操作系统原理与实例分析PPT课件第五章文件管理系统.ppt
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1、第5章 文件管理系统第5章 文件管理系统第5章 文件管理系统5.1 文件系统概述文件系统概述 交互式操作系统的文件系统应该向用户提交互式操作系统的文件系统应该向用户提 供如下基本服务供如下基本服务:1)用户可以创建用户可以创建,删除删除,读取或更新文件读取或更新文件;2)一个用户可以受控制地访问其它用户文件一个用户可以受控制地访问其它用户文件;3)可以控制不同用户对不同文件的访问权限可以控制不同用户对不同文件的访问权限;4)用户可以根据实际需要重新构造文件用户可以根据实际需要重新构造文件;5)允许用户在两个文件之间移动数据允许用户在两个文件之间移动数据;6)用户能备份文件用户能备份文件,且能在
2、文件被毁坏时且能在文件被毁坏时,恢恢复复 文件文件;7)用户可以通过符号名访问文件用户可以通过符号名访问文件.第5章 文件管理系统5.2 文件系统与数据库管理系统文件系统与数据库管理系统 目前数据库管理系统与操作系统之间目前数据库管理系统与操作系统之间存在两种依附关系存在两种依附关系:*利用操作系统中的文件系统来管理利用操作系统中的文件系统来管理文件及存储空间文件及存储空间;*不依赖操作系统提供的文件系统不依赖操作系统提供的文件系统,而具有独立的数据组织及存取控制而具有独立的数据组织及存取控制.第5章 文件管理系统5.3 文件文件 5.3.1 5.3.1 文件的概念文件的概念 文件文件:是一种
3、具有符号名的是一种具有符号名的,相关联元素相关联元素的有序集合的有序集合.文件名是文件系统和用户之间的联系纽文件名是文件系统和用户之间的联系纽带带.第5章 文件管理系统文件、记录和数据项文件、记录和数据项 1.数据项数据项 (1)基基本本数数据据项项。这这是是用用于于描描述述一一个个对对象象的的某某种种属属性性的的字字符符集集,是是数数据据组组织织中中可可以以命命名名的的最最小小逻逻辑辑数数据据单单位位,即即原原子子数数据据,又又称称为为数数据据元元素素或或字字段段。第5章 文件管理系统 (2)组组合合数数据据项项(复复合合字字段段)。它它是是由由若若干干个个基基本本数据项组成的,简称组项。数
4、据项组成的,简称组项。基基本本数数据据项项除除了了数数据据名名外外,还还应应有有数数据据类类型型。因因为为基基本本项项仅仅是是描描述述某某个个对对象象的的属属性性,根根据据属属性性的的不同,需要用不同的数据类型来描述。不同,需要用不同的数据类型来描述。由由数数据据项项的的名名字字和和类类型型两两者者共共同同定定义义了了一一个个数数据据项项的的“型型”。而而表表征征一一个个实实体体在在数数据据项项上上的的数数据据则则称称为为“值值”。例例如如,学学号号/30211、姓姓名名/王王有有年年、性别性别/男等。男等。第5章 文件管理系统2.2.记录记录 记记录录是是一一组组相相关关数数据据项项的的集集
5、合合,用用于于描描述述一一个个对对象象在在某某方方面面的的属属性性。一一个个记记录录应应包包含含哪哪些些数数据据项项,取取决决于于需需要要描描述述对对象象的的哪哪个个方方面面。而而一一个个对对象象,由由于他所处的环境不同可把他作为不同的对象。于他所处的环境不同可把他作为不同的对象。第5章 文件管理系统3.3.文件文件 文文件件是是指指由由创创建建者者所所定定义义的的、具具有有文文件件名名的的一一组组相相关关元元素素的的集集合合,可可分分为为有有结结构构文文件件和和无无结结构构文文件件两两种种。在在有有结结构构的的文文件件中中,文文件件由由若若干干个个相相关关记记录录组组成成;而而无无结结构构文
6、文件件则则被被看看成成是是一一个个字字符符流流。文文件件在在文文件件系系统统中中是是一一个个最最大大的的数数据据单单位位,它它描描述述了一个对象集。了一个对象集。第5章 文件管理系统4.4.数据库数据库 略略5.3.2 5.3.2 文件的类型文件的类型 1.1.按照文件的逻辑结构分类按照文件的逻辑结构分类 *由结构文件由结构文件 *无结构文件无结构文件第5章 文件管理系统2.2.按照文件的物理组织结构分类按照文件的物理组织结构分类 *连续文件连续文件 *链接文件链接文件 *索引文件索引文件第5章 文件管理系统3.3.按照文件的保护级别分类按照文件的保护级别分类 *只读文件只读文件 *执行文件执
