 系统日志管理5.4 定时任务管理6. Shell脚本编程6.1 Shell脚本语法6.2 变量和常量6.3 控制结构6.4 函数和参数6.5 文件操作6.6 进程处理6.7 输入输出重定向6.8 错误处理本文档涉及附件：附件1：UNIX操作系统命令手册本文所涉及的法律名词及注释：1. UNIX：一种多用户、多任务的操作系统。

2. 文件系统：用于管理计算机硬盘上的文件和目录的组织结构。

3. 进程：执行中的程序实例，是计算机系统中的基本执行单位。

4. 管道通信：进程间通过使用管道实现数据传输的一种通信机制。

5. 信号量通信：进程间通过使用信号量实现进程同步与互斥的一种通信机制。

6. 消息队列通信：进程间通过使用消息队列实现异步通信的一种通信机制。

UNIX操作系统的文件管理

(1) i-count 内存inode访问计数。若为0，表示此节点为空闲，某文件被打开时，其内存inode里的此项就加1。只有所有用户都关闭了此文件，以使i-count为0 后，这个文件才被真正关闭。 (2) i-number 与此内存inode相对应的外存inode编号。
5、打开文件控制块file和file表
文件系统磁盘存储区的分布图

每一个文件的inode节点占用32个字节，因此每一个inode 块包含16个文件控制块。这些inode顺序编号，一个文件占用了某inode，则其编号就成为这个文件的内部标识，第1号inode是专门用于根目录文件的。数据结构filsys 共有12 项内容，下面给出与我们讲述有关的六项。 (1) s-isize inode区占用的盘块数； (2) s-fsize 盘块总数； (3) s-nfree 直接管理（也就是s-free[100]指向）的空闲块数； (4) s-free[100] 空闲块索引表 (5) s-ninode 直接管理的空闲inode节点数； (6) s-sinode[100] 空闲inode节点索引表。至于如何通过filsys来对空闲inode和空闲盘进行具体管理，详情见后面关于UNIX文件系统资源管理综述部分。

4外node记录了一个文件的属性和有关信息。可以想象，在对某一
文件的访问过程中，会频繁地涉及到它，于是它就要不断来回于内、外存之间，这当然是极不经济的。为此，UNIX在系统占用的内存区里开辟了一张表——内存inode表（或活动文件控制块表、活动索引节点表），该表共有100个表目，每个表目称为一个内存文件控制块 inode，当需要使用某文件的信息，而在内存inode 表中找不到其相应的inode时，就申请一个内存inode，把外存inode的大部分内存拷贝到这个内存inode 中，随之就使用这个内存 inode 来控制磁盘上的文件。在最后一个用户关闭此文件后，内存inode的内容被写到外存 inode，然后释放以供它用。内存inode的结构基本上与外存inode相同。增加的有关项目有：

UNIX系统概述

UNIX进程和存储管理简介

UNIX系统的核心部分从整体上说可以分为两大部分，即“静”的文件系统和“动”的进程控制系统。文件系统主要用来存放、管理那些暂时不被处理机执行的程序和数据，它为程序和数据文件分配空间，控制文件存取和为用户检索信息。进程控制系统则负责为将要执行的程序和数据文件分配内存空间，并负责进程调度、控制并发进程的执行速度和分配必要的资源，以及负责进程通信和内存管理等 UNIX 的进程控制系统与文件系统之间通过系统调
UNIX 系统结构
UNIX系统结构

UNIX系统结构分为三层：最低层是硬件。次低层是UNIX操作系统核心，它包括文件控制系统和进程控制系统两大部分。上面第二层（中间层）是shell命令解释层、实用程序、库函数等。该层中的shell解释程序是用户和UNIX操作系统的操作界面。最外层是用户程序，包括许多应用软件。 UNIX的系统结构如图所示：

UNIX的进程存储管理采用交换(swapping)和请求调页 (demand paging)两种策略完成。 1）交换存储策略交换操作由进程0完成（与进程调度共同进行），早期 UNIX采用全交换策略（调度时在内存和交换区间传送整个进程），新版UNIX采用部分交换策略（每次只交换进程的部分内容）。 2）请求调页策略（页式虚拟存储管理策略）进程的proc结构存入常驻内存页面；当发生进程调度时，将user结构及部分页面=》工作集；当访问的页面不在工作集时，发生缺页中断；缺页中断处理程序更新工作集的内容。
Unix 中的进程

在不同的执行模式下执行时，同一进程使用不同的堆栈和不同的管理数据结构。在两种不同模式下执行的程序不能互相访问各自的堆栈，它们之间的参数传递需要借助通用寄存器等硬件。用户态下的进程能存取它们自己的指令和数据，但不能存取核心指令和数据。核心态下的进程能存取核心和用户地址。 UNIX进程的核心态和用户态之间的转换靠中断以及硬件设置等方法完成，当用户进程由用户态转向核心态执行时，需要依靠中断或陷阱来实现。在核心态执行的进程只有通过设置程序状态寄存器PSW才能回到用户态。

