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第八章 文件系统

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操作系统课件第8章文件系统

操作系统课件第8章文件系统
即文件是有序的相关数据项的集合。
系 统
8.2.2 文件的物理组织
文件的物理组织 是指一个逻辑文件（即用户文件）在辅助
存储器上是如何存放的。
文件的安排因素 存储介质、检索速度
8.2 文件的逻辑组织和物理组织
常见的结构（物理结构）：
1. 顺序结构——连续结构：
操 作 系 统
由图可见，对于顺序文件，知道了当前记录的地址， 确定了一个要存取的记录的地址是十分方便的。 优、缺点： 管理简单、顺序存取速度快；修改记录困难、要
操 （1）文件的符号名；（2）文件的内部名；
作 （3）设备类型和设备号；（4）文件在辅存的起始地址；
系 统
（5）文件在辅存的物理组织形式；（6）文件类型； （7）文件大小以及逻辑组织形式的有关信息；
（8）文件共享的存 取控制说明；
（9）用户名，帐号，同组用户名等；
（10）保存期限；（11）文件建立的日期和时间；
优在增、建加缺这立文点种文件：链件的提访接时长高问结无度外 只构需，存能的事只利采文先要用用件确能率顺，定得，序不好到文存仅文空件取克件闲可方服的的动式了长物态连度 理增续，块长文而即；件视可的需。缺要点允，许
8.2 文件的逻辑组织和物理组织
MS-DOS的文件物理结构：
操 作 系 统
8.2 文件的逻辑组织和物理组织 3. 索引结构
（4）用户应能使用在文件间进行数据传输的命令；
（5）用户能用符号名对文件进行访问，不应要求用户还得使用
操 作 系
设备名来访问; （6）为防止意外事故，文件系统应有转储和恢复文件的能力； （7）应提供可靠的保护和保密措施。
统
文件存储空间的管理，目录管理，文件读、写管理，文件安全 性管理，向用户提供接口

第八章文件系统

第八章文件系统
2013-8-6 5

UNIX 文件系统将文件分成四类：普通文件、 目录文件、设备文件（特殊文件）和符号连接 文件(Symbolic link)，UNIX把所有I/O设备作 为特殊文件，对I/O设备操作模仿为对普通文 件的存取，这样将文件与设备的I/O尽可能统 一起来。UNIX用ls长列表显示时第一个字符表 示文件类型：“-”表示普通文件，“d”表示 目录文件，“l”表示符号连接文件，c、b、p 分别表示字符设备、块设备和FIFO管道的特殊 文件。
2013-8-6 17
文件的逻辑结构-1


1. 顺序文件(Sequential File)：顺序文件的记录 定长，记录中的数据项的类型长度与次序固定，一 般还有一个可以唯一标识记录的数据项，称为键 （key），记录按键值的约定次序组织。顺序文件常 用于批处理应用，对于查询或更新某个记录的请求 的处理性能不佳。 2. 索引文件(Indexed File)：索引文件对主文件 中的记录按需要的数据项（一个或几个）建索引表。 这时记录可为不定长的，它为每个记录设置一个表 项。索引文件本身是顺序文件组织。
2013-8-6 7



S51K/S52K（sysv） 它是AT&T UNIX S V 操作系统使用的1KB/2KB 文件系统。 ext2（二级扩展文件系统） 它是Linux操作系统使用的高性能磁盘文件系 统，它是对Minux操作系统中使用的文件系统 扩展（ext）的扩展。它支持256字符的文件名， 最大可支持到4TB的文件系统大小。 HPFS（高性能文件系统） 它是OS/2操作系统使用的文件系统。
第八课 文件系统(File System )
教学目的： 计算机系统中使用的大量程序和数据都以文件形 式存放在外存。操作系统中增加了文件管理功能 即构成文件系统，它负责管理在外存上的文件， 并把对文件的存取共享和保护等手段提供给操作 系统和用户，这不仅方便了用户，保证了文件的 安全性，还有效地提高系统资源的利用率。

