第六章 文件管理
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本章要点（1/9）
• 目标：掌握文件系统的基本概念和实现过程 • 顺序文件、索引文件和索引顺序文件
– 顺序文件：什么是顺序文件？如何对定长记录的顺序文件进行读/ 写操作？这种文件形式有何优缺点，它主要用于何种场合？
– 索引文件：什么是索引文件？为什么要引入索引文件？索引文件采 用何种文件组织形式？索引文件的优缺点是什么？
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本章要点（9/9）
• 文件系统的数据一致性
– 链接计数的一致性检查：为什么要引入链接计数的一致性检查？一 致性检查软件是通过什么和文件索引结点中的链接计数字段的比较 来进行一致性检查的？在检查过程中可能会出现哪些异常现象，分 别应如何解决？
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本章内容
6.1 文件和文件系统 6.2 文件的逻辑结构 6.3 外存分配方式 6.4 目录管理 6.5 文件存储空间的管理 6.6 文件共享与文件保护 6.7 数据一致性控制
库文件：指由系统提供给用户调用的各种标准过程，函数和应用程序。
用户文件：由用户的信息所组成的文件。
按存取控制属性分类
只读文件：仅允许对其进行读操作的文件。
读写文件：有控制地允许不同用户对其进行读或写操作的文件。
只执行文件：只允许被核准的用户调用执行。
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1、文件系统
按文件中的数据形式分类
源文件：是指从终端或输入设备输入的源程序和数据，以及作为处理结果的输出数 据的文件。
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本章要点（8/9）
• 文件系统的数据一致性
– 事务：事务的概念。事务是如何保证数据的一致性的？事务操作和 原语操作之间存在着什么区别？在事物操作中引入检查点主要是为 了解决什么问题？为什么多个事务的执行具有顺序性？如何实现事 务的顺序性？
– 盘块号的一致性检查：盘块一致性检查的目的是什么？盘块号一致 性检查软件应如何设置每个盘块的空闲盘块号计数器和数据盘块号 计数器的值，为什么这两个计数器的值必须互补？在检查过程中可 能出现哪些异常现象，分别应如何解决？
– 单级目录和两级目录结构：在单级目录结构中应如何创建或删除文 件，它在哪些地方无法满足对目录管理的要求，而两级文件目录是 如何解决这些问题的？
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本章要点（5/9）
• 目录管理
– 多级目录结构：目录结构由单级发展为两级、并进一步发展为多级 带来了哪些好处？应如何根据绝对路径名或相对路径名在多级目录 结构中线性地检索一个文件或子目录，要创建或删除一个文件或子 目录时应如何进行处理？
• 目录管理
– 文件控制块（FCB）：什么是FCB，什么是文件目录？FCB通常应 包含哪些内容，它与文件之间存在着什么样的关系？
– 索引结点：磁盘索引结点是为了解决什么问题而引入的，它与FCB 、目录项之间存在着什么样的关系？为什么要引入内存索引结点， 以及在内存索引结点中还应增加哪些数据项，原因是什么？
多种文件访问权限：在多用户系统中的不同用户对同一文件会有不同的访问权限 ；
优化性能：存储效率、检索性能、读写性能；
差错恢复：能够验证文件的正确性，并具h 有一定的差错恢复能力。
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6.1.1 文件、记录和数据项
1、数据项
基本数据项：是用于描述一个对象的某种属性的字符集
数据名 数据类型
组合数据项：由若干个基本数据项组成
– 链接分配：链接分配是何种为文件分配存储块的方式？隐式链接分配方式是为了 解决什么问题而引入的，它有何不足之处？显式链表结构是如何解决上述不足的 ，它较适合用哪种场合？这两种分配方式是如何将多个离散的盘块链成一个链表 的。
– 索引分配：索引分配是何种为文件分配存储块的方式？为什么要引入索引分配方 式，采用索引分配方式时应如何对文件进行访问？当文件很大时又应如何处理？ 混合索引分配方式是为了解决什么问题而引入的？此时，应如何将文件的逻辑地 址转换成物理地址？
文件目录怎样实现，怎样管理存储空间，文件存储位置，磁盘实际运作方式(与设 备管理的接口)等等。
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6.1 文件和文件系统
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6.1 文件和文件系统
文件管理的目的
方便文件访问和控制：以符号名称作为文件标识；
并发文件访问和控制：在多道程系统中支持对文件的并发访问和控制；
统一的用户接口：在不同设备上提供同样的接口，方便用户操作和编程；
– 索引顺序文件：什么是索引顺序文件？索引顺序文件是为了解决什 么样的问题而引入的，如何对索引顺序文件进行检索？当文件非常 大时又应如何处理？
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本章要点（2/9）
• 连续分配、链接分配和索引分配
– 连续分配：连续分配是何种为文件分配存储块的方式？如何对连续分配的文件进 行顺序访问或随机访问？这种分配方式有何优缺点？
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本章要点（3/9）
• 位示图法和成组链接法
– 位示图法：位示图法的概念。使用位示图如何来进行磁盘块的分配 或回收，这种管理方式有何优点？
– 成组链接法：成组链接法的概念。它是如何将盘块进行分组并将各 个盘块组链成一个成组链的？它应如何进行盘块的分配和回收，这 种管理方式有什么优点？
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本章要点（4/9）
2、记录
一组相关数据项的集合 关键字：能唯一地标识出记录的基本/组合数据项
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3、文件
文件系统：对文件进行操纵和管理的软件集合。
文件：一个具有文件名的一组相关信息的集合。
文件组成：
文件体：文件本身的信息
• 有结构文件（由若干相关记录组成） • 无结构文件（字符流）
文件属性：文件存储和管理信息
• 文件类型
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概述
所有的计算机应用程序都要：存储信息，检索信息
三个基本要求：
能够存储大量的信息 长期保存信息 可以共享信息
解决方法：
把信息以一种单元—即文件的形式存储在磁盘或其他介质上
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概述
用户观点：
文件系统如何呈现在其面前： 一个文件由什么组成，如何命名，如何保护文件，可以进行何种操作等等。
操作系统观点：
• 文件长度
• 文件的物理位置
• 文件的存取控制
• 文件的建立时间
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文件
记录1
记录2
…
记录n
数据项1 数据项2
…
数据项n
图 6-1 文件、 记录和数据项之间的层次关系
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典型文件扩展名表
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20hຫໍສະໝຸດ 216.1.2 文件类型和文件系统模型 1、文件系统
按用途分类
系统文件：指与操作系统本身有关的一些信息所组成的文件。