操作系统学习笔记（十）－－ 文件系统管理(上)

最近开始学习操作系统原理这门课程，特将学习笔记整理成技术博客的形式发表，希望能给大家的操作系统学习带来帮助。同时盼望大家能对文章评论，大家一起多多交流，共同进步！

本文主要分以下几个方面：

• File Concepts 文件概念
• Access Methods 访问方式
• Directory Structure 目录结构：按名存取
• Protection 保护

文件结构：

• None 无结构：由字或字节的序列组成
• Simple record structure：简单记录结构：行，定长，变长
• Complex Structure 复杂结构：格式化，重定位
• Who decides：OS, Program 定义

文件属性：文件信息由目录结构保存，储存在磁盘中

• Name 名字
• Type 类型
• Location 位置
• Size 大小
• Protection 保护
• Time, date and user identification 时间，日期和用户信息

文件操作 File Operation: Create, Write, Read, Seek(定位), Delete, Truncate(截取)

Open(Fi)：查找文件目录，找到文件对应的目录表目，然后将表目的内容拷贝入主存

Close(Fi)：将Fi目录的内容写回磁盘，中断文件与内存的联系

访问方式：

• 顺序访问 Sequential Access：read next, write next, reset 主要针对顺序介质（磁带）
• 直接访问 Direct Access：磁盘定位＋扇区定位

目录结构：

• 包含文件相关信息（基本属性）的集合
• 文件和文件信息都保存在磁盘上

目录信息：文件名，文件类型，位置信息，当前长度，最大长度，上次访问时间，上次修改时间，创建者标识，保护信息

对目录操作：

1. 查找文件
2. 创建文件
3. 删除文件
4. 列目录下文件
5. 重命名文件
6. 遍历文件系统

目录的目的：

　　1. Efficiency - 快速定位文件

　　2. Naming 命名 - 方便用户使用

• • 允许多个用户对于不同的文件有相同的文件名
  • 相同的文件可以有不同的文件名

　　3. Grouping - 对文件按照属性进行分组

单级目录  Single-Level Directory:所有用户创建文件在一个目录下。

缺点：1. Naming problem 命名冲突 2. Grouping problem 单级目录下不支持分组

两级目录 Two-Level Directory：为每个用户划分目录

树型结构目录  Tree-Structure Directories

1. 查询效率高

2. 可继续分组

3. 绝对路径／相对路径

4. 创建新文件都在当前目录下

5. 删除文件 rm <file-name>; 在当前目录创建新的字目录 mkdir<dir-name>

无环图结构目录 Acyclic-Graph Directories

• 可以在子目录间共享文件
• 同一内容可以有不同名字
• 删除共享节点可能引入危险指针，解决方法：1. 引入计数器计共享该内容的进程数，当无进程共享时删除实体空间；2. 把所有指向该实体空间的指针都删除

通用图目录 General Graph Directory

保护 Protection

文件拥有者需要控制访问方式／访问用户。

访问方式：Read, Write, Execute, Append, Delete, List