第8章vxworks文件系统

第8章vxworks文件系统
– 文件系统接口在驱动表注册后， dosfsDevCreate中调用iosDevAdd，传入设备 结构指针、设备名称和驱动号为参数，将设 备结构添加到设备链表中
– 设备名为文件系统名，如”/tffs0/” – 文件系统安装到IO系统中后，就可以用上层
库提供的接口函数进行操作了
嵌入式操作系统
2、文件系统类型
嵌入式操作系统
1.2 文件系统如何加入到I/O系统中
• 文件系统和IO系统的挂接同字符设备类似
– 把文件系统看作是一个字符设备驱动
• 以dosFs文件系统为例看文件系统如何加载？
– 在dosFsLib库中实现了I/O系统规定的7个标准函数
嵌入式操作系统
– dosFsLibInit中调用iosDrvInstall将7个函数指针填入 驱动程序表中，并得到一个驱动号 • 表中各函数的入口对应文件系统提供的相应函数
嵌入式操作系统
第8章 VxWorks文件系统
主要内容
1、文件系统结构 2、文件系统类型
嵌入式操作系统
嵌入式操作系统
1、 文件系统结构
应用通过I/O系统提供的标准接口来访问文件系统
I/O系统
设备
open()
字符设备 设备A
create()
应
read()
用
程
write()
序
close()
ioctl()
• 文件系统与存储设备的硬件特性、系统需求等密 切相关
– 在嵌入式应用中，主要的存储设备为RAM(DRAM, SDRAM)、ROM和FLASH存储器
– Linux下常用的文件系统类型包括： cramfs, romfs, yaffs, jffs2, ramdisk, ramfs/tmpfs等

操作系统-第八章 文件系统

操作系统-第八章 文件系统
31 30 1 0 29 1 0 28 1 1 27 1 1 …… …… …… 4 1 0 3 1 0 2 0 1 1 1 1 0 1 0
第0字 字 第1字 字
0 0
第99字 字
…
0
… … … … …
0 1 1 1
…… 位示图
…
… … … … …
0 0 0 0 0
二、空闲文件目录
– 空白文件：一个连续的未分配区域（可能包含若干个 空白文件：一个连续的未分配区域（ 空闲块） 空闲块） – 空白文件目录： 维护所有空白文件的表结构 空白文件目录：
• 特点：最适合于给定 特点： 键后的记录搜索。 键后的记录搜索。
记录式文件4：顺序结构
• 顺序结构
– 对记录按照某种优先顺序（比如字 对记录按照某种优先顺序（ 母顺序） 母顺序）首先进行排序 – 如果系统要求按某种优先顺序来搜 索或追加、删除记录， 索或追加、删除记录，则最好采用 顺序结构。 顺序结构。
– 查找方式 在查找某一特定记录时，必须在找到该记录所对 查找方式:在查找某一特定记录时， 在查找某一特定记录时 应的键之后，再在该键所对应的队列中顺序查找。 应的键之后，再在该键所对应的队列中顺序查找。
记录式文件3：转置结构
• 转置结构
– 把含有相同键的记录 指针全部指向该键， 指针全部指向该键， 即把所有与同一键对 应的记录的指针连续 地置于目录中该键的 位置下。 位置下。
序序 1 2 3 …
第第第第第第序 5 14 18 …
第第第第空 5 3 4 …
8.2 文件的逻辑结构与存取方法 逻辑结构： 一、逻辑结构： 1、定义：文件的逻辑结构是指，由用户 、定义：文件的逻辑结构是指， 给定的文件形式， 给定的文件形式，即呈现在用户面前的文 件面貌。如学生的成绩表。 件面貌。如学生的成绩表。 2、结构形式： 、结构形式： A、字符流形式。 、字符流形式。 B、记录式：文件由记录组成，也以记 、记录式：文件由记录组成， 录为单位进行存取。 录为单位进行存取。

OS第8章文件管理(MR)

OS第8章文件管理(MR)

