文件管理-操作系统-.ppt

第六章 文件管理 计算机如何管理复杂繁多的文件 第6章 文件管理 6.1 文件与文件系统 6.2 文件的逻辑结构 6.3 外存分配方式 6.4 目录管理 6.5 文件存储空间的管理 6.6 文件的共享与保护 6.7 数据一致性控制 §6.1 文件和文件系统 OS采用文件系统来组织管理大量的文件。 在文件系统中，通常把数据分为数据项、记录和文件三级。 6.1.1数据项、记录和文件 1.数据项:最低级的数据组织形式 2.记录：一组相关数据项的集合，用于描述一个对象在某方面的属性。 关键字：唯一能够标示一条记录的数据项。 3. 文件 6.1.2 文件类型和文件系统模型 1. 文件类型 2. 文件系统模型 6.1.3 文件操作 1. 最基本的文件操作 2. 文件的“打开”和“关闭”操作 当前OS所提供的大多数文件操作过程都是这样两步：检索文件目录找到文件的属性和在外存的位置；对文件实施相应的操作。 所谓“打开”文件是指将文件的属性从外存拷贝到内存打开文件表的一个表项中，并将该表项的编号返回给用户。 §6.2 文件的逻辑结构 计算机文件的两种结构： 文件逻辑结构 对文件逻辑结构的基本要求： 提高检索记录的速度 便于修改记录 降低文件的存储费用：文件占用的空间，不要求连续的大空间。 6.2.1文件逻辑结构的类型 1 有结构文件：也称为记录式文件 ，组成文件的数据项单位为记录。 根据用户和系统管理的需要，可采用多种方式组织记录形成顺序文件、索引文件和索引顺序文件 顺序文件：一系列记录按照某种顺序排列所形成的文件。其中的记录通常是定长的。 索引文件：当记录为可变长时，通常为之建立一张索引表，并为每一个记录设置一个表项，以加快检索记录的速度。 索引顺序文件：为文件建立一张索引表，为每一组记录中的第一个记录设置一个表项。 2 无结构文件：也称流式文件，组成文件的数据单位为ASCII字符，如源程序、可执行文件等。 6.2.2 顺序文件 1.顺序文件分类 2. 对顺序有序文件的读/写操作 顺序文件中的记录可以是定长也可以是变长的 对于定长记录的顺序文件，如果已知当前记录的逻辑地址，便很容易确定下一个记录的逻辑地址。读写文件时设置一个读指针Rptr和一个写指针Wptr，每读写一条记录分别使Rptr+L和Wptr+L。 对于变长记录则指针应加Li+1,如下图 6.2.3索引文件 对于定长记录文件，如果要查找第i个记录， 可直接根据下式计算来获得第i个记录相对于第一个记录首址的地址： Ai=i×L 可变长度记录的文件，要查找其第i个记录， 当记录为可变长度时，通常采用索引文件方式。 为每个文件建立一张索引表，并将主文件的每个记录的记录号、长度和逻辑地址记录在索引表中。 优点：因将可变长的记录的索引转化为定长的记录项的索引，故方便实现直接存取。 缺点：每个文件有一索引表，存储费用高。 注意 索引文件?索引文件由主文件和索引表构成。①主文件：文件本身。 ②索引表：在文件本身外建立的一张表，由若干索引项组成。索引表必须按主关键字有序排列。 索引文件的存储 1．索引文件的存储?索引文件在存储器上分为两个区：索引区和数据区。索引区存放索引表，数据区存放主文件。 2 建立索引文件的过程： （1） 按输入记录的先后次序建立数据区和索引表。其中索引表中关键字是无序的（2） 待全部记录输入完毕后对索引表进行排序，排序后的索引表和主文件一起就形成了索引文件 6.2.4索引顺序文件 是综合顺序和索引两种文件构成方式的优点，先检索索引表，找到所在记录组中第一个记录表项，并找到第一个记录在主文件中位置，然后再顺序查找所需记录。如图6-5示： 优点：因只为每组记录的首记录设置一索引表项，因此能有效减少索引表所占的空间。 图6-5 索引顺序文件 ? 注意：??① 通常将索引非顺序文件简称为索引文件。??② 索引非顺序文件主文件无序，顺序存取将会频繁地引起磁头移动，适合于随机存取，不适合于顺序存取。??③ 索引顺序文件的主文件是有序的，适合于随机存取、顺序存取。??④ 索引顺序文件的索引是稀疏索引。索引占用空间较少，是最常用的一种文件组织。??? 　 回 顾 什么是顺序文件、索引文件、索引顺序文件？ 索引文件包括哪两部分？ 索引文件有什么优缺点？ 6.3 外存分配方式 连续分配 链接(串联)分配 索引分配 6.3.1 连续分配 连续分配：为每个文件分配相邻的物理块（数据块/盘块/扇区）。 分配给文件的首物理块的地址被登记在它的目录项内。 由连续分配方式形成的文件物理结构被称为顺序文件结构，相应的物理文件则称为顺序文件(Sequential File)。如图6-7示。 图6-7 磁盘空间的连续分配 连续分配优缺点 优