第六章6_2

6.3目录管理

操作系统对文件管理通常有以下几个方面的要求：

• 实现按名存取
• 提高目录检索速度
• 允许文件重名
• 允许文件共享

6.3.1文件目录的概念

1.文件控制块

1. 一个文件包括两个部分：一个是文件体，另一个是文件控制块（FCB）。每个文件都有一个文件控制块，它是文件存在的唯一标识。
2. 通常包括三类信息：基本信息、存取控制信息、使用信息。

2.索引结点

1. 索引结点引入：
   1. 每个文件都有一个文件控制块，那么文件目录就会占用大量的磁盘块。
   2. 检索目录的时候实际上只用到了文件控制块中的文件名。所以不需要将其他描述信息加载到内存中。
2. 索引结点的分类：分为磁盘索引节点和内存索引节点。
   • 磁盘索引节点是存放磁盘上的索引节点，每个文件都有唯一的磁盘索引节点，包含了文件控制块中除文件名以外的文件属性信息。
   • 内存索引节点：每打开一个文件时，都会在内存中为该文件打开一个内存索引节点，索引节点主要内容是复制磁盘索引节点的，也会增加若干使用状态信息。

6.3.2文件目录结构

全部由文件目录项组成的文件称为目录文件。常用的有单级目录结构、两级目录结构、多级目录结构。

1. 单级目录结构实现和管理简单，且能实现按名存取，缺点是查找速度慢、不允许有重名的文件、不便于实现文件共享。
2. 两级目录结构，分为主目录文件和用户目录文件。提高了检索速度，允许文件重名、不同用户可以使用不同文件名来访问同一个共享文件。
3. 多级目录结构，在两级目录加以推广，就是允许用户目录下再建立下级目录。又称为树型目录结构。优点是层次清晰、解决了文件重名的问题、便于实现文件共享、查询速度更加快。

6.3.3目录检索技术

当用户要访问一个文件时，系统首先要根据路径名对目录进行查找，然后再进行操作。目前主要有线性检索法和Hash方法。对于线性检索法只要任何一个文件分量没有找到就停止查找。如果是Hash方法文件名如果允许使用“*” “？”，此时就无法使用Hash方法。

6.4文件存储空间管理

常用的磁盘存储空间管理方法有：空闲表法、空闲链表法、位示图法、成组链接法。

1. 空闲表法：建立一张空闲表，每个表项有序号、空闲区起始块号、空闲块的数量等信息。，常用于外存空间连续分配方式，仅当空闲区较少时比较有效。
2. 空闲块链表法：磁盘的每个空闲盘块中放置一个指针，指向另一个空闲盘块。
3. 位示图：利用一个二进制位来表示磁盘中的一个盘块使用情况。
   • 位于第i行，第j列，对应的盘块号为b = n（i-1）+j，n为每一行的列数，i、j都是从1开始的。
   • 回收时，i= （b-1）div n + 1；j = （b-1）mod n + 1.
4. 成组链接法：适用于大型的文件系统，Unix就是使用这种方法。

6.5文件共享和保护

6.5.1文件共享方法：

1. 一是基于索引节点的共享方式；（硬链接），新建一个目录项，填入共享索引节点的指针，只有count=1时，文件主才可以删除文件，其用户不可以删除文件，只可以断开链接。不能实现跨文件卷的文件共享？？
2. 二是通过符号链接的方式；（软连接）共享该文件的路径，新建一个目录项，分配空间，写入文件路径，只有文件主才有文件索引节点指针。增加了存储开销。

6.5.2文件保护

1. 文件备份：批量备份和同步备份。
   • 批量备份：又分为全量转储和增量转储。
   • 同步备份：镜像盘支持；双机动态文件备份
2. 文件访问保护
   • 口令保护
   • 加密保护
   • 设置访问权限