7、行文件 *读读/写文件写文件 *不保护文件不保护文件第5章 文件管理系统4.4.按照文件的性质和用途分类按照文件的性质和用途分类 *系统文件系统文件 *用户文件用户文件 *库文件库文件 第5章 文件管理系统5.5.按照文件的数据形式分类按照文件的数据形式分类 *源文件源文件 *目标文件目标文件 *可执行文件可执行文件第5章 文件管理系统6.6.多媒体文件多媒体文件 是一种集成了数字是一种集成了数字,字符字符,格式化文本格式化文本,可可执行程序执行程序,图形图形,图像图像,声音等信息的高度结构声音等信息的高度结构化文件化文件.第5章 文件管理系统5.3.3 5.3.3 对文件的操作对文件的操作
8、对文件的操作包含两个方面的含义对文件的操作包含两个方面的含义:*指对整个文件的操作指对整个文件的操作;*指对文件中的数据项的操作指对文件中的数据项的操作.第5章 文件管理系统对文件的操作对文件的操作:*打开文件打开文件 *关闭文件关闭文件 *建立文件建立文件 *撤销文件撤销文件 *复制文件复制文件 *修改文件名修改文件名 *读操作读操作 *写操作写操作 *更新操作更新操作 *插入操作插入操作 *删除操作删除操作第5章 文件管理系统5.4 文件目录文件目录5.4.1 5.4.1 文件目录的内容文件目录的内容 文件目录的内容文件目录的内容:*基本信息基本信息 *地址信息地址信息 *访问控制信息访问
9、控制信息 *使用信息使用信息第5章 文件管理系统5.4.2 5.4.2 对文件目录的操作对文件目录的操作 目录文件目录文件:多个文件的目录项构成的一种多个文件的目录项构成的一种特殊文件特殊文件.对目录文件的操作对目录文件的操作:*搜索目录搜索目录 *创建目录创建目录 *删除目录删除目录 *显示目录显示目录 *修改目录修改目录第5章 文件管理系统5.4.3 5.4.3 目录结构目录结构 目录结构目录结构:*单级目录结构单级目录结构 *两级目录结构两级目录结构 *层次目录结构层次目录结构(多级目录结构多级目录结构)第5章 文件管理系统*单级目录结构单级目录结构文件名物理地址文件说明状态位文件名1文
10、件名2单级目录单级目录 第5章 文件管理系统*两级目录结构两级目录结构两级目录结构两级目录结构 第5章 文件管理系统*层次目录结构层次目录结构(多级目录结构多级目录结构)多级目录结构多级目录结构 第5章 文件管理系统 在在树树形形目目录录结结构构中中,从从根根目目录录到到任任何何数数据据文文件件,都都只只有有一一条条惟惟一一的的通通路路。在在该该路路径径上上从从树树的的根根(即即主主目目录录)开开始始,把把全全部部目目录录文文件件名名与与数数据据文文件件名名,依依次次地地用用“/”“/”连连接接起起来来,即构成该数据文件的路径名即构成该数据文件的路径名(path name)(path name
11、)。第5章 文件管理系统5.5 文件的逻辑组织与访问文件的逻辑组织与访问 5.5.1 5.5.1 有结构文件与文件系统有结构文件与文件系统 有结构文件系统有结构文件系统:文件系统直接支持控制文件系统直接支持控制管理有结构文件的文件系统管理有结构文件的文件系统,也称高级文件系也称高级文件系统统.第5章 文件管理系统有结构文件中记录组织的原则有结构文件中记录组织的原则:*有利于快速访问文件记录有利于快速访问文件记录 *易于修改易于修改 *存储代价小存储代价小 *维护简单维护简单 *可靠性高可靠性高第5章 文件管理系统 根据有结构文件中的记录组织形式不同根据有结构文件中的记录组织形式不同,可以将有结
12、构文件分为可以将有结构文件分为:*堆文件堆文件 *顺序文件顺序文件 *索引文件索引文件 *索引顺序文件索引顺序文件 *索引文件索引文件 *直接直接(哈希哈希)文件文件 第5章 文件管理系统5.5.2 5.5.2 堆文件堆文件时间时间1n堆文件堆文件第5章 文件管理系统5.5.3 5.5.3 顺序文件顺序文件关键字关键字顺序文件顺序文件第5章 文件管理系统5.5.4 5.5.4 索引顺序文件索引顺序文件索引顺序文件索引顺序文件 第5章 文件管理系统5.5.5 5.5.5 索引文件索引文件索引文件的组织索引文件的组织 第5章 文件管理系统 索引方式索引方式:*完备索引完备索引 *部分索引部分索引第
