Linux操作系统原理与应用教学课件ppt作者张玲.ppt
第6章 文件管理 6.1 文件管理概述6.1.1 文件与文件系统1. 文件文件是具有名字的一组相关信息的有序集合，存放在外部存储器中。文件的名字称为文件名，它是文件的标识。文件的信息可以是各种各样的，一个程序、一批数据、一张图片、一段视频等都可以作为文件的内容。文件的存储空间是具有长久记忆特性的外部存储器(如磁盘、磁带等)，因而文件是可以长久保存的信息形式。所有需要在系统关机后仍能保留的信息都应以文件的形式存在。 2. 文件系统文件系统是操作系统的一个重要组成部分，它负责管理系统中的文件，为用户提供使用文件的操作接口。文件系统由实施文件管理的软件和被管理的文件组成。文件系统软件属于系统内核代码，文件则按特定的格式存放在磁盘分区中。文件系统通常以磁盘分区划分，每个分区对应一个独立的文件系统。归纳起来，文件系统的功能包括以下几项：● 实现文件的“按名存取”，包括按名建立、读/写、检索、修改、删除文件等操作。● 管理分区存储空间，实施存储空间的分配、回收与重组。● 实现对文件的共享、保密和保护措施。● 提供文件访问接口。 3. 文件的描述为了实施和控制对文件的各种访问操作，文件系统为每个文件都建立了一个文件控制块(File Control Block，FCB)。文件的FCB的作用类似于进程的PCB，它记录了文件的使用者和管理者所关心的所有信息，包括文件名、属主、文件大小、物理存储位置、修改和访问时间、存取权限等。当用户创建一个新文件时，文件系统就为这个文件建立起一个FCB。随着文件的操作，FCB的内容也相应地变化。当文件被删除时，它的FCB也就消失了。 4. 文件目录计算机系统中通常存有大量的文件，系统须采用某种有效的形式来组织和管理这些文件。由于文件与文件的FCB一一对应，因此，管理文件就是管理文件的FCB。文件系统采用目录来组织文件。目录是FCB的有序集合，通过目录将所有的FCB分层分类地组织在一起，方便了文件的检索操作。由于目录的信息是需要长久保存的，所以目录也需以文件的形式存在。为此，系统定义了一种特殊的文件——目录文件，其内容是一组FCB构成的文件列表，每个表项是一个文件的FCB，在目录里就称为目录项了。由于目录本身也是文件，因此目录的FCB也可以作为另一个目录中的目录项，从而构成目录的层次关系。 目录的主要功能是实现文件的“按名存取”，即用户只需提供文件名就可以对文件进行各种操作。目录实现了文件名到文件物理存放位置的映射。目录的另一个功能是合理地组织文件。现在，几乎所有的操作系统都采用树形目录结构，就是将文件分层分类地组织成一个树状结构，从根目录开始向下延伸。树形目录结构的特点是层次清楚，便于文件分类管理，可加快文件的检索速度。另外，树形目录还允许文件重名，即只要文件不在同一目录下便可以使用相同的名字。 5. 文件的结构文件结构是文件内容的组织方式。从不同层面上看到的文件结构有所不同。图6-1所示是文件在三个不同抽象层次上的结构。 图6-1 文件的结构 1) 文件的格式终端用户是通过应用程序来使用文件的，从他们的角度看到的是文件的应用结构，也就是文件的格式。文件的格式由处理文件的应用程序定义和使用，通常以后缀名相区分。如“.doc”文件是由Word程序使用的格式，“.bmp”是图片处理程序使用的格式。根据文件格式的结构类型，文件大致可分为结构化文件(如列表文件、数据库文件等)、半结构化文件(如Web文档、图片、图像等)和无结构文件(如纯文本文件等)。 2) 文件的逻辑结构文件的逻辑结构是文件系统的直接用户(也就是应用程序)所看到的文件结构。文件的逻辑结构取决于文件系统接口的设计，它决定了文件存取的方式。应用程序按逻辑结构访问文件系统中的文件，并在此基础上构造出各种应用结构呈现给应用程序的用户。也就是说，应用程序负责文件的格式与逻辑结构之间的映射。文件的逻辑结构有记录式文件和流式文件两种，具体介绍见6.1.2小节。 3) 文件的物理结构文件的物理结构又称为存储结构，是指文件在外存上的存储组织形式。文件系统负责文件的逻辑结构与物理结构之间的映射。文件的物理结构分为连续文件、链接文件和索引文件3种，具体介绍见6.1.3小节。操作系统所关心的是文件的逻辑结构与物理结构。逻辑结构是供文件系统的用户使用的，物理结构是文件系统内部使用的。将逻辑结构与物理结构相区分，是为了向用户屏蔽有关文件存储的细节，使用户可以只凭简单的逻辑结构来使用文件。 6.1.2 文件的逻辑结构与存取方式1. 文件的逻辑结构文件的逻辑结构是从文件的使用者角度所看到的文件信
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