第四章 文件管理

 

1 文件管理
进行的信息的组织、管理、存取和保护
文件的组织方式、存取机制、可执行文件的结构、以及存取空间的管理

文件的概念是在信息的基础上引入的。一个比较准确的意义是,文件是具有符号名而且在逻辑上具有完整意义的信息项的
有序序列。
域是数据的基本元素
记录是相关域的集合,可以看成是将一个单元提供应用程序的使用。在记录中也总也存在着能唯一标识这个记录的数据域,我们称其为"关键字"
关键字可以是某个域,相当只凭一个域无法标识出一个记录时,它也可以是某几个域的集合

文件及其分类
1 文件体内容丰富,可以是源程序、可执行代码、数据、表格、语言或图像
2 物理任何内容的文件都遵循按名存取的规则,用户无需了解存取内容存储介质的物理位置
3 文件具有可重用性和可保护性
分类： 一般按其用途和存取控制属性来归类
用途： 用户文件、系统文件、库文件
属性： 可执行文件、只读文件、可读/写文件、非保护文件

文件系统的主要功能:
1 实现按文件名存取文件信息,实现按文件名到文件存储的物理地址映射
2 文件存储空间的分配和回收
3 对文件及其文件目录的管理
4 提供操作系统与用户的接口。不同的操作系统提供不同类型的接口,不同的用户程序往往会使用不同的接口: 菜单式接口、程序接口
5 提供文件自身的服务

文件的结构以及存储结构
文件的结构分为逻辑结构、物理结构

记录式的排列方式不同,记录式文件结构可分为:
1 连续结构
2 顺序结构
3 多重结构:使用一个二维数组把要经过的文件路径用1标识出来
4 转置结构:用一个索引表来指向物理位置

文件存取方式：
1 顺序存取
2 随机存取
3 按键存取：根据给定记录的键进行存取,这种存取方法大多适合多重结构的文件

文件物理结构：存储结构
1 顺序文件
2 连接文件
3 索引文件
如果索引表很大,超过了一个物理块,则系统势必要像处理其他文件一样,处理索引文件方式。这样不利于索引表的动态增删
采用多重索引

文件存储设备
1 分不可重复使用和可重复使用
2 不可重复使用的文件存储设备称为I/O式字符设备,如打印纸
3 可重复使用的文件存储设备有磁带、磁盘、光盘也称块设备

文件结构、存储设备与存取方式
文件的物理结构,必须适应文件的存储设备,而不同的存储设备的特性,又决定了其上的文件的存取方式,下面以磁盘和磁带存储设备为例
1 磁盘上的文件结构为连续是，其存取方式一般为顺序或随机
2 磁带上的文件结构为连续时,其存取方式一般为顺序存取

文件目录结构
由文件说明和文件体组成。文件说明部分包括文件的基本信息、存取控制信息和文件使用信息
1 基本信息:
文件名,用于标识一个文件的符号名。
文件物理位置,标明文件内容在外存上的存储位置
文件结构,指文件的逻辑结构和物理结构。它决定了文件的寻址方式

2 存取信息包括：各类用户的存取权限，实现文件的共享及保密
3 使用用户名包括：文件创建、修改的日期和时间，以及当前使用状态信息

UNIX目录： 目录项 和 索引节点
目录项 16B(14B为文件名+2B为指向文件说明信息的索引节点)
索引节点 64B(文件属性、文件共享目录数、时间、文件存放块号、文件长度)

单级目录 (文件名、物理地址、文件说明信息)
1 搜索范围宽
2 不允许文件重名
3 不便于文件共享

二级目录:
第一级为系统目录，它包含用户目录名和指向该用户的目录指针

磁盘空间管理
1 盘块是操作系统传输数据的基本单位,盘块大，I/O操作传输数据量多，传输性能好，但也会造成磁盘空间的浪费
2 既要提高传输率,又要减少磁盘空间的浪费，是文件系统最求的目标，盘块是重要因素之一