13、5章 文件管理系统5.5.6 5.5.6 直接直接(哈希哈希)文件文件 1.直接文件直接文件 对对于于直直接接文文件件,则则可可根根据据给给定定的的记记录录键键值值,直直接接获获得得指指定定记记录录的的物物理理地地址址。换换言言之之,记记录录键键值值本本身身就就决决定定了了记记录录的物理地址。的物理地址。这这种种由由记记录录键键值值到到记记录录物物理理地地址址的的转转换换被被称称为为键键值值转转换换(Key to address transformation)。组组织织直直接接文文件件的的关关键键,在于用什么方法进行从记录值到物理地址的转换。在于用什么方法进行从记录值到物理地址的转换。第5章
14、文件管理系统2.哈希哈希(Hash)文件文件 Hash文件的逻辑结构文件的逻辑结构第5章 文件管理系统5.6 文件的物理组织文件的物理组织-存储空间的管理存储空间的管理 5.6.1 5.6.1 文件存储空间分配的有关问题文件存储空间分配的有关问题 1.1.预分配与动态分配预分配与动态分配 预分配方式预分配方式:要求文件创建时必须申要求文件创建时必须申 明需要的最大空间明需要的最大空间;动态分配方式动态分配方式:给文件分配的空间根给文件分配的空间根 据文件的大小动态的变化据文件的大小动态的变化.第5章 文件管理系统2.2.分区大小分区大小 文件分区文件分区:将物理上连续的若干数据块组织在将物理上
15、连续的若干数据块组织在 一起一起,形成一个分区形成一个分区.文件分区大小与以下因素有关文件分区大小与以下因素有关:*文件中的数据相邻存储有利于提高性能文件中的数据相邻存储有利于提高性能;*若分区太小若分区太小,文件分配到的分区数将会很多文件分配到的分区数将会很多;*若分区大小固定若分区大小固定,将会简化空间的分配和回将会简化空间的分配和回 收收;*若分区大小可变若分区大小可变,或分区大小固定且较小或分区大小固定且较小,可以减少存储空间的浪费可以减少存储空间的浪费.第5章 文件管理系统1.连续分配连续分配 磁盘空间的连续分配磁盘空间的连续分配 5.6.2 5.6.2 文件存储空间的分配技术文件存
16、储空间的分配技术第5章 文件管理系统连续分配的主要优点如下:连续分配的主要优点如下:(1)顺序访问容易。顺序访问容易。(2)(2)顺序访问速度快。顺序访问速度快。连续分配的主要缺点如下:连续分配的主要缺点如下:(1)要求有连续的存储空间。要求有连续的存储空间。(2)(2)必须事先知道文件的长度。必须事先知道文件的长度。第5章 文件管理系统2.链接分配链接分配磁盘空间的链接式分配磁盘空间的链接式分配 第5章 文件管理系统3.索引分配索引分配 *单级索引分配单级索引分配 链链接接分分配配方方式式虽虽然然解解决决了了连连续续分分配配方方式式所所存存在在的的问问题题,但又出现了另外两个问题,但又出现了
17、另外两个问题,即:即:(1)不不能能支支持持高高效效的的直直接接存存取取。要要对对一一个个较较大大的的文文件件进进行直接存取,须首先在行直接存取,须首先在FAT中顺序地查找许多盘块号。中顺序地查找许多盘块号。(2)FAT需占用较大的内存空间。需占用较大的内存空间。第5章 文件管理系统索引分配方式索引分配方式 第5章 文件管理系统*多级索引分配多级索引分配两两级级索索引引分分配配第5章 文件管理系统 索引分配的优点索引分配的优点:(1)索引分配方法支持文件的直接存取索引分配方法支持文件的直接存取;(2)(2)索引分配能满足文件的动态增长索引分配能满足文件的动态增长;(3)利用多级索引可以支持大型
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- 操作系统 原理 实例 分析 PPT 课件 第五 文件 管理 系统
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