谁共我

醉明月

概念

文件

1. 文件是以计算机硬盘为载体存储在计算机上的信息集合
2. 文件属性
   • 名称
   • 标识符
   • 类型
   • 位置
   • 大小
   • 保护
   • 时间、日期、用户标识
3. 文件的基本操作
   • 创建文件
   • 写文件
   • 读文件
   • 文件重定位
   • 删除文件
   • 截断文件
4. 文件逻辑结构
   • 无结构文件（流式文件）
   • 有结构文件（记录式文件）
     • 顺序文件
       • 串结构（记录之间顺序与关键字无关）
       • 顺序结构（记录之间顺序与关键字有关）
     • 索引文件
     • 索引顺序文件
     • 直接文件（散列文件）

目录

1. 文件控制块（FCB）
   • 基本信息
   • 存取控制信息
   • 使用信息
2. 索引结点
3. 目录操作
   • 搜索
   • 创建文件
   • 删除文件
   • 显示目录
   • 修改目录
4. 目录结构
   • 单级目录结构（整个文件系统中只建立一张目录表，每个文件占一个目录项）
   • 两级目录结构（主文件目录MFD和用户文件目录UFD，MFD记录用户名及其对应UFD位置，UFD记录该用户文件FCB信息）
   • 多级目录结构（树形目录结构）
   • 无环图目录结构
5. 文件共享
   • 基于索引结点的共享（硬链接）
     将共享文件或子目录的索引结点链接到两个或多个用户目录中
   • 基于符号链接实现共享（软链接）
     创建Link类型新文件，只记录被链接文件的路径名
6. 文件保护
   • 口令保护（通过口令访问文件）
   • 密码保护（对文件进行加密处理）
   • 访问控制（根据访问者身份进行限制）

文件系统实现

1. 文件系统层次结构
   • 用户调用接口
   • 文件目录系统
   • 存取控制验证
   • 逻辑文件系统和文件信息缓冲区
   • 物理文件系统
   • 分配模块
   • 设备管理程序模块
     
2. 目录实现
   • 线性列表
   • 哈希表
3. 文件实现
   • 文件分配方式
     • 连续分配
     • 链接分配
       • 隐式（链表结构）
       • 显式
     • 索引分配
       • 链接方案
       • 多层索引
       • 混合索引

   类别	访问第n个记录	优点	缺点
   顺序分配	访问磁盘1次	顺序存取时速度快，当文件时定长时可以根据文件起始地址以及记录长度进行随机访问	文件要求连续的存储空间，会产生碎片，不利于文件动态扩充
   链接分配	访问磁盘n次	解决外存碎片问题，提高空间利用率，动态增长方便	只能按文件的指针链顺序访问，查找效率低，指针信息存放消耗外存空间
   索引分配	m级需要访问m+1次	可随机访问，易于文件增删	索引表增加存储空间开销

4. 文件存储空间管理
   实质上是对空闲块的组织和管理
   • 空闲表法
   • 空闲链表法
     • 空闲盘块链
     • 空闲盘区链

   • 位示图法
     \(b = n(i-1) + j\)

     \(i = (b-1)/n + 1\)
     \(j = (b-1)%n + 1\)

   • 成组链接法（适合大文件系统）

磁盘组织和管理

1. 磁盘结构
   • 磁道
   • 扇区
2. 磁盘读写操作时间
   • 寻找时间（移到指定磁道）
   • 延迟时间（移到指定扇区）

   • 传输时间

   • 总平均存取时间
     \(T = T\_s + 1/2r + b/rN\)
     T_s：寻找时间
     r：转速
     b：数据量
     N：一个磁道上字节数
3. 磁盘调度算法
   • 先来先服务（FIFS）
   • 最短寻找时间优先（SSTF）
   • 扫描（SCAN）
   • 循环扫描（C-SCAN）

注意

1. 流式文件以字节为单位
2. 只有顺序文件能存储在磁带上

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