文件目录 文件名 Jeep
0 4 8 1 5 9 2 6 10 14 18 22 26 30 3 7 11 15 19 23 27 31
索引表地址 19
12 13 16 17 20 21 24 25 28 29
19
9 17 1 10 25 -1
41
文件物理结构的形式
I节 点 直 接 块 0 直 接 块 1 直 接 块 2 直 接 块 3 直 接 块 4 直 接 块 5 直 接 块 6 直 接 块 7 直 接 块 8 直 接 块 9 一 次 间 接 (7 8 0 ) 二 次 间 接 三 次 间 接 0 1 2 3 4 780 1358 1256 1139 1562 2411 699 数 据 块 692 718 903
10
(4)文件读写管理
文件系统读写控制的主要任务：
一是，对于拥有读写和执行权限的用 户，允许其对文件进行相应的操作。 二是，对于没有相应权限的用户，禁 止他们对文件进行相应的操作。 三是，防止一个用户冒充其他用户对 文件进行读写操作。 四是，防止拥有存取权限的用户误用 文件。
11
863
1256
…
…
…
2411
图 UNIX的多重索引文件结构示例
…
42
文件物理结构的形式
索引结构的优点：
保持了链接结构的优点,又解决了其 缺点，即能顺序存取,又能随机存取 满足了文件动态增长、插入删除的 要求 能充分利用外存空间
43
2．文件物理结构的形式
索引结构的缺点： 较多的寻道次数和寻道时间 索引表本身带来了系统开销 如：内外存空间，存取时间
24
8.2.2存取方法
（2）随机存取法
随机存取法是指用户随机地访问文件 中的某段信息。要支持用户以随机访 问方式访问文件，文件必须存放在可 以支持快速定位的随机存储设备中。

第八章文件系统（3）习题

第八章文件系统（3）习题

第八章文件系统(3)一、单项选择题1．磁盘是可共享设备，因此每一时刻 D 作业启动它。

A．可以由任意多个 B．能限定多个C．至少能由一个D．至多能由一个2．磁盘调度的目的是为了缩短 B 时间。

A．寻道 B．延迟 C．传送 D．启动3．磁盘上的文件以 A 单位读写。

A．盘块 B．记录 C．柱面 D．磁道4．某磁盘组的每个盘面上有200个磁道，格式化时每个磁道被分成4个扇区，整个盘组共有8000个物理块，那么该盘组应由 C张盘组成。

A．4 B．5 C．8 D．105．一个磁盘的转速为7200转／分，每个磁道有160个扇区，每扇区有512字节，那么理想情况下，其数据传输率为 C 。

A．7200×160KB／s B．7200KB／sC．9600KB／s D．19200KB／s6．在以下磁盘调度中， A 算法可能出现饥饿现象。

A．电梯调度 B．最短寻道时间优先C．循环扫描算法 D．先来先服务7．在以下磁盘调度中， B 算法可能会随时改变磁头的运动方向。

A．电梯调度B．先来先服务C．循环扫描算法 D．都不会8．假设磁头当前位于第105道，正在向磁道序号增加的方向移动。

现有一个磁道访问请求序列为35、45、12、68、100、180、170、195。

采用SCAN调度(电梯调度)算法得到的磁道访问序列是 A 。

A．110、170、180、195、68、45、35、12B．110、68、45、35、12、170、180、195C．110、170、180、195、12、35、45、68D．12、35、45、68、110、1 70、1 80、1959．设磁盘的I／O请求队列中的柱面号为19、376、205、134、18、56、193、396、29、3、19、40，磁头的起始位置为100，若采用SCAN(电梯调度)算法(磁头的运行方向是向内的)，则磁头移动 C 个磁道。

A．205 B．480 C．490 D．51210．设磁盘的I／O请求队列中的柱面号为55、58、39、18、90、160、150、38、184，磁头的起始位置为100，若采用SSTF(最短寻道利间优先)算法，则磁头移动个磁道。

第操作系统8章 文件系统


• 文件系统的作用： • 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。 • 文件系统的特点： • ① 友好的用户接口，用户只对文件进行操作，而 不管文件结构和存放的物理位置。 • ② 对文件按名存取，对用户透明。 • ③ 某些文件可以被多个用户或进程所共享。 • ④ 文件系统大都使用磁盘、磁带和光盘等大容量 存储器作为存储介质，因此，可存储大量信息。
• 8.3.1文件的物理结构 • 在文件系统中，文件的存储设备通常画分为若干 个大小相等的物理块，每块长为 512 或 1024字 节。与此相对应，为了有效地利用存储设备和便 于系统管理,一般把文件信息也画分为与物理存储 设备的物理块大小相等的逻辑块。从而，以块作 为分配和传送信息的基本单位。 • 文件的物理结构是指文件在存储设备上的存放方 法。事实上，由于文件的物理结构决定了文件信 息在存储设备上的存储位置，因此，文件信息的 逻辑块号(逻辑地址) 到物理块号(物理地址) 的变 换也是由文件的物理结构决定的。
第8章 文件系统
• 无论是用户数据，还是计算机系统程序和 应用程序，都要以一定的形式和格式进行 组织、保存和管理。如何安全有效地快速 大量处理这些数据和程序，就成为了操作 系统的重要内容。文件系统是计算机组织、 存取和保存信息的重要手段。本章主要讨 论文件的组织结构、存取结构、保护以及 文件系统空间管理等问题。
8.1文件系统的概念
• • 1.文件系统的引入 数据信息管理问题：如何对软件资源（数据和 程序）进行透明快速存取？
图8.1 操作系统的软硬件管理
• 对于计算机处理和存放的大量信息,因内存容量有 限且无法长期保存,故信息总是以文件的形式存放 在辅助存储器上,当需要的时候再将它们调入内存。 操作系统中负责管理和存取文件信息的软件机构 被称为文件管理系统。用户通过文件管理系统就 可以“按名存取”方便地使用文件,而无需了解存 储设备的硬件特征和存取过程。 • 文件系统主要工作： • 对于文件空间（辅存设备）进行统一管理； • 按名存取（文件系统逻辑结构）； • 文件系统物理结构； • 文件逻辑地址和其物理地址的转换（查找）； • 文件的共享和保护。