《UNIX操作系统》课件

数据库管理工具
数据库备份与恢复
MySQL、PostgreSQL等
MongoDB、Redis等
phpMyAdmin、MySQL Workbench等
定期备份、灾难恢复等
自动化部署工具
Ansible、Chef等
监控工具
Zabbix、Nagios等
日志管理工具
ELK Stack（Elasticsearch、Logstash、Kibana）等
持续集成与持续部署（CI/CD）
Jenkins、GitLab CI/CD等
THANKS
感谢您的观看。
《Unix操作系统》PPT课件
目录
Unix操作系统概述Unix系统基础Unix系统管理和维护Unix网络配置和管理Unix系统编程Unix系统应用实例
01
CHAPTER
Unix操作系统概述
01
1969年，AT&T的贝尔实验室的肯·汤普森和丹尼斯·里奇开发出了Unix的原型。
02
1973年，Unix正式发布，并被移植到了PDP-11小型机上。
函数与程序结构
介绍函数的定义、声明和调用，以及程序的基统调用与库函数的比较与选择
06
CHAPTER
Unix系统应用实例
Web服务器软件
Apache、Nginx等
性能优化
缓存、负载均衡等
安全性配置
防火墙设置、SSL证书配置等
配置过程
安装、配置、测试、优化
关系型数据库
非关系型数据库
磁盘管理
掌握磁盘分区、格式化、挂载和卸载等操作，维护磁盘空间和文件系统。
系统日志
查看和分析系统日志，及时发现和解决系统问题。
02
03

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UNIX文件系统的路径组织结构
UNIX并不使用驱动器名如C: D:等来标记一硬盘或分区，在整个系统上，不管有多少个硬盘，分区是怎样的，只有一个根目录，叫做root 标记为/ ，其下任何一个子目录，却可以是一个硬盘或一个分区，而且是可随时改变的，比如今天你可以设置/tmp 为硬盘上一个分区，明天你可以设置他为一个你新装的硬盘，如果你需要对这方面深入了解，你必须去看看这方面的专业书籍。

现在我要让你知道的是在通常情况下，一个UNIX系统的各个标准目录下面的文件是什么，以免你哪天万幸进入了人家的系统，但连人家的主页在那里都找不到，下面以FreeBSD为例，说说UNIX文件系统的路径组织结构
FreeBSD和其他UNIX类操作系统一样有一套"标准"的路径组织结构。

在标准两个字上加上引号是因为各种UNIX类操作系统的路径组织结构虽基本相同，但总存在一些小的差别。

FreeBSD的这种路径组织结构为系统管理提供了很大的方便，用户可以方便的确定所需要的文件存储的位置。

/ 根文件系统，用于存储系统内核，启动管理和其他文件系统的装载点。

/bin 系统启动时需要的一些通用可执行程序。

/cdrom 光盘驱动器的装载点。

/compat 与系统兼容有关的内容，如系统模拟等。

/dev 设备入口点。

在UNIX系统上，每个设备都作为一个文件来看待，这里放着所有系统能够用到的各个设备
/etc 各种配置文件。

非常重要的一个目录，所有的配置文件（你可以看成是windows 的注册表）包括用户密码文档等存放在这里
/mnt 软盘等其他文件系统的装载点。

/modules 内核可装载模块。

/proc 进程文件系统，存储指向当前活动进程的虚拟内存的伪文件。

/root root用户的工作目录。

/sbin 系统可执行文件。

/stand 独立执行的程序，sysinstall就在这个目录下。

在安装配置系统时用到
/usr 第二个文件系统。

基本上是和系统核心无关但又属于操作系统的一部分的一个目录，大多数的应用程序，还有各用户的私有资料存放在这个子系统
/usr/bin 与系统启动无关的标准应用程序。

/usr/sbin 系统启动时不需要使用的一些系统管理程序。

/usr/games 游戏。

/usr/home 用户目录。

存放各个用户自己的文件，如果你的用户名为abcd 那么/usr/home/abcd 就是属于你的目录，一般情况下其下面的任何文件可以任你主宰，你能够创建、删除文件和目录
/usr/include 程序需要的头文件。

/usr/lib 程序需要的库文件。

/usr/libexec 一些不由用户直接运行的执行程序。

如ftpd telnetd 等服务程序
/usr/man 帮助文件
/usr/X11R6 X-Windows系统
/usr/X11R6/bin 可执行的X-Windows程序
/usr/X11R6/include X-Windows程序的头文件。

/usr/X11R6/lib X-Windows程序的库文件。

/usr/X11R6/man X-Windows程序的帮助文件。

/usr/share 各种共享的只读文件，大多数是一些系统信息，文档，包括有FreeBSD手册等。

/usr/local 第三个子文件系统，不属于FreeBSD一部分的其他程序。

如果你再安装其他的程序如apache mysql等这些不是系统自带的程序的时候，将会放到这里，其下同样有bin sbin etc man lib include 这些目录
/var 存储经常发生变化的文件，如邮件，日志等。

/var/log 系统日志。

/var/mail 发给用户的信件。

/var/spool 缓冲数据，如打印数据等。

/var/tmp 临时文件。

以上就是FreeBSD的基本路径组织结构。

了解这个路径结构将给用户使用FreeBSD系统提供很大方便。

同时我们也看到，UNIX系统的文件组织结构是如此的清晰，什么东西就放在什么地方，查找非常容易。

下面我再重点说说几个重要的目录，无论在/ 还是/usr 或者/usr/local ,甚至/usr/home/username 下面，都会有bin sbin etc man 这几个目录，通常一个应用程序会把普通的可执行文件放到bin，而跟系统维护相关的可执行文件放到sbin，配置文件放到etc，帮助文件放到man ，需要用到的库文件到/usr/lib中找，编译时要用到头文件到/usr/include 中找
看到这里，相信你对一个UNIX系统上都有一些什么东西比较了解了吧。