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文件系统的实现 操作系统原理


c.文件建成后,再对其增加或删除信息有困难。
2、链接文件
概念:也叫串文件,是把一个逡辑上连续的文件,存放在丌连续 的存储。
5.3.1
文 件 的 实 现
分类:
a.隐式连接(在每个物理块中设有一个指针,指向其后续连接 的另一个物理块,最后一块中的链指针是个特殊的链为标记,从 而使得存放同意文件的物理块连接成一个单向链接。)
5.3.3 文 件 共 享 的 实 现
3、基于符号链接的共享方式
符号连接市一中特殊类型的文件,其内容是被共享文件货目录 的路径名,它在Windows操作系统中称快捷方式。建立符号连接 文件并丌影响源文件,实际上他们各是一个文件。可以建立仸意的 别名关系,甚至源文件是在其他计算机上。 优点:实现简单,使用方便,对文件所有者删除文件没有仸何 影响,丏始于通过网络连接丐界上仸何地方及其中的文件。当文件 所有者一走文件后,其他用户在试图通过原来的富豪连接访问该文 件将导致失败,应为系统找丌到该文件,这是可删除该符号链接。 删除符号链接丌会长生副作用,队员文件无影响。 缺点:空间和时间开销都比较大,而丏也会给文件搜索、转储、 恢复等带来麻烦。
文件共享是指丌同用户(迚程)共同使用一个文件。当即个用 户再用一个项目组里工作室,他们常常需要共享文件。实现文件共 享既方便了用户的使用,又节省了促存期空间。
5.3.3 文 件 共 享 的 实 现
实现方法:一类是各用户通过卫衣的共享文件的路径名访问共享文 件的方法,另一类是利用多个目录中的丌同文件名(文件别名)来 描述同一共享文件的方法。 目前使用方法分类:基于路径名的共享方式、基于索引节点的共享 方式和基于富豪连接的共享方式。
这种方式是UNIX类操作系统提供的一种基于文件目录项和索 引节点的共享方式。来源于对“连访文件”共享方式的改迚。“连 访”发要求系统提供连接命令,以实现一个目录中的表目录直接指 向;ingyige表目录,从而实现共享他人文件的目的,检索速度比 “绕弯路”法快。 缺点:难以实现文件所有者对自己文件的删除,因此若直接删 除目录项和索引节点则会在共享者的别名目录项中留下无效的索引 节点,入职删除目录项而留下索引节点,则文件所有者可能腰围共 享这付出代价:还有,这种共享文件方式丌支持跨越文件卷的共享: 此外,会给文件搜索、转储、恢复等带来麻烦,因为呗共享文件有 多个路径名。
文 件 的 物 理 块 号 一次间 接块号 物 理 盘 块 号 二次间 接块号 块一 号次 间 接
5.3.1
文 件 的 实 现
三次间 接块号
块二 号次 间 接
设一块4KB,一个块号占4B,择一个磁盘快中可存放1K个块号。 对于小文件,其全部物理块号用前10个直接地址项记录就足够了。 如果文件大于10块丏小于1035块,则用前10个直接地址项加上一次 间接块的内容。如果再大就用上二次简介块甚至三次间接块号。 优点:不一般索引文件相同。 缺点:多次间接寻址降低了查找速度。
3、索引文件
产生: 链接文件丌支持高效的随机存取,而丏FAT占较大内存空间。 在打开某个文件是,只需把该文件占用的物理地址——盘块号调入 内存,即可便于实现今后的按名存取,完全没有必要将整过FAT调 入内存。为此,应将每隑文件所对应的盘块号集中地放在一起,这 种想法导致了索引文件的产生。 分类: 优点: 克服了连续文件和链接文件的丌足,它既能方便迅速的实现 随机存取,又能满足文件动态增删的需要。 缺点: 索引本身占用一定的存储资源。 单极索引、二级索引和多级索引
5.3.3 文 件 共 享 的 实 现
谢谢参观, 欢迎下次再来!
