07第七章 文件系统1.ppt

第七章 文件系统 7.1 文件与文件系统 文件 具有符号名而且在逻辑上具有完整意义的信息项的序列。 文件系统 文件与管理文件的程序集合。 UNIX文件分类 普通文件 内容可以是程序、数据、图象等，保存在磁盘块中 目录文件 (文件名，文件号)序列，保存在磁盘块中 特殊文件 设备 设备作为文件管理的好处 界面统一，使用文件与使用设备命令相同，申请设备open, 释放close, 读read, 写write 利用文件保护功能可以保护设备 7.2 文件的访问方式 顺序访问 从文件起始位置开始顺序访问 从文件中间某处开始顺序访问 随机访问 按记录编号随机访问 按关键字(key)随机访问 7.3 文件的组织 逻辑组织 用户看到的文件组织形式 记录式文件：记录的序列 等长记录（优点：处理方便，速度快；缺点：空间浪费） 不等长记录（优点：省空间；缺点：处理不便，速度慢） 流式文件：字节的序列(UNIX, Windows, etc) 物理组织 逻辑组织到磁盘块的映射 文件：记录(字节)序列 磁盘：块(block)序列 文件的物理组织 考虑因素 记录格式 等长或不等长, 流式不必考虑 空间开销 除保存文件内容之外的存储开销 访问速度 随机访问速度 长度变化 动态增长 7.4 文件目录 文件控制块与目录项 文件控制块(FCB) 文件存在的标志，其中保存系统管理文件需要的全部信息 目录项 目录文件中的一项，内容为FCB 文件目录与目录文件 文件目录 用于检索文件的目录 目录文件 内容为目录项的文件 文件目录的查找 查找路径 由根目录开始查找 由当前目录开始查找 查找算法 顺序查找（UNIX） hash查找 对分查找（要求文件名排序） 文件目录的改进 FCB 次部：(文件名, 文件号) (UNIX 16 bytes) 保存在目录文件中 主部：(其它, 链接记数) (UNIX 32 bytes) 保存在外存inode区域, 打开时读入内存. 改进的好处 可以提高查找速度(顺序查找) 可以实现文件链接(link) 7.5 文件的共享 共享目的 节省存储空间 (cc,vi,yacc) 进程相互通讯 UNIX pipe() 文件共享模式 不同时使用 根据共享说明 同时使用 根据共享说明和(relaxed)R/W规则 文件的共享 文件共享的实现 公共目录 共享说明 连接 7.6 文件的保护、保密与安全 保护 防止用户对文件进行非授权的访问 保密 防止文件内容泄露 安全 防止文件被破坏 自然因素 人为因素 保护(Protection) File owner/creator should be able to control: what can be done by whom Types of access Read Write Execute Append Delete List 文件保密 口令 使用 创建文件时用户规定一个口令，系统将其记在FCB中 访问文件要求给出口令，并与FCB中口令比较 特点 简单 保密性不强(eg. 对系统操作员不保密) 密码 特点 对文件内容加密，速度慢，效果好 使用 保存时加密(key) 读取时解密(key) 保存时： 用一个key启动一个随机数发生器，产生一个随机数序列，将其依此加到文件的各个字中。 读取时： 用同一个key启动同一个随机数发生器，产生相同随机数序列，将其依次由文件的各个字中减去。 文件系统的安全 Backup 定期将磁盘上文件复制到磁带上 发生故障时由磁带恢复(limited recovery) 实现方法 海量转储 定期将磁盘上文件全部复制到磁带上 增量转储 每次只复制修改部分 磁盘整理 利用转储和恢复可以对磁盘进行整理(使文件物理块连续，空闲盘块连续) 7.7 文件系统的实现 内存所需表目 系统打开文件表(系统一个) 7.7 文件系统的实现 内存所需表目 用户打开文件表(每个进程一个) 7.7 文件系统的实现 外存空间的管理 空闲块表 空闲块链 字位映像图 UNIX:成组连接 7.8 文件系统的界面 创建文件 命令形式:creat(path_name, fcb_args) 参数说明 Path_name: 文件路径名 Fcb_args: FCB参数 执行步骤: (1) 为此文件分配一个FCB主部,初始化 (2) 将文件名和文件号作为FCB次部填到末级目录中 (3) 以写方式打开 例如: creat(“/usr/li/d1/f1”, mode) 7.8 文件系统的界面 打开文件 命令形式: fd=open(path_name, mode) 参数说明 path_name: 文件路径名; mode: 打开方式. 执行步骤 (1) 根据文件路径名查目录找到FCB主部; (2)