【4】文件管理
4.1 文件和文件系统
在计算系统中 把逻辑上具有完整意义的信息集合成为 文件 每个文件都要用一个名字做标识 称之文件名
文件可以按照各种方法进行分类：
1> 按照用途分 系统文件 库文件 用户文件
2> 按照保护级别来分 只读文件 读写文件 执行文件 不保护文件
3> 按信息流向分 输入文件 输出文件 输入输出文件
4> 按存储时限分 临时文件 永久文件 档案文件
5>按照设备类型分 磁带文件 磁盘文件
6>按组织方式分 逻辑文件 物理文件
4.2 文件系统的功能
1 实现从逻辑文件到物理文件之间的转换 2 有效的分配文件的存储空间 3建立文件目录
4 提供合适的存取方法以使用各种不同的应用 5实现文件的共享 保护 和保密
6提供一组文件操作
4.3文件的存储介质
1 存储介质是指的记录信息的磁带 硬磁盘组 软磁盘片 卡片等 使用它们要通过相应的存储设备
2 存储接受的物理单位定义为 卷 例如 一盘磁带 一张软盘片 一个磁盘组都能称为一个卷
3存储介质上连续的信息所组成的一个区域称为块 块是主存与存储设备之间进行信息交换的物理单位
4.4 文件的组织
1文件的逻辑结构 =文件的组织是指的文件的构造方式，用户和文件系统往往从不同的角度对待同一个文件 用户是从使用的角度来组织文件 用户能 把观察到的且可以处理的信息根据使用要求构造成文件 这种构造方法称为逻辑结构
2逻辑文件的类型
1 流式文件 流式文件只指对文件内信息不在划分单位 是依次的遗传信息组成
2记录式文件 是指用户还可以吧信息按逻辑上独立的涵义划分为信息单位 每个单位称为一个逻辑记录（记录）
3逻辑记录的主键与次键
对记录文件总每个逻辑记录至少要有一项特殊的信息 利用它可把同一文件中的各个记录区分开来 我们把能用未必标识某个记录的项称为主 键，能标识具有某一特征的所有记录的项称为记录的次键
4文件的存储结构
文件的存储结构介质上的组织方式称为文件的存储结构 文件在磁盘上的组织方式
1顺序结构 ：一个文件在逻辑上连续的信息存放到磁盘依次相邻的块上 便形成顺序结构-这是一种逻辑记录和物理块的顺序一致的文件结构 这种结构的文件叫顺序文件。顺序结构的最大优点是存取信息的速度快 不必每次取查找信息的存放位置 只要记住当前位置 则后继信息 一定在下一位置
2连接接结构：连接结构是将文件的逻辑记录顺序与磁盘上的存储空间顺序独立开来 即逻辑记录是顺序的 但是存储空间可以任意选择不比 连续，这种结构文件称为链接文件。--连接结构的特点之每个物理块的最后一个单元中不能存放文件的信息 而是用来存放物理地址登记 在文件目录中 链接结构中的每个物理块中的链接指针指出了文件信息存放的下个物理块地址
3索引结构：索引结构是实现非连续存储的另一种方法 索引结构为每个文件建立一张索引表 索引文件为每个文件建立一张索引表 指出每、 个记录的存放地址 这种结构的文件称为索引文件--------索引结构具有随机存取任意一个记录 克服了只能顺序存取的缺点 采用索引结构 也便于增删文件的记录 索引结构的缺点就是当文件记录很多时 索引表就很庞大 但是由于索引结构既合适顺序存取记录有适合任意次 序随机存取记录 所以索引结构应用广
5记录的成组和分解
当用户文件的逻辑记录比存储介质的分块小得多的时候 把一个逻辑记录放入一块中就会造成存储空间的浪费 如果吧若干个逻辑记录合并成一组存入一块中 就可以充分利用存储空间 这种把若干个逻辑记录合并成一句存入一块的工作方式称为 记录的的成组 当记录成组存放后 用户需要某一记录时 必须把含有记录的一块信息读出 从这一逻辑记录中找出用户需要的记录传送给用户 这种从一组中把一个逻辑记录分离出来的工作称为记录的分解。优点：提高存储空间的利用率 减少存储设备的启动次数 缺点 成组和分解要设立主存缓冲区 也增加了操作系统开销。