vb8

第八章： 第八章：文件
第一节、 第一节、文件系统控制 第二节、文件的读写 第二节、
第一节、 第一节、文件系统控制
文件系统控制有三种，即驱动器列表框(DriveListBox)、 文件系统控制有三种，即驱动器列表框(DriveListBox)、 (DriveListBox) 目录列表框(DirListBox)和文件列表框(FileListBox)。 目录列表框(DirListBox)和文件列表框(FileListBox)。利用 (DirListBox)和文件列表框(FileListBox) 这三个控件可建立类似于文件管理器的窗口界面。 这三个控件可建立类似于文件管理器的窗口界面。 一、驱动器列表框 驱动器列表框是一个下拉式列表框，平时只显示当前驱动 驱动器列表框是一个下拉式列表框， 器名称。 器名称。 驱动器列表框有一个Drive 属性，在运行时返回或设置所 驱动器列表框有一个Drive 属性， 选定的驱动器。Drive属性不能在设计状态设置， 选定的驱动器。Drive属性不能在设计状态设置，只能在程序中 属性不能在设计状态设置 被引用或设置。形式为： 被引用或设置。形式为： [对象.]Drive [=dri应关闭文件。 当操作结束后，应关闭文件。否则会造成数据丢失现 象。因为实际上 Print # 或 Write # 语句是将数据送到缓 冲区，当关闭文件时才将缓冲区的数据写入磁盘文件。 冲区，当关闭文件时才将缓冲区的数据写入磁盘文件。关闭 文件命令为： 文件命令为： Close [[#]文件号][，[#]文件号]… [[#]文件号][，[#]文件号] 文件号][ 文件号 如果省略文件号， 命令将关闭所有打开的文件。 如果省略文件号，Close 命令将关闭所有打开的文件。 4、读操作 读顺序文件有三个语句： 读顺序文件有三个语句： #文件号 文件号， （1）Input #文件号，变量列表 该语句从文件中读出数据，并分别赋给指定变量。 该语句从文件中读出数据，并分别赋给指定变量。为读 出正确，写入时应用Write #语句 语句。 出正确，写入时应用Write #语句。

操作系统原理第八章文件系统

第六章 文件系统6.1 知识点汇总1、文件、文件系统的概念⑴ 文件：是被命名的数据的集合体。

⑵ 文件系统：就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”。

2、外存管理和文件系统概述（1）、外存是负责长期保存数据的所有存储部件的总称，如磁盘，磁带，光盘等。

操作系统的外存管理功能是操作系统中负责管理外存使用的那些功能的总称，负责管理和顽尘国外存使用中所有硬件相关和应用无关的工作，为用户使用外存提供方便服务，高校和安全管理。

（2）、外存硬件接口特性外存的作用：用来永久或长期存放数据。

作为盘交换区——作为内存后备存放当前运行程序和数据。

外存的种类：联机外存：硬盘脱机外存：光盘，软盘，磁带，U盘外存的主要涉及标准和性能指标：密度，速度，容量，体积，成本，便携性，可重写性和可重用性等。

存储容量分为非格式化容量和格式化容量。

一般格式化容量是非格式化容量的80%格式化分为：高级格式化（仅删除数据），低级格式化。

高级格式化，清除硬盘上的数据、生成引导区信息、初始化FAT表、标注逻辑坏道等低级格式化，就是将空白的磁盘划分出柱面和磁道，再将磁道划分为若干个扇区，每个扇区又划分出标识部分ID、间隔区GAP和数据区DATA等。

