- 文件结构
- 目的：便于程序理解文件内容
- 文件结构有
- 无结构：文字流、字节流等
- 简单记录结构：线性、固定长度、可变长度等
- 复杂结构：格式化文档、多媒体文件等
- 由操作系统、程序决定了文件结构
- 文件类型
- 文件类型一般由扩展名决定
- 扩展名又称为后缀名，是标识文件类型的一种机制。
- 文件属性
- 文件名：唯一，便于记忆
- 文件位置：设备上文件位置的指针
- 文件类型：文件的格式
- 文件大小：文件当前大小
- 保护：读、写、执行等访问控制信息
- 时间、日期和用户标识：保护、安全和使用跟踪的数据
- 文件属性保存在目录中
- 文件操作
- 创建文件
- 写文件
- 读文件
- 在文件内重定位
- 删除文件
- 截断文件
- 打开文件
- 关闭文件
- 文件需要的数据结构
- 打开文件表：跟踪打开文件
- 文件指针：指向最后一次读写的位置，每个进程1个
- 打开文件计数器：打开文件次数（调用open次数）
- 文件存储位置：文件存放在存储设备上的位置信息
- 访问权限：每个进程的访问权限
- 优点：
- 方便文件共享
- 提高文件存取效率
- 逻辑文件
- 文件呈现在用户面前的组织结构
- 又称为文件逻辑结构
- 逻辑文件决定了文件访问方法
- 顺序访问：文件信息按照存放书顺序一个记录一个记录的依次访问
- 直接（随机）访问：可以直接定位到文件的某条记录进行访问
- 顺序文件
- 访问方式：顺序访问
- 依次访问时间，不能直接跳转到文件的指定位置
- 优先：节省存储空间
- 缺点：访问效率差
- 直接文件
- 访问方式：直接访问
- 直接通过计算得到需要读写记录的位置，直接跳转进行文件读写
- 优点：访问效率好
- 缺点：浪费存储空间
- 索引文件
- 基本方法：为顺序文件建立索引表
- 文件控制块
- File Control Block（FCB）
- 存放操控文件所需的各类文件属性信息
- 文件名
- 长度
- 创建时间
- 存放位置
- 访问控制权限
- ....
- 类似一个索引项
- 目录项和目录
- 目录项
- 存放一个文件的各类属性
- 有的系统中等同于FCB
- 目录
- 包含着所有文件信息的节点集合
- 根据文件名检索文件的桥梁
- 目录项的有序集合
- 目录文件
- 目录组织形式
- 目录作为一个文件存在于文件系统
- 目录项
- 目录和文件
- 每个目录项中存放了文件在存储设备的存放地址
- 目录和文件都驻留在存储设备
- 目录相关操作
- 搜索文件
- 创建文件
- 删除文件
- 列出目录
- 重命名文件
- 跟踪文件系统
- 打开目录
- 创建目录
- 删除目录
- 遍历目录
- 读目录
- 切换目录
- ....
- 这些操作和文件本身无关
- 文件检索过程
- 文件检索是一个遍历目录项的过程
- 打开目录文件
- 从磁盘导入该目录文件的1个物理块，该块包含若干个目录项
- 根据文件名遍历内存中的该块，如找到则结束
- 判断该目录文件是否还有物理块没有读入，如果是转2；否则，结束。表示该目录中没有此文件名的文件
- 目录项由于经常变化，一般不排序
- 平均遍历目录项数：（1+n）/2 （不包括文件查不到的情况）
- 文件检索是一个遍历目录项的过程
- 目录性能
- 物理块：内存和存储设备数据交换基本单位。一个物理块一般为4KB、8KB和16KB等
- 目录性能：读入尽可能少的物理块（耗时少）
- 如果
- 目录项大小= ds bytes
- 目录中最多文件数 = n
- 物理块大小 = b
- 那么
- 目录文件大小 = ds x n bytes
- 目录文件需要的物理块数目 = ds x n / b
- 检索一个文件需要平均读入的块数 = （ds x n / b +1） / 2
- 因此
- 降低 ds => 降低读块数
- 降低 n => 降低读块数
- 目录结构的设计目标
- 效率
- 快速定位文件位置
- 提高文件访问效率
- 命名
- 方便用户使用
- 同名的不同文件
- 不同命的相同文件
- 分组
- 文件分组（子目录）
- 兼顾效率和方便性
- 效率
- 单层目录
- 所有文件在同一目录中，只有一级目录：根目录
- 根目录：一个文件系统最顶层的目录
- 优点：结构简单
- 缺点：
- 检索效率差（目录下文件过多）
- 不能有同名文件，一个文件只能有一个名称
- 不能分组
- 双层目录
- 每个用户有自己的目录结构
- 目录下的目录
- 缺点：
- 无法分组
- 同一用户不能有相同文件名的文件
- 优点
- 不同用户可有相同文件名的文件
- 比单层目录提高检索效率
- 树型目录
- 双层目录的扩展：2层->N层
- 特点
- 检索效率高
- 可以分组
- 允许重名
- 当前目录：工作目录
- cd/spell/mail/prog
- type list
- 绝对路径
- 从根开始的路径名
- 相对路径
- 从当前目录开始的路径名
- 提高检索效率
- （有向）无环图目录
- 文件共享：不同目录中的文件指向同一个物理文件，也就是它们的内容相同
- 树型目录不能实现文件共享
- 解决方法：图型目录
- 无环图目录
- 通用图目录
- 无环图：有向边无环
10.文件系统接口
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