4.5存储空间的分配
1 用位示图进行进行磁盘存储空间的分配
位示图用一个位的信息（0/1）来表示磁盘上面的空间是否空闲 主存储器空间直接以块号表示 而磁盘块位置由柱面号和磁头号和扇区3断组成 2unix系统的空闲块成组连接
在unix操作系统中。把磁盘存储空间的空闲块成组连接 每100个空闲块为一组 每一组的第一个空闲块中登记下一组空闲快的磁盘物理块号和空 闲块总数 最后不足100块的那部分磁盘物理块号以及快数记录专用块中 采用这种空闲连接的方法就不需要外加专门记录空闲分配情况的分配表
4.6文件目录
1 文件目录项的主要内容
有关文件存取控制信息 例如用户名 文件名 文件类型 文件属性 （可读写 只读 只执行等）
有关文件结构的信息 例如文件的逻辑结构 物理结构 记录个数和在存储介质上的位置
有关文件管理的信息 例如文件创建的日期 修改日期 保留日期
2一级目录结构不允许文件重名 如果有重名的话 则在实现按名存取时 就可以能出错 一般只适用于微机的单用户系统
3》在多道程序设计系统中 若要求所有用户定义的文件名都不同是很困难 如果要人为的限制文件命名规则对用户来说很不方便，为了解决重名问题， 在多道程序设计系统中常常采用二级目录或者属树形目录结构另外树形目录结构还有利于文件的分类
4>绝对路劲，相对路径
绝对路径是指从目录到指定文件或目录的通路 这个通路是唯一的 其路径是由通路所经过的所有目录的目录名组成
从当前目录开始的路径称为 相对路径
4.7文件的保护与保密
1区分文件保护和保密：文件保护：防止文件被破坏 文件的保密防止他人窃取文件
2文件的保护措施：为了防止文件故障所造成的破坏，可以采用建立副本和定时转储的方法，为了防止用户共享文件可能造成的文件破坏可以采用树 形目录结构 存取监控表和规定文件使用权限的方法。
3文件的保密措施：为文件设置口令是实现文件保密的一种可行的方法，只有要求使用文件者提供的口令与文件目录中的口令一致时，他才能使用文 还有隐蔽文件目录
4.8文件的使用
1存取方法与文件存储结构 存储介质特性间的关系
文件的存取方法不仅与文件的性质有关 并且与用户怎么使用文件有关 用户要求系统把文件保存到存储介质上时，必须把自己怎么使用文件的存取方式告诉系统，存取方式的选择由文件的性质决定 文件系统把根据用户的存取方法和存取的存储介质类型决定文件存取结构
存取方法，文件存储结构，存储介质特性三者之间的关系可简单概括如下：
顺序机构 链接结构只支持顺序存取方式 而索引结构既支持顺序存取方式 又可支持随机读取方式 对不同的存储介质而言 像磁带
卡片等只支持顺序存取方式 而软盘硬盘光盘等 既支持顺序存取方式 又可支持随机存取方式
2文件操作的主要种类
1>建立操作 用户要求把一个新文件存放到存储介质时 首先要向系统提出建立要求 这时用户必须向系统提供如下参数 用户名 文件名 存取 方式 存储设备类型 可访问性 记录大小等 系统在接到用户的 建立要求后 就在文件目录中寻找空目录项进行登记
2>打开 操作 打开文件操作的主要工作是找目录 检索文件名 核对存取方式 读索引表 登记已打开的文件的有关信息
3>读写操作 系统执行读操作的时候 按指定的记录号或者键 查索引表 得到记录存放的物理地址后按地址将记录读出 执行写操作的时候 在 索引表中招一个空登记项，且找到一个空的存储快 把记录存到找到的存储快中 同时在索引表中登记
4>关闭操作 只有文件的建立者或者打开者才有权利关闭文件 检查读入主存的文件目录活着索引表 如修改过则要重写回存储介质上
在以已打开文件表中清楚该文件
5>删除操作 在用户指定的文件从目录中除去并回收文件所占用的空间
3用户请求使用文件的操作步骤
1> 读一个文件信息时 依次调用：打开文件 读文件 关闭文件
2>写一个文件信息时 建立文件 写文件 关闭文件