操作系统原理教程（第二版） -连卫民 第5章 文件管理.ppt

第5章 文件管理 5.1 文件管理概述 5.2 文件结构 5.3 文件的存储设备 5.4 文件目录管理 5.5 文件共享与安全 5.6 文件使用 本章结束！ 5.1 文件管理概述 5.1.1 文件管理的主要任务 文件是指存储在外存上的信息集合。在大多数计算机应用中，文件是主要的处理对象。 文件管理的主要任务是负责管理文件信息，并把对文件的存取、共享和保护等手段提供给操作系统和用户。文件管理的主要目标是提高外存储空间的利用率，其主要任务是对用户文件和系统文件进行管理，方便用户的使用，并保证文件的安全性。 5.1 文件管理概述 5.1.2 文件管理的主要功能 1．文件存储空间管理 文件都是存储在磁盘上的，所以磁盘空间的管理是文件管理需要考虑的一个主要问题。要把文件保存到存储介质上，必须知道哪些存储空间已经使用，哪些存储空间还没有使用，文件只能保存到没有使用的空闲的存储空间，否则会破坏已保存的信息。 文件存储空间管理是为每个文件分配必要的存储空间，提高存储空间的利用率，并能有助于提高文件系统的工作速度。 由于文件存储设备是以存储块为单位进行管理的，因此，文件存储空间的管理实质上是对一个存储块的组织和管理问题，它包括存储块的组织，存储块的分配与存储块的回收。 5.1 文件管理概述 5.1.2 文件管理的主要功能 2．文件目录管理 目录管理的任务是为每个文件建立目录项，并对众多的目录加以组织，以实现文件的按名存取，实现文件的共享，提供快速的目录查询手段，提高文件的检索速度。 为实现文件的按名存取，每个文件应该具有一个文件名与之对应。一般来讲，用户文件名由用户指定，系统文件和特殊文件名在系统设计时指定。为了有效地利用存储空间并迅速准确地完成由文件名到文件物理位置的转换，必须把与文件相关的文件名等信息按一定的组织结构进行排列，这主要是依赖于文件目录来实现。 5.1 文件管理概述 5.1.2 文件管理的主要功能 3．逻辑文件与物理文件的转换 用户的大量信息都存放在磁盘或磁带上，必须记住各种信息的分布情况及信息存放的物理位置，并启动磁盘或磁带机来保存或读取信息。为了方便用户，规定用户直接使用的是逻辑文件，用户使用文件时只要给出文件的名字和一些适当的说明信息，文件系统就能按照用户的要求把逻辑文件组织成物理文件存放到存储介质上或者把存储介质上的物理文件转换成逻辑文件供用户使用。 文件系统还可以根据需要更换文件存放的位置而对用户没有任何影响。 5.1 文件管理概述 5.1.2 文件管理的主要功能 4．文件读写管理 文件的读写控制是和文件的共享、保护和保密问题紧密相关的。这三个问题实际上是一个用户对文件的使用权限，即读、写、执行的许可权问题。 文件系统读写控制的主要任务：一是，对拥有读写和执行权限的用户，允许他们对文件进行相应的操作。二是，对没有相应权限的用户，禁止他们对文件进行相应的操作。三是，防止一个用户冒充其他用户对文件进行读写操作。四是，防止拥有存取权限的用户误用文件。 5.1 文件管理概述 5.1.2 文件管理的主要功能 5．文件共享和安全的管理 文件共享是指不同的用户共同使用同一个文件。在现代计算机系统中，有些文件是可以供多个用户共享的，如编辑程序和函数等。在文件共享的系统中，只需要保存该共享文件的一个副本，就可以减少文件复制操作花费的时间，节省大量的存储空间。 在文件的使用过程中，一些人为因素、系统因素和自然因素都会导致文件被破坏或丢失。文件的安全管理即文件的保护，是解决对文件非法操作的关键。 5.1 文件管理概述 5.1.3 文件系统的基本概念 1．文件 文件是指存放在外存上的已命名的一组相关信息的集合，通常将程序和数据组织成文件。 文件中的基本访问单位是位、字节或记录。 文件的属性包括文件类型、文件长度、文件的物理位置、文件的存取控制、文件的建立时间。 5.1 文件管理概述 5.1.3 文件系统的基本概念 2．记录 记录是一组相关数据项的集合，用于描述数据对象某方面的属性。它是文件中数据处理的基本单位，是组成文件的基本元素。 在一个由大量记录组成的文件中，为了能惟一地标识一条记录，可以在记录的各个数据项中，确定出一个或几个数据项，把它（或它们）称为关键字（key）。如在描述学生的数据项中，学号可以做为关键字。 5.1 文件管理概述 5.1.3 文件系统的基