硬盘的低级格式化是高级格式化之前的一件工作，目前所有硬盘厂商在产品出厂前，已经对硬盘进行了低格化的处理，因此我们新购买的硬盘在装系统时只需要进行高级格化的过程，来初始化FAT表，进行分区操作。

硬盘的低级格式化过程是一种损耗性操作，对硬盘的使用寿命会产生一定的负面作用。

外存设备都由驱动控制部分和存储介质两部分组成。

存储介质与驱动器都固定：硬盘驱动器固定但存储介质不固定：光盘，软盘驱动器和存储介质都不固定：移动硬盘，U盘等大多数系统将设备驱动控制部件中的大部分电子控制部分分离出来构成设备控制器，而设备驱动器只剩下机械驱动部分和简单的电子控制电路。

设备控制器决定设备与计算机间的逻辑联系，一个设备控制其可以同时控制多个设备驱动器。

计算机操作系统 第八章_文件管理


例如：*.c,*.for,*.f,*DBF,*.OBJ
电气与电子工程学院
NCEPU
2) 按操作保护分类
① 只读文件，-r② 可读可写文件， -rw③ 可执行文件：允许文件主及被核准的用户去调用执行该文件而 不允许读和写文件，标记为： -x各个操作系统的保护方法和级别有所不同。DOS操作系统三种保护： 系统、隐藏、可写；UNIX或Linux操作系统有九个级别的保护
件形式，即流式文件。其长度以字节为单位。对流式文件的访问，则 是采用读写指针来指出下一个要访问的字符。也可以把流式文件看作
是记录式文件的一个特例。
在UNIX系统中，所有的文件都被看作是流式文件；即使是有结构文件， 也被视为流式文件；系统不对文件进行格式处理。
好处：提供很大的灵活性
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索引文件的组织
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四 索引顺序文件
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五 直接文件和哈希文件
1、直接文件
可根据给定的记录键值，直接获得指定记录的物理地址。
换言之，记录键值本身就决定了记录的物理地址。这种由记
录键值到记录物理地址的转换被称为键值转换。组织直接文
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一 文件逻辑结构的类型
1 有结构文件 • • • 定长记录 变长记录 顺序文件
• 索引文件
• 索引顺序文件
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2. 无结构（流式）文件
流式文件是相关信息的有序集合，或者说是有一定意义的字符流。
对大量的源程序、可执行文件、库函数等，所采用的就是无结构的文
3) 按使用情况分类
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  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
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⑥ 存取控制权限：指明可对文件进行的存取操作。
⑦ 文件拥有者：大多数系统中，文件创建者就是文件拥有者。
5
8.1.2 文件属性及其分类
2. 文件分类
（1）按用途分类 ① 系统文件 ② 库文件 ③ 用户文件 （3）按保护级别分类
① 只读文件
② 读写文件 ③ 可执行文件 ④ 不保护文件 （4）按数据形式分类
23
8.3.1 文件逻辑结构
3. 用户对文件的访问方式
（2）直接访问 直接访问也称随机访问，用户按照记录编号直接对 文件中的某段信息进行存取。如果支持用户以直接 访问方式访问文件，文件必须存放在支持快速定位 的存储设备上，如磁盘上。 对于记录式有结构文件，用户给出可读记录的逻辑 号，文件系统将逻辑记录号转换成文件存储设备中 相应的物理块号。 对于流式无结构文件，允许用户从任意字节开始读 / 写任意长度的信息。
29
1.顺序文件
在采用连续分配方式时，可把逻辑文件中的记录 顺序地存储到邻接的各物理盘块中，这样所形成 的文件结构称为顺序文件结构，此时的物理文件 称为顺序文件。 这种分配方式保证了逻辑文件中的记录顺序与存 储器中文件占用盘块的顺序的一致性。 为使系统能找到文件存放的地址，应在目录项的 “文件物理地址”字段中，记录该文件第一个记 录所在的盘块号和文件长度(以盘块数进行计量)。 下图示出了连续分配的情况。图中假定了记录与 盘块的大小相同。