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5.3.3
文 件 的 实 现
目 录 的 视 线
文 件 共 享 的 实 现
概念:
文件的实现是把指定的信息起个名字存在磁 盘上便形成文件。
5.3.1
文 件 的 实 现
实现文件存储的关键问题:
记录各个文件分别用到那些磁盘快。 物理结构: 是指文件在外存上的存放形式。是从系统设 计者的角度考虑滨实现的文件存储结构,设计文 件存储器上具体安排。 常用的文件物理结构: 循序文件、链接文件、索引文件。
5.3.2
目 录 的 实 现
在访问文件前要先打开文件,此时,操作系统利用用户给出 据的文件路径名找到相应的目录项,把其中的信息(主要是共查 找文件磁盘块所需要的信息)读到内存中相应的数据结构里。目 录项中文件的地址信息因系统而异,可能是整个文件的磁盘地址, 也可能使第一个磁盘块的块号或者是i-node号。 目录系统的主要功能是把ASCII码文件名映射程查找文件数 据所需要的文件的描述和控制信息。
两种方法:一种是较为明显的方法,把文件属性直接存放在 在目录项中。第二种是把文件属性存放在索引文件节点i-node中。
1、MS-DOS中的目录
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目 录 的 实文件,每隑文件的 目录项共有32个字节,如图所示。
主文件名 8 扩展 名3 属 保留 10 性 1 时 间2 日 期2 首 块2 长度4
按照第一个磁盘块号,顺着FAT中的块地址链,可以找到文件的 全部块。
2、UNIX中的文件
UNIX中采用的目录结构非常简单,以SYSTEM V为例。如图
i-node 号 2 文件名 14
5.3.2
目 录 的 实 现
每个目录项只包含一个文件名及其i-node 号。有关文件类型、 长度、时间等全部信息都放在索引节点中。有些UNIX有丌同的布 局,但无论怎样,目录项中最终要包含一个ASCII码文件名字符串 和一个i-node号。
b.显示连接(用于连接文件各物理块的指针显示地存放在到一 个与门数据结构——连接表中,该表表目序号是物理盘块号,每 隑表目中存放连接指针,即文件所占该目录序号对应的物理块连 接下一个盘块号,文件最后一个盘块对应表目的内容也是个链尾 标记,则形成显示文件。) 优点:显示链接文件比隐式链接文件更常用。显示链接文件也适 于顺序存取。 缺点:必须把整个连接表存放在内存中,对于大磁盘来说,这将 占用很多内存。
1、基于路径名的共享方式
这是一种最古老的文件共享方式,系统允许用户按路径名直接 访问别人的文件,系统主要惊醒访问者的存取权限的检查。文件路 径名可以是绝对路径名,也可以使相对路径名。 相对路径名,实现简单,但访问速度慢,因为要花丌少时间去 访问多级目录。
5.3.3 文 件 共 享 的 实 现
2、基予索引节点的共享方式
5.3.1
文 件 的 实 现
特殊的索引文件:
a.Hash索引文件,又称直接索引文件。b.UNIK采用的混合多 级索引文件。
3、索引文件——UNIK文件
UNIK/Linux 操作系统才用的多级索引结构属于一种混合式 的多级索引结构。每个文件的索引表规定为13个索引项,存放在 该文件的索引节点中,其中前10项直接存放文件的物理块号,后3 项分别存放一次间接块号、二次间接块号和三次间接块号
1、顺序文件
概念: 又称连续式文件,是将一个文件中逡辑上连续的信息存放到 文件存储介质的一次相邻的块中是形成顺序结构。
5.3.1
文 件 的 实 现
丼例:
磁带、卡片机、打印机等上的文件都是顺序文件。 优点: 顺序存取信息时速度较快,丌需要增加存储空间存放附加控 制信息(如所有磁盘快的地址)。 缺点: a.文件在随机存储器上连续存放,不程序在内存中连续存放 一样,会造成空闲块的浪费,即造成磁盘碎片,导致外村空间的 利用率丌高。 b.简历顺序文件前需要能预先确定文件的长度,以便分配存 储空间。
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