由一个以上的记录构成的文件，又称为记 录式文件。
① 顺序文件 ② 索引文件 ③ 索引顺序文件 ④ 直接文件
⑤ 哈希文件
15
8.3.1 文件逻辑结构
2. 常见的逻辑文件
（1）顺序文件
顺序文件中的记录是任意顺序的，可按照各种不同的逻辑顺 序排列。一般归纳为以下两种方式。
第一种是串结构，文件中记录间的顺序与关键字无关。往往 是按记录存入文件时间的先后顺序排列，最先存入文件的记 录为第一条记录，其次为第二条记录，依此类推。 第二种是顺序结构，文件中的记录按关键字排列。例如：可 按关键字数值的大小排序或按关键字的英文字母顺序排序等。
（2）按性质分类
① 普通文件 ② 目录文件 ③ 特殊文件
① 源文件
② 目标文件 ③ 可执行文件
6
8.2 文件系统
8.2.1 文件系统的概念
现代操作系统中都配置了较为完备的文件系统。 文件系统的基本功能通常包括以下几个方面。
① 文件存储设备存储空间的分配和管理。 ② 文件管理。 ③ 目录管理。
④ 文件共享。
33
2.链接文件
链接文件通过每个盘块上的链接指针，将属于同一文件 的多个离散存储地盘块链接成一个链表，这样的物理文 件称为链接文件。 由于链接文件采取了离散分配方式，它消除了外部碎片， 提高了外存空间的利用率，同时无须事先知道文件长度， 而是根据文件需要，动态分配物理块。 链接文件的文件长度可以动态增长，只要调整链接指针 就可在文件任何位置插入或者删除一个信息块。
9
8.2.2 文件系统的组成
1. 设备文件系统
10
8.2.2 文件系统的组成
2. 文件管理系统
11
重点回顾
请求分段存储管理方式
段表机制
地址变换机构
缺段中断机构
请求段页存储管理方式 文件和文件系统
12
8.3 文件结构
文件的逻辑结构：从用户的角度所观察到的文 件的组织形式，是用户可以直接处理的数据及 其结构，它独立于文件的物理特性，又称为文 件组织。 文件的物理结构：又称文件的存储结构，是指 文件在外存上的存储组织形式。这不仅与存储 介质的存储性能有关，而且与所采用的外存分 配方式有关。 对文件逻辑结构所提出的基本要求，首先是能 提高检索速度，其次是便于修改，最后是降低 文件的存储费用。
24
8.3.1 文件逻辑结构
3. 用户对文件的访问方式
（3）按键访问
按键访问是根据用户给定的记录键值进行存取，这 种存取方法多适合于多重结构文件。 文件系统首先搜索该键值在所有记录中的位置，一 般可从多重结构队列表中得到；找到键值所在位置 后，进一步在含有该键值的相关记录中查找所需记 录；当检索到所需记录的逻辑位置后，再将其转换 为相应的物理地址进行存取。
19
8.3.1 文件逻辑结构
2. 常见的逻辑文件
（3）索引顺序文件
20
8.3.1 文件逻辑结构
2.常见的逻辑文件
（4）哈希文件
哈希文件是目前应用最为广泛的一种直接文件。用 户检索文件记录时，系统利用 Has录的物理地 址。
21
8.3.1 文件逻辑结构
27
8.3.2 文件物理结构
常用的文件物理结构
连续结构：采用连续分配方式，形成顺序文件
链接结构：采用链接分配方式，形成链接文件
索引结构：采用索引分配方式，形成索引文件
28
1.顺序文件
（1）连续分配方式
连续分配(Continuous Allocation) 要求为每一个 文件分配一组相邻接的盘块。一组盘块的地址定 义了磁盘上的一段线性地址。 例如，第一个盘块的地址为b，则第二个盘块的地 址为b+1，第三个盘块的地址为b+2……。 通常，它们都位于一条磁道上，在进行读/写时， 不必移动磁头，仅当访问到一条磁道的最后一个 盘块后，才需要移到下一条磁道，于是又去连续 地读/写多个盘块。
16
8.3.1 文件逻辑结构
2. 常见的逻辑文件
（2）索引文件
为了解决对于变长记录文件的快速存取访问，为变长记录建 立一张索引表。文件中的每个记录，都对应于索引表中的一 个表项。索引表表项包含记录长度和指向记录的指针。 索引表本身是一个定长记录的顺序文件。 如果要检索第i个记录，首先通过计算获得该记录在索引表中 对应表项的位置，找到其索引表项，然后通过索引表项给出 的指向记录的指针值找到该记录在文件中的地址，最后访问 该记录内容。当索引文件中增加记录时，必须及时修改其索 引表的内容。
13
8.3 文件结构
8.3.1 文件逻辑结构
文件的逻辑结构可分为两大类：一种是字符流式的无结 构文件，另一种是记录式的有结构文件。 （1）无结构文件 字符流式无结构文件指文件内的数据不组成记录， 只是有序的信息集合，也可看成只有一个记录的记录式 文件
14
8.3.1 文件逻辑结构
（2）有结构文件
理解顺序文件、索引文件和索引顺序文件；
理解连续分配、链接分配和索引分配； 理解混合索引方式； 理解文件目录结构及各自特点； 了解常见文件系统调用； 了解文件共享和保护。
3
8.1 文件的基本概念
8.1.1 文件的概念
文件是由文件名标识的一组信息的集合。它通常存 放在外存（如磁盘、磁带）上，可作为一个独立单 位存放和实施相应操作。
图中示出了一个占用5个盘块的链接式文件。
36
(1)隐式链接
37
(1)隐式链接
隐式链接分配方式的主要问题在于：
它只适合于顺序访问，它对随机访问是极其低效 的。如果要访问文件所在的第i个盘块，则必须先 读出文件的第一个盘块……，就这样顺序地查找 直至第i块。当i=100时，须启动100次磁盘去实现 读盘块的操作，平均每次都要花费几十毫秒。可 见，随机访问的速度相当低。 此外，只通过链接指针来将一大批离散的盘块链 接起来，其可靠性较差，因为只要其中的任何一 个指针出现问题，都会导致整个链的断开。
⑤ 文件保护和保密。 ⑥ 提供用户接口。
7
8.2.1 文件系统的概念
文件系统的设计目标： 方便用户对文件实现按名读取；对存放文 件的存储空间实现合理组织和分配，使系统能 高效地存储、检索、读取文件；实现文件的共 享与保护
8
8.2.2 文件系统的组成
1. 设备文件系统
设备文件系统又称文件卷，它是文件系统在存储设备上的存 储组织结构。文件中的数据、文件属性、文件系统管理数据 以及设备存储空间的分配信息等，都需要按照一定的组织结 构存放在存储设备上。 操作系统依据这些组织结构，获得所需的文件管理信息，才 能为文件分配存储空间，才能够查找到指定文件并定位文件 数据块在存储设备上的地址。
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1.顺序文件
连续分配的主要优点如下： (1) 顺序访问容易。 (2) 顺序访问速度快。因为由连续分配所装入的 文件，其所占用的盘块可能是位于一条或几条相 邻的磁道上，这时，磁头的移动距离最少，因此， 这种对文件访问的速度是几种存储空间分配方式 中最高的一种。 连续分配的主要缺点如下： (1) 要求有连续的存储空间。 (2) 必须事先知道文件的长度。 解决方法----链接文件
① 标识符：包括用户指定和使用的文件名，以及系统内使用的内部 标识。
② 类型：反映文件内容的类型，例如：普通文件、目录文件、系统 文件、隐式文件、设备文件等。
③ 长度：指明文件的当前长度和最大允许长度，一般以字节为单位 计算。 ⑤ 位置：指明文件存放在存储介质上的具体物理位置。
④ 时间：指明文件是在什么时间创建的，一般还给出最后修改时间。
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2.链接文件
串联结构：也称链接结构，它将逻辑上连 续的文件信息(如记录)存放在不连续的物 理块上，每个物理块设有一个指针指向下 一个物理块。因此，只要知道文件的第一 个物理块号，就可以按链指针查找整个文 件。
链接结构可以分为：隐式链接和显式链接。
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(1)隐式链接
在采用隐式链接分配方式时，在文件目录的每个 目录项中，都须含有指向链接文件第一个盘块和 最后一个盘块的指针。
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8.3.1 文件逻辑结构
2. 常见的逻辑文件
（2）索引文件
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8.3.1 文件逻辑结构
2. 常见的逻辑文件
（3）索引顺序文件
索引顺序文件是顺序文件和索引文件的结合，它有 效地克服了变长记录文件检索速度慢的缺点，同时 又降低了索引文件的系统开销。 它先将顺序文件记录按照某种准则进行分组，索引 表中为每组中的第一个记录建立索引项，包括该记 录的键值和指